Способ клонального микроразмножения декении фаргеза (Decaisnea fargesii FRANCH.) Российский патент 2023 года по МПК A01H1/04 

Изобретение относится к области биотехнологии растений и может быть использовано для массового получения качественного посадочного материала Decaisnea fargesii. Полученные растения могут быть использованы в качестве высоко декоративных древесных и экзотических плодовых культур, а также в качестве сырья для фармацевтической промышленности [1, 10-14].

В семенах D. fargesii содержится 18-22% жирного масла [10, 11]. Основной жирной кислотой является пальмитолеиновая, ее содержание составляет половину от остальных жирных кислот. Эта жирная кислота способствуют снижению холестерина, понижению кровяного давления, защите от развития болезней сердца и т.д. [11]. Перикарпий содержит каучук, который составляет 10-12% от сухой массы [12]. D. fargesii применяется в китайской народной медицине при туберкулезе легких, кашле, ревматической артралгии, также эффективна при сердечно-сосудистых и цереброваскулярных заболеваниях. Зрелые плоды и пюре из мякоти применяют наружно при лечении карбункула [11-14].

Предлагаемое изобретение является новым, так как в патентной и научно-технической литературе не найдено решения с заявленной совокупностью отличительных признаков, то есть оно не известно из уровня техники, значит, соответствует критерию "новизна".

Декенея Фаргеза (Decaisnea fargesii) - листопадный кустарник с прямыми неветвистыми или слабо ветвистыми побегами, в природе достигает 5 м высоты. Зимние почки крупные, яйцевидные, с двумя округлыми голыми чешуями. Листья непарноперистые, 30-80 см длиной, с 13-25 супротивными цельными листочками. Листочки яйцевидные или продолговато яйцевидные, заостренные, 6-14 см длиной, на коротких черешках. Соцветия верхушечные, метельчатые, поникающие, длиной 25-50 см. Цветки полигамные. Зеленовато-желтоватые, 2,5-3 см длиной, свисают на тонких, около 1 см длиной цветоножках. Плод D. fargesii - многолистовка, состоящая из обычно из 5 листовок. Каждая листовка окрашена в синий цвет, с небольшим беловато-матовым налетом, цилиндрическая, 5-10 см длиной и около 2 см в диаметре [1, 3, 4]. Внутри листовки до 40 плоских, яйцевидных, черных семян, окруженных мякотью. Мякоть съедобная, мясистая, клейкая, полупрозрачная, обладающая сладким, фруктовым ароматом, похожим на арбуз [1, 5]. В состав плодов D. fargesii входят углеводы, жиры, белки, витамины, пектин и минеральные вещества, также они богаты биологически активными веществами. Мякоть плодов содержит большое количество сахара, обусловливающее ее сладкий вкус [1, 2, 5, 8].

D. fargesii произрастет в смешанных лесах на склонах гор, на высоте 900-3600 м, в Восточных Гималаях, соответственно на территории Китая, Индии, Непала, Бутана, и Мьянмы[1]. Вид интродуцирован в Европе и Северной Америке. Широко распространен на Черноморском побережье Кавказа.

Данный вид неприхотлив в выращивании. Может расти на различных видах почв: песчаных, суглинистых и глинистых; кислотных, нейтральных и щелочных; в полутени (светлый лес) или без тени. Устойчив к вредителям и заболеваниям. Хорошо растет в защищенном месте, в полутени, с юга и востока притенено кронами соседних деревьев кленов. Однолетний прирост побегов достигает 1,75 м. Сохраняет высокую декоративность в течение всего вегетационного сезона своими крупными перистыми листьями, и особенно красив во время цветения [2,5,6].

В 6 зоне зимостойкости в США (минимальная температура -23°С) считается полностью зимостойкой, выращивается также в 5 зоне (-26 -28°С), где может сильно обмерзать, но хорошо восстанавливается даже от корней [2].

Сложившаяся в настоящее время тенденция к потеплению климата обуславливает постепенное расширение территории выращивания декении на север [9].

Отличается быстрыми темпами роста и уже через 3 года D. fargesii может давать плоды, созревающие с сентября по октябрь. D. fargesii уже выращивается в условиях Московского региона. В Ботаническом саду Московского дворца пионеров кустарник растет с 2009 г., зимует с укрытой щепой корневой системой, плодоносит с 2014 г.

Размножается культура семенами и вегетативно.

Основными преимуществами клонального микроразмножения являются: 1.) возможность выбора исходного материала, что позволяет сохранить генетическую стабильность; 2.) использование стерильного материала, что снижает уровень инфицированности растений после пересадки в поле; 3.) равномерный рост растений, что обеспечивает равномерные сроки созревания плодов [3, 4, 7].

Изобретение представляет собой способ размножения растений D. fargesii методом культуры in vitro, включающий вычленение апикальных и латеральных почек, использование фрагментов стебля длиной 1 см с 1-2 пазушными почками в качестве первичных эксплантов, стерилизацию, высаживание на питательные среды, размножение микропобегов, их последующее укоренение, адаптацию растений-регенерантов к условиям ex vitro. После адаптации к нестерильным условиям и доращивания получают стандартные саженцы декении с закрытой корневой системой. Преимущества предлагаемой нами технологии и использование заявленного способа позволяет получить более 100 тысяч саженцев в год от одного экспланта.

Ход работы

В ходе наших исследований разработана методика клонального микроразмножения Decaisnea fargesii.

В качестве первичных эксплантов использовали апикальные и латеральные почки, фрагменты стебля длиной 1 см с 1-2 пазушными почками.

Оптимальная система стерилизации: 1.) фунгицид -30 минут; 2.) 70% этанол - 1 минуты; 3.) 7% гипохлорит кальция - 5-7 минут.

На стадии собственно микроразмножения применяли питательную среду QL (Quorin-Lepoivre, 1977), содержащую 30 мг/л сахарозы и дополненную регулятором роста 6-БАП (6-бензиламинопурин) в различных концентрациях (0,5-3,0 мг/л). Оптимальной средой для культивирования являлась питательная среда QL с добавлением 6-БАП в концентрации 1,0 мг/л. На этой среде были отмечены максимальные морфометрические показатели: коэффициент размножения составил 8,1±1,9, а длина побега - 1,2±0,3 см (фиг. 1-2). В условиях лаборатории регенеранты Decaisnea fargesii выращивали при пониженном искусственном освещении (2000 лк) и фотопериоде 16/8 ч., температуре 23-25°С и влажности 70%. Укореняли микропобеги на питательной среде QL, содержащей 20 мг/л сахарозы. На данном этапе применяли ИУК (индолил-3-уксусная кислота) и ИМК (индолилмасляная кислота) в качестве стимуляторов корнеобразования в концентрации 0,5-1,5 мг/л. Наилучшие результаты были достигнуты на среде с добавлением 1,0 мг/л ИУК (фиг. 3). Затем растения-регенеранты высаживали на смесь песка, торфа и дерновой листовой земли в соотношении 1:1:1, предварительно простерилизованной при 85-90°С в течение 1-2 ч.

Различные стадии клонального микроразмножения Decaisnea fargesii показаны на фиг. 4-7.

Источники информации

1. Chen Dezhao, Tatemi Shimizu. Lardisabalaceae. Flora of China. Missouri Botanical Garden Press. St. 2001 V.6. P. 440-441.

2. https://www.missouribotanicalgarden.org/PlantFinder/PlantFinderDetails.aspx?Louis. taxonid=292306&isprofile=l&basic=Decaisnea

3. Бутенко, P.Г. Культура изолированных тканей и физиология морфогенеза растений//Бутенко Р.Г. - М.: Наука, 1964. - 272 с.

4. Газизуллин, А.X. Современное состояние лесной биотехнологии в мире и в России / А. X. Газизуллин // Вестник Казанского государственного аграрного университета. - 2012. - Т. 7. - №4(26). - С. 94-98.

5. Замятин Б.Н. Лардизабаловые. Деревья и кустарники СССР. Издательство академии наук СССР. Москва-Ленинград. 1954 Т.III. С. 43-44.

6. Мирзашвили В.И. Род Decaisnea. В кн. Дендрофлора Кавказа. Издательство Академии наук Грузинской ССР. Тбилиси. 1963 Т.3. С. 98

7. Молканова, О.И., Горбунов, Ю.Н., Ширнина И.В., Егорова Д.А. Применение биотехнологических методов для сохранения генофонда редких видов растений // Ботанический журнал. -2020. - Т. 105 (6). - С. 610-619.

8. Тахтаджан А.Л. Лардизабаловые. Lardizabalaceae. Жизнь растений. Москва. Просвещение. 1980 Т. 5(1). С. 195-197.

9. Фирсов, Г.А. Древесные экзоты и аборигены и изменения теплообеспеченности в Санкт-Петербурге // Бюллетень Главного ботанического сада. - 2021. - №1- С. 30-39.

Изобретение относится к области биотехнологии растений. Изобретение представляет собой способ размножения Decaisnea fargesii методом культуры in vitro, включающий вычленение апикальных и латеральных почек, использование фрагментов стебля длиной 1 см с 1-2 пазушными почками в качестве первичных эксплантов, стерилизацию, высаживание на питательные среды, размножение микропобегов, их последующее укоренение, адаптацию растений-регенерантов к условиям ex vitro. После адаптации к нестерильным условиям и доращивания получают стандартные саженцы D. fargesii с закрытой корневой системой. Предлагаемый способ клонального микроразмножения D. fargesii позволяет получить высокий коэффициент размножения и, как следствие, необходимое количество выровненных высококачественных саженцев. Посадочный материал является генетически однородным, сокращается период вегетативного размножения культуры и предоставляется возможность проведения работ в течение года. 7 ил.

Способ клонального микроразмножения Decaisnea fargesii включает вычленение апикальных и латеральных почек, использование фрагментов стебля длиной 1 см с 1-2 пазушными почками в качестве первичных эксплантов, стерилизацию гипохлоритом кальция в экспозиции 5-7 минут, высаживание на питательные среды QL, содержащие 30 мг/л сахарозы с добавлением 1,0 мг/л 6-ВАР, размножение микропобегов, их последующее укоренение на питательной среде QL, содержащей 20 мг/л сахарозы и ИУК в концентрации 1 мг/л, адаптацию растений-регенерантов к условиям ex vitro посредством высаживания на смесь песка, торфа и дерновой листовой земли в соотношении 1:1:1, предварительно простерилизованной при 85-90°С в течение 1-2 ч.