ТЕХНОЛОГИЯ КЛОНАЛЬНОГО МИКРОРАЗМНОЖЕНИЯ ДЖУЗГУНА БЕЗЛИСТНОГО (CALLIGONUM APHYLLUM) Российский патент 2025 года по МПК A01H4/00 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, растениеводства и фитомелиорации опустыненных земель, в частности, технологиям клонального микроразмножения Джузгуна безлистного (Calligonum aphyllum L.) для борьбы с опустыниванием Юга России и других территорий.

Из данных литературы [1, 3] хорошо известно описание и ареал произрастания Джузгуна безлистного. Джузгун безлистный из семейства Гречишные - это обильно ветвящиеся листопадные кустарники с ажурной кроной из характерных пучков побегов, которые частично опадают. Листья линейные, почти игловидные, со своеобразным раструбом в основании. Цветки мелкие, различной окраски, обоеполые, пазушные, одиночные, ароматные. Плоды - орешки с длинными отростками или щетинками, способствующими переносу их ветром. Насчитывает более 150 видов, большая часть которых распространена в пустынях Средней и Центральной Азии. Джузгун хорошо растет на песках, выдерживает засыпание почти до вершины и является пескоукрепителем.

Джузгун безлистный способен образовать насаждения во всем диапазоне солевого режима почвогрунта, встречающегося на подвижных песках Прикаспия, в том числе и в молодых очагах опустынивания с поверхностными эоловыми аккумуляциями на уплотненных засоленных грунтах супесчаного и суглинистого механического состава. Долговечность насаждений на засоленных плотных грунтах 5-7 лет, а глубоких эоловых песках с периодическим поверхностным переносом песка насаждения джузгуна могут существовать 60 и более лет [1].

В настоящие время использование микроклонального размножения Джузгуна безлистного in vitro сопряжено с большим количеством трудностей, а именно трудности проращивания семенного материала, так как строение самих семян не позволяет легко проводить стерилизацию [5]. В связи с этим существует широкий набор стерилизационных агентов, позволяющих стерилизовать будущие экспланты [4, с. 25-33]. Для получения жизнеспособных эксплантов Джузгуна безлистного обладающих высоким коэффициентом размножения также применяются различные фитогормоны в различных концентрациях, такие как природные ауксины индолилуксусная кислота (ИУК) и индолилмасляная кислота (ИМК) [6], а также 6-Бензиламинопурин (6-БАП) [2, с. 36]. Исследовательская и инновационная активность в этом направлении не ослабевает ввиду того, что сам вид Джузгуна безлистного недостаточно изучен, а также имеется отсутствие технологий его микроклонального размножения.

Существует, таким образом, объективная потребность в поиске и разработке технологий микроклонального размножения Джузгуна безлистного с целью получения большого количества посадочного материала для борьбы с опустынивание территорий Юга России.

В настоящие время патенты по микроклональному размножению Джузгуна безлистного in vitro отсутствуют .В основном описаны способы использования черенков или семян Джузгуна безлистного для борьбы с опостынувшем (RU №2576062, C1), рекультивации песчаных земель, загрязненных нефтепродуктами (RU №2095954, С1) и создание новых пастбищ на песках (RU №2053617, С1).

Задачей способа микроклонального размножения является получения большого числа эксплантов Джузгуна безлистного с высоким коэффициентом размножения и каллусообразования для дальнейшего укоренения и высадки на территории подверженные опустыниванию

Сущность способа заключается в подборе оптимальных методов стерилизации эксплантов Джузгуна безлистного и питательных сред для культивирования in vitro.

Для микроклонального размножения Джузгуна безлистного необходимо отобрать молодые и полуодревесневшие побеги Джузгуна безлистного содержащие 1 -2 междоузлия в период май-июль.

Побеги Джузгуна безлистного необходимо простерилизовать в 1% «Лизоформин-3000» в течение 4 минут, за счет чего сохраняется регенеративный потенциал. Процент жизнеспособных эксплантов составляет свыше 70% по сравнению с другими стерилизационными агентами.

Состав питательной среды:

1. Стандартный среда Мурасиге-Скуга

2 Сахароза в концентрации 30 г/л,

3. Агар в концентрации 7 г/л

4. Цитокин 6-бензиламинопурин в концентрации 0,5 мг/л

5. Гибберелловая кислота в концентрации 0,1 мг/л

Экспланты Джузгуна безлистного необходимо культивировать в стерильных условиях на фитостеллажах при 16-ти часовом фотопериоде при температуре 22-24°С

Цитокинин 6-бензиламинопурин оказывает положительное влияние на развитие микрорастений в концентрации 0,5 мг/л, он способствует каллусообразованию и растяжению клеток. Однако, при более высоких концентрациях, на второй неделе пассажа появляются очаги некротизации эксплантов, берущие начало не от апекса, а от питательный среды. Как указано выше, добавление в питательную среду гибберелловой кислоты в концентрации 0,1 мг/л способствует получению максимального коэффициента размножения и интенсивному процессу каллусообразования, что позволяет сократить оптимальное время пассажа до 4-5 недель. Данный фитогормон способствует растяжению клеток и, соответственно, к максимальной высоте микрорастений in vitro.

Таким образом, использование вышеуказанного режима стерилизации и состава питательной среды, а также условий культивирования позволяет получить высокий коэффициент размножения и 100% каллусообразование эксплантов Джузгуна безлистного.

Технический результат: повышение коэффициента размножения Джузгуна безлистного в условиях in vitro, за счет использования оригинального способа стерилизации и состава питательной среды для микроклонального размножения.

Литература:

1. Гамидов И.Р., Умаханов М.А., Теймуров С.А. Фитомелиорация кизлярских пастбищ с использованием джузгуна безлистного (Calligonum aphyllum) / И.Р. Гамидов, М.А. Умаханов, С.А. Теймуров // Горное сельское хозяйство. - 2018. - №2. - С. 29-32.

2. Калинин Ф.Л., Кушнир Г.П., Сарнацкая В.В. Технология микроклонального размножения растений / Ф.Л. Калинин, Г.П. Кушнир, В.В. Сарнацкая. - Киев: Наукова думка, 1992. -232 с.

3. Магомедалиева В.К., Алиева З.М. Перспективы размножения редких и исчезающих видов растений in vitro / В.К. Магомедалиева, З.М. Алиева // Вестник Дагестанского государственного университета. - 2012. - Т. 6. - С. 167-171

4. Широков А.И., Крюков Л.А. Основы биотехнологии растений: электронное учебно-методическое пособие / А.И. Широков, Л.А. Крюков. - Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2012. - 49 с.

5. Adaptation of assimilating organs Calligonum L. species (Polygonaceae Juss.) in Kyzylkum desert / A.A. Butnik, Т.Е. Matyunina, AT. Abdullaeya, R.N. Nigmanova // Journal of Novel Applied Sciences. - 2016. - №5-4. - P. 99-104.

6. The role of indole derivative in the growth of plants (A review) / Y. Huang, X. Yang, A. Liao, J. Wu // Front Plant Sci. - 2023. - No 13. - 1120613.

Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой способ микроклонального размножения Джузгуна безлистного (Calligonum aphyllum), заключается в том, что необходимо производить отбор молодых и полуодревесневших побегов Джузгуна безлистного, содержащих 1-2 междоузлия, в период май-июль. Побеги Джузгуна безлистного необходимо простерилизовать в 1% «Лизоформин-3000» в течение 4 минут. Состав питательной среды для культивирования включает в себя: стандартную среду Мурасиге-Скуга с добавлением сахарозы и агара в концентрации 30 г/л и 7 г/л соответственно, 0,5 мг/л цитокина 6-бензиламинопурина и 0,1 мг/л гибберелловой кислоты. Экспланты Джузгуна безлистного необходимо культивировать в стерильных условиях на фитостеллажах при 16-часовом фотопериоде, при температуре 22-24°С. За счет этого комплекса достигается высокий результат жизнеспособности эксплантов и высокий коэффициент размножения при микроклональном размножении для дальнейших этапов ризогенеза и переноса растений Джузгуна безлистного в открытый грунт для борьбы с опустыниванием территорий.

Способ клонального микроразмножения Джузгуна безлистного (Calligonum Aphyllum), включающий отбор молодых и полуодревесневших побегов Джузгуна безлистного, содержащих 1-2 междоузлия, в период май-июль, стерилизацию побегов в 1%-ном растворе «Лизоформин-3000» в течение 4 минут, посадку на стандартную питательную среду Мурасиге-Скуга с добавлением сахарозы и агара в концентрации 30 г/л и 7 г/л соответственно, 0,5 мг/л цитокина 6-бензиламинопурина и 0,1 мг/л гибберелловой кислоты, при этом культивирование эксплантов осуществляют в стерильных условиях на фитостеллажах при 16-часовом фотопериоде, при температуре 22-24°С.