Способы микроклонального размножения

Клональное микроразмножение растений проводят разными способами. Первый и основной способ — активизация пазушных меристем. Он состоит в снятии апикального доминирования и активизации развития меристем, существующих в растении. Этот способ основной и в обычном вегетативном размножении. И на интактном растении, и в случае клонирования снятие апикально­го доминирования достигается или удалением апикальной мери­стемы побега, или благодаря действию цитокинина. При клони­ровании цитокинины (6-бензиламинопурин, 6-фурфуриламино- пурин, зеатин) добавляют в питательную среду, что приводит к развитию многочисленных пазушных побегов. Эти побеги отделя­ют от первичного экспланта и культивируют на свежей питатель­ной среде. Активизацию пазушных меристем широко используют в промышленном размножении овощных сельскохозяйственных культур (картофель, томаты, огурцы, сахарная свекла, топинам­бур и др.), цветов (гвоздика, роза, гербера), плодовых и ягод­ных культур (яблоня, вишня, малина, крыжовник и др.), древес­ных растений (туя, можжевельник и др.). Однако бесконечно раз­множать таким способом растения нельзя, поскольку длительное воздействие цитокининов, входящих в состав питательных сред, вызывает аномалии в морфологии стебля, потерю способности побегов к укоренению, иногда — гибель растений. В опытах с размножением земляники было показано, что при клонировании необходимо чередовать 2 — 3 цикла получения побегов с их укоре­нением.

Второй способ — индукция развития адвентивных почек, т. е. по­чек, возникающих из растительных клеток и тканей, которые их обычно не образуют. Этот метод в значительной мере обусловлен тотипотентностью клеток. Почти любой орган или ткань расте­ния, свободные от инфекции, могут быть использованы в каче­стве экспланта и в определенных условиях образуют адвентивные почки. Данный процесс вызывают внесением в питательную среду определенных концентраций цитокининов и ауксинов, причем цитокинина должно быть гораздо больше, чем ауксина. Это наи­более распространенный способ микроразмножения высших рас­тений. Развивая адвентивные почки на апикальных и пазушных меристемах, размножают растения томата, лука, чеснока; на сег­ментах листовых пластинок — салат, глоксинию, фиалки; на тка­нях донца луковиц — лук, чеснок, гладиолусы, тюльпаны и дру­гие луковичные растения.

Третий способ— микрочеренкование побега, сохраняющего апикальное доминирование. Растения-регенеранты, полученные любым другим способом, можно черенковать в стерильных усло­виях, высаживать на свежую питательную среду, укоренять и адаптировать к полевым условиям либо снова подвергать микро­черенкованию для того, чтобы увеличить количество посадочного материала.(9)

Четвертый способ — размножение в биореакторах микроклуб­нями, Это один из способов ускоренного размножения оздоров­ленного материала, О. Мелик-Саркисов сконструировал гидропон­ную установку, позволяющую получать около 7000 микроклубней с м² при массе одного клубня 5 г. Предусмотрена последующая механизированная посадка их в фунт. В отделе биологии клетки и биотехнологии Института физиологии растений им. К. А. Тимиря­зева РАН создана эффективная полупромышленная замкнутая си­стема пневмоимпульсного биореактора для получения микроклуб-] ней картофеля, в которой предусмотрена возможность воздействия на направление и скорость процессов клубнеобразования. Техно­логии клонального микроразмножения в биореакторах разработав; ны не только для сельскохозяйственных» но и для декоративных растений (лилии, гладиолусы, гиацинты, филодендроны и т.д.). Однако созданные установки пока носят лабораторный, модель­ный характер.(9)

Пятый способ размножения образование соматических за­родышей основан на соматичес­ком эмбриогенезе. Впервые это явление было отмечено в середине 50-х годов XX в. в культуре клеток моркови. Формирование эмбриоилов в культуре осуществляется в два этапа. На нервом сома­тические клетки дифференцируются в эмбриональные в присут­ствии в питательной среде ауксинов, обычно это 2,4*дихлорфе- ноксиуксусная кислота (2,4 D). На следующей стадии развива­ются эмбриоиды. Процесс идет только при значительном снижении концентрации ауксина или полном отсутствии его в питательной среде. Соматический эмбриогенез может происхо­дить в тканях первичного экспланта, в каллусной и суспензион­ной культурах.(5)