РАЗМНОЖЕНИЕ ОСИНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ POPULUS TRÉMULA L.) МЕТОДАМИ БИОТЕХНОЛОГИИ

РАЗМНОЖЕНИЕ ОСИНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ
(POPULUS TRÉMULA L.)
МЕТОДАМИ БИОТЕХНОЛОГИИ
Г.Б. Сарсенбаева, Г.Н. Кузьмина
Восточно-Казахстанский государственный университет имени
С. Аманжолова, г. Усть-Каменогорск, Казахстан
Для семенных растений характерно два способа размножения: семенной
и вегетативный. Оба этих способа имеют как преимущества, так и
недостатки.
К недостаткам семенного размножения следует отнести генетическую
пестроту получаемого посадочного материала и длительность ювенильного
периода. При вегетативном размножении сохраняется генотип материнского
растения и сокращается продолжительность ювенильного периода.
Однако для большинства видов, в первую очередь для древесных пород
проблема вегетативного размножения остается до конца не решенной.
Осина – быстрорастущая древесная порода, возраст спелости ее
древостоев наступает в 2-2,5 раза быстрее чем у хвойных пород и дуба.
Древесина здоровой осины пользуется большим спросом как
строительный и поделочный материал, а также в спичечной, целлюлознобумажной промышленности, производстве мебели и т.д. в большинстве
стран, таких как США, Италия, Франция, Великобритания, Венгрия,
Словакия. В Канаде осина признана одним из самых популярных источников
баланса для целлюлозно-бумажной промышленности и деревообработки [1].
К сожалению, осина сильно поражается грибными болезнями
вызывающими сердцевинную гниль стволов, вследствие чего древесина
осиновых древостоев характеризуется весьма низкой товарностью. Особенно
сильно поражается осина грибами после 30-40 лет, поэтому и возраст
технической спелости и рубки осинников установлен в 40 лет. Таким
образом, осина, с одной стороны, полезнейшее дерево, если оно здоровое, с
другой - сорняк, понижающий экономический и экологический потенциал
лесов республики Казахстан.
Размножение осины семенами - задача не из легких, так как они быстро
теряют всхожесть. Кроме этого, при размножении семенами, полученное
потомство будет наследовать ценные качества лишь частично.
Вегетативное размножение осины путем черенкования затруднено из-за
плохой укореняемости осины, также при черенковании имеется опасность
распространения скрытых инфекций, которые проявляются в лесных
культурах.
Достижения в области культуры клеток и тканей привели к созданию
принципиально
нового
метода
вегетативного
размножения
микроклональное размножение.
Впервые этот метод применил французский исследователь Ж.Морель в
1960 г. для размножения орхидей. Из исходного экспланта ему удалось в
течение года получить около четырех миллионов новых растений, свободных
от инфекции. [2].
По сути микроклональное размножение протекает в пробирке в
условиях in vitro, где из клеток можно получить огромное количество
оздоровленных растений.
Преимуществами этого метода являются оздоровление растений от
грибных и бактериальных патогенов, вирусных инфекций и возможность
размножения и укоренения растений. [3]
В условиях интенсификации озеленения г. Усть-Каменогорск все
большее значение приобретает разработка эффективных технологий
производства высококачественного посадочного материала древесных пород,
особенно быстрорастущих, с использованием биотехнологических приемов.
Внедрение этих приемов в лесоводстве позволяет не только повысить
морфогенетический потенциал насаждений, ускорить создание новых
генотипов с ценными признаками, но и повысить эффективность отрасли в
целом.
Целью нашего исследования является освоение и усовершенствование
методов биотехнологии для получения здорового посадочного материала
осины в условиях Восточного Казахстана.
Поставлены такие задачи, как разработка наиболее эффективных
приемов регенерации осины обыкновенной, освоение технологии
размножения ценных клонов осины методом «in vitro», изучение влияния
питательных сред Мурасиге-Скуга (MS) и Woody Plant Medium (WPM),
получение достаточного количества клонового посадочного материала для
практического использования в питомниках.
Программой нашего исследования является освоение методов клеточной
биотехнологии для размножения и получения высококачественного
посадочного материала осины в условиях in vitro, получение хорошо
растущей стерильной культуры из изолированных апикальных и боковых
меристем осины, подбор оптимальных условий культивирования
изолированных эксплантов, обеспечивающих получение растенийрегенерантов осины путем активации развития уже существующих в
растении меристем.
Объектом исследования является осина обыкновенная (Populus trémula
L.).
Для клонального микроразмножения в качестве первичного экспланта
использовали молодые побеги. В основе исследования используется
методика для размножения осины в условиях in vitro, разработанная отделом
биотехнологии и цитохимии Башкирского филиала АН СССР и Института
физиологии растений АН СССР [4].
В
опыте
был
использован
основной
метод
клонального
микроразмножения растений - это активация развития уже существующих в
растении меристем.
В качестве первичного экспланта были использованы вегетативные
почки с молодых побегов
Для нарезки черенков использовали однолетние побеги. Для
стерилизации нарезанные черенки помещали в марлевые мешочки и в
ламинар-боксе погружали в 0,2%-й раствор диацида на 20 минут. После этого
черенки промывали в 3-5 объемах стерильной дистиллированной воды и
слегка подсушивали. Затем готовили черенки для введения в культуру in
vitro:
1)отделяли часть побега от почки (верхнюю часть);
2)снимали чешуйки с поверхности почки, отделяли листочки от
меристемы;
3)отделяли меристему от побега вместе с небольшой частью основания
(посадка на ножке).
Готовый растительный материал с помощью длинного пинцета
помещали в питательную среду MS, содержащую БАП (0,5 мг/л) и НУК (0,02
мг/л). Пробирки закрывали фольгой и ставили в световую комнату.
Образовавшийся в пробирках конгломерат побегов делили, удаляли
скальпелем листочки и черенковали на сегменты стебля с одной или двумя
пазушными почками. После чего переносили на свежую питательную среду
MS, содержащую БАП (0,1 мг/л). После 3-х пассажей микропобеги кореняли
in vitro, добавляя в питательную среду ИМК в концентрации 2 мг/л.
Регенеранты выращивали в световой комнате в течение 30 суток при
3°С, 24 часовом фотопериоде (круглосуточное освещение) и интенсивности
освещения 1250 люкс.
В результате проведенной нами работы мы имеем образование
каллусной ткани в 10 пробирках.
Ожидается что с полученными каллусными тканями будет продолжена
работа по получению микропобегов и дальнейшее их укоренение после
разделения.
Список литературы
1. Карпачевский, М.Л. Законодательные инструменты для сохранения биологического
разнообразия при рубках леса / М.Л. Карпачевский // Устойчивое лесопользование. - 2007.
- №1(13). - С. 18-23.
2. Куликов П.В., Филиппов Е.Г. О методах размножения орхидных умеренной зоны в
культуре in vitro// Бюллетень Главного ботанического сада. М.: Наука, 1998. С. 125-131.
3. Шевелуха В.С., Калашникова Е.А. и др. Лабораторно-практические занятия по
сельскохозяйственной биотехнологии. Методические указания. – 2- издание. Москва, издво МСХА, 2004
4. СССР С 12N5/Описание изобретения к авторскому свидетельству Государственный
Комитет по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР Отдел биохимии и цитохимии
Башкирского филиала АН СССР и Институт физиологии растений АН СССР. Somatic cell
differentiation and raped clonal propagation of aspen, 1983. С. 131-135.