ФНЦ Биоразнообразия ДВО РАН

В условиях истощения лесных ресурсов в мире возникает необходимость в создании промышленных плантаций быстро растущих древесных пород. Тополь корейский – самый перспективный вид для создания быстрорастущих промышленных плантаций на Дальнем Востоке. В настоящее время разработаны методы клонального микроразмножения разнообразных видов и гибридов рода Populus. Однако, в специфических условиях Дальнего Востока (высокая влажность воздуха, способствующая массовому размножению на растениях патологической микрофлоры) введение в культуру in vitro требует применения дополнительных методов для стерилизации эксплантов, особого состава питательной среды для индукции меристем, мультипликации побегов и корнеобразования. С этой целью был разработан оригинальный способ размножения тополя корейского, позволяющий получить максимальный выход жизнеспособных растений.

Технология размножения включает: новые эффективные способы стерилизации первичных эксплантов, оригинальный состав питательных сред для индукции пазушных меристем, побегообразования, роста и последующего укоренения растений. Изобретение позволяет значительно повысить коэффициент размножения, снизить период культивирования микрорастений, а также получить жизнеспособные быстрорастущие экземпляры тополя корейского.

Материалом для введения в культуру служили экспланты (зеленый побег с пазушной почкой) от плюсового дерева P. koreana мужского генотипа. Использованы модифицированные схемы стерилизации и новый состав питательных сред для индукции пазушной меристемы, для мультипликации, роста и укоренения микрорастений. Подобраны оптимальные концентрации фитогормонов для роста и развития микрорастений, при этом минеральной основой питательной среды для культивирования служила среда Мурасиге и Скуга (MS) с половинной концентрацией макросолей. Технология позволяет получить большее количество стерильных растений тополя корейского, различающихся по скорости роста. Это достигается за счет проявления сомаклональной изменчивости во время культивирования растений тополя in vitro. Предложенная технология позволяет впервые осуществить отбор быстрорастущих особей для дальнейшего их размножения в практических целях.

Предложенный способ микроразмножения тополя корейского имеет ряд практических преимуществ:

- среди растений тополя корейского возможен отбор на скорость роста растений в условиях их еще тепличного выращивания за более короткий срок, по сравнению с проведением селекционного отбора при выращивании в открытом грунте в питомнике;

- цикл получения растений по предложенному методу (от момента обрезки побегов тополя корейского до получения регенерантов, выращенных в горшках составляет от 12 до 14 месяцев;

- закрытая корневая система микроразмноженных растений, растущих в горшках, позволяет повысить их приживаемость в полевых условиях;

- полученные размножением in vitro растения тополя корейского не имеют грибных, бактериальных и вирусных инфекций, которыми заражены растущие в природе дальневосточные древесные растения;

- размножение плюсового дерева тополя корейского мужского генотипа исключает в дальнейшем нежелательное цветение взрослых растений, как источника аллергических реакций;

отобранные быстрорастущие экземпляры тополя корейского способны размножаться обычным черенкованием, в отличие от трудно размножаемых гибридов и различных сортов тополя.

Кроме того, технология позволяет получить растения с закрытой корневой системой, что обеспечивает успешную транспортировку и пересадку на постоянное место произрастания.

Работа по микроклональному размножению растений P. koreana проведена в России впервые. Предложенный способ размножения и отбора, позволяет получить от одного экспланта от 60 до 267 (в течение 1 года) микро растений с целью создания промышленных плантаций на Российском Дальнем Востоке, не используя дорогостоящие методы гибридизации и генной модификации этого вида.

Изобретение относится к биотехнологии растений и может быть использовано для воспроизводства редких и исчезающих видов растений в целях сохранения биологического разнообразия, в частности, при клональном микроразмножении аралии континентальной Aralia continentalis Kitag.

Питательная среда для микроклонирования аралии континентальной, содержащая растворенные в дистиллированной воде соли по прописи MS: аммоний нитрат, калий нитрат, кальций хлорид, калий дигидрофосфат, магний сульфат, борную кислоту, дигидрат сульфата марганца, кобальт хлорид, пентагидрат сульфата меди, дигидрат молибдата натрия, гептагидрат сульфата цинка, калий иодид, гептагидрат сульфата железа (II), 2-водную динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, витамины пиридоксин и тиамин, а также сахарозу и агар-агар, отличающаяся тем, что питательная смесь содержит половинную концентрацию растворенных в дистиллированной воде солей по прописи MS, а также в неё дополнительно вводят аскорбиновую кислоту.

Предлагаемая питательная среда расширяет ассортимент питательных сред, позволяющих сохранить генотип исходных растений и, в дальнейшем, использовать их как фармакологическое сырье, обеспечивает сокращение длительности полного цикла получения растений-регенерантов Aralia continentalis Kitag, и, как следствие, уменьшение материальных и трудовых затрат.

Заявляемая питательная среда позволяет получить укорененные микрорастения Aralia continentalis Kitag. в промышленных масштабах с перспективой их дальнейшей интродукции и реинтродукции. Использование единой питательной среды для полного цикла получения корнесобственных растений-регенерантов уменьшает длительность этого цикла и снижает материальные и трудовые затраты.