Доклад На тему Культивирование незрелых зиготических зародышей
 Скачать 18.57 Kb.
|
|
Доклад На тему Культивирование незрелых зиготических зародышей Данный метод применяется для преодоления постгамной несовместимости растений. Постгамная несовместимость при отдаленной гибридизации возникает после оплодотворения. Часто при этом образуются щуплые невсхожие семена. Причиной может быть расхождение во времени развития зародыша и эндосперма. Из- за слабого развития эндосперма зародыш бывает неспособен к нормальному прорастанию. В таких случаях из зрелой щуплой зерновки изолируют зародыш и выращивают его в питательной среде. Первые работы по культуре изолированных зародышей были опубликованы более 100 лет назад Р. Ханнингом (1904), который по праву считается основателем данного метода. Целью этого исследования, проведенного на зародышах семейства Крестоцветные, было определение условий для выращивания зародышей вне семени. Работы Ханнинга стимулировали появление аналогичных исследований, выполненных на разных объектах другими авторами. Начало применению метода культуры изолированных зародышей в прикладном плане было положено в 1924—1925 гг. Ранние исследования по культуре незрелых зародышей были направлены на поиск оптимальных условий выращивания, которые в какой- то мере приближались бы к нативным. В результате этих исследований была усовершенствована методика и техника выращивания незрелых зародышей на ранних этапах формирования, определены оптимальный состав проточной питательной среды и другие физико-химические условия выращивания. В последующих исследованиях изучалось действие жидких и твердых питательных сред на рост изолированных зародышей, уточнялся состав и концентрация различных макро- и микроэлементов, условия углеродного питания, а в дальнейшем значительное внимание исследователи уделяли изучению роли различных биологически активных веществ, фитогормонов, витаминов, аминокислот, растительных экстрактов на дифференциацию изолированных зародышей. Выращивание зародышей в искусственной питательной среде называется эмбриокультурой. Среда для выращивания зрелого зародыша может быть простой, без добавок физиологически активных веществ (например, среда Уайта) или любая другая, содержащая минеральные соли и сахарозу. При более отдаленных скрещиваниях нарушения в развитии зародыша могут наблюдаться уже на ранних этапах, что выражается в отсутствии дифференцировки, замедленном росте. В этом случае культура зародыша состоит из двух этапов — эмбрионального рост зародыша, во время которого продолжается его дифференцировка, и прорастания подросшего зародыша. Для первого этапа требуется более сложная по составу среда с повышенным содержанием сахарозы, с добавками различных аминокислот, витаминов и гормонов. Применение эмбриокультуры в селекции приобретает в последнее время большое значение для получения отдаленных гибридов различных сельскохозяйственных культур. Показана возможность увеличения выхода пшенично-ржаных гибридов путем доращивания незрелых зародышей, а также использования эмбриокультуры для преодоления постгамной несовместимости при гибридизации пшеницы с колосняком. Получены полноценные растения из недоразвитых щуплых семян, которые характерны для гибридов у риса, триплоидные растения ржи при скрещивании автотетраплоидных и диплоидных растений ржи. С использованием метода культуры зиготических зародышей были получены селекционно ценные формы черешни, персика и груши. Метод эмбриокультуры находит все более широкое применение в межвидовой гибридизации овощных растений. Для лука разработаны приемы выращивания in vitro абортивных зародышей от гибридных семян с разных этапов эмбриогенеза, выращивание зародышей от частично фертильных межвидовых гибридов. Культура изолированных зародышей используется в селекции томатов и других овощных растений Исследована гормональная регуляция роста и развития зародышей томата in vitro. Обсуждается возможность применения эмбриокультуры для получения отдаленных гибридов подсолнечника, изучаются факторы, контролирующие рост и развитие in vitro зародышей подсолнечника, изолированных в разные сроки после опыления. Культура изолированных зародышей как вспомогательный метод при отдаленной гибридизации применяется не только для преодоления постгамной несовместимости, но также с целью микроразмножения ценных гибридов. В этом случае микроразмножение происходит путем каллусогенеза, индукции морфогенеза и получения растений-регенерантов из каллусной ткани (рис. 4.2). Техника культивирования незрелых зародышей позволяет размножать ценные генотипы растений на ранних стадиях жизненного цикла. Еще одна возможность применения культуры зародышей — использование ее в клеточной селекции. Клональное микроразмножение отдаленных гибридов. Эмбриокультура дает возможность вырастить гибридные растения из неполноценных зародышей. Однако выход гибридных растений мал, и гибриды часто бывают стерильны. Иногда, например при селекции гречихи, трудно воспроизвести в потомстве уникальные генотипы из-за перекрестного опыления культуры. Поэтому перед исследователями часто встает задача — размножить и сохранить полученные растения. В этом помогает метод клонального микроразмножения. Размножают гибриды путем активации развития меристемы пазушных почек (черенкованием стерильных побегов), адвентивными почками или регенерацией растений из каллусной ткани, в частности полученной при культивировании зародышей. |