ВВЕДЕНИЕ В КУЛЬТУРУ IN VITRO И ФОРМИРОВАНИЕ КОЛЛЕКЦИИ РЕДКИХ И ИСЧЕЗАЮЩИХ ВИДОВ РАСТЕНИЙ КАЗАХСТАНА

Abstract

В настоящее время известны принципы формирования коллекции культуры клеток. Несмотря на все положительные моменты эффективности хранения в условиях культуры in vitro, метод не является широко распространенным. Микроклональное размножение видов, занесенных в красную книгу Казахстана с последующим формированием коллекции, является особенно важным подходом для сохранения многих видов растений.

В данной работе представлены результаты микроклонального размножения и ответные реакции растений на условия замедленного роста (SGS - slow growth storage) редких и исчезающих видов растений Казахстана, таких как Juniperus seravchanica, Euonymus koopmanni, Crataegus ambigua, Tulipa Greigii, Tulipa patens, Tulipa bifloriformis, Tulipa turkestanica и Fraxinus sogdiana.

Результаты экспериментальных исследований показывают влияние сезонности на формообразовательные процессы при размножении в условиях in vitro. Например, при сборе растений ранней весной в пробирочной культуре Juniperus помимо боковых побегов индуцированы конгломераты почек, что свойственно для древесных культур. Из осенних донорных растений получены только адвентивные побеги. При размножении Euonymus koopmanni выявлено, что эффективно регенерировать растения из семян, укоренять их, а затем черенковать. Данный путь, хотя и является длительным, дает возможность повысить размножение бересклета, где средний коэффициент размножения составил 28 штук, тогда как из стеблевых сегментов этот показатель составил 6,1. При изучении особенностей морфогенетического потенциала зародышей Crataegus ambigua на первой неделе культивирования наблюдали вытягивание гипокотиля и окрашивание семядолей в зеленый цвет. Дальнейший интенсивный рост и удлинение побегов отмечено на среде MS с добавлением 0,5 мг/л ГА₃ и 1,0 мг/л БАП,  где частота регенерации составила 78,5%. На чешуях Tulipa индуцированы побеги, различающиеся по интенсивности дальнейшего образования микроклубней для видов Tulipa Greigii-12, Tulipa patens-3, Tulipa bifloriformis-7 на одну луковицу. Коэффициент размножения Fraxinus sogdiana после второго пассажа составило 3,122.

Для длительного хранения в условиях замедленного роста использовали среду MS с добавлением ингибиторов ростовых процессов растений в различных концентрациях: абцизовая кислота (АБК) от 2.0 до 10.0 мг/л, маннит от 5.0 до 10.0 мг/л и хлорхолинхлорид (ССС) от 0.2 до 1.0 мг/л. Результаты SGS промониторены от 6 до 12 месяцев. Для Euonymus koopmanni выявлены  различия по длине побегов, снижению роста, и некротизации тканей при увеличении концентрации маннита от 5 до 10 мг/л. При добавлении маннита 10 мг/л на среде MS длина побега составила 0,6 см., что ниже по сравнению с добавлением концентрации маннита 5 мг/л. Juniperus seravchanica на 25 неделе хранения 55 % растений снижали жизнеспособность при использовании АБК, а на вариантах с маннитом и ССС выживаемость сотавила от 38,9 до 30,8% соответственно. Для Crataegus ambigua эффективной для хранения микропобегов оказалась среда, содержащая 0,5 мг/л ССС, где показатели ростовых данных составили 68,8%. Следует отметить, что 5,0 мг/л АБК является эффективной для хранения Fraxinus sogdiana.

Таким образом, оптимизированы условия микроклонального размножения и разработаны протоколы среднесрочного хранения микропобегов редких и исчезающих видов флоры Казахстана, в том числе эндемичных лекарственных растений и создана коллекция в условиях замедленного роста в культуре in vitro.