ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДОВ БИОТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ РАЗМНОЖЕНИЯ  ГЕНЕТИЧЕСКИ ЦЕННЫХ ФОРМ ЛЕСНЫХ ДРЕВЕСНЫХ 

 

 Третьякова И.Н., Белоруссова А.С, Носкова  Н.Е.

Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, Россия culture@ksc.krasn.ru

 

На основании свойства тотипотентности клеток в биотехнологии микроклонального размножения хвойных появилось два новых направления – соматический и микроспориальный эмбриогенез. Изучение соматического и микроспориального эмбриогенеза открывает большие перспективы в познании процесса клеточной дифференцировки и реализации морфогенетических программ в эмбриогенезе и раннем онтогенезе растительного организма, а так же получении высокопродуктивных генетически однородных чистых линий. Работы по соматическому эмбриогенезу у сибирских видов хвойных до сих пор не проводились, а исследования по андроклинии у голосеменных вообще отсутствуют.

Использование в качестве эксплантов мегагаметофитов, незрелых зиготических зародышей, а также сегментов однолетних вегетативных побегов, микроспороцитов, микроспор и пыльцы у лиственницы сибирской и сосны сибирской, сосны обыкновенной и кедрового стланика, произрастающих на территории Красноярского края и Иркутской области, позволило получить у данных видов соматические зародыши и зародышеподобные структуры. Для индукции соматического эмбриогенеза использовались среды MSG (Becwar et al., 1990), MS (Murashige, Skoog, 1962), ½ МS, LV и ½ LV. с добавлением L-глютамина, мезоинозита, гормонов 2,4-D (2 мг/л) и 6-БАП (0,5-1 мг/л).

Проведенные исследования показали, что успешное формирование эмбрионально-суспензорной массы (ЭСМ) зависит от срока сбора семян, стадии введения зародышей в культуру и растения-донора. Получение ЭСМ и соматических зародышей у хвойных видов наиболее успешно происходило из незрелых зиготических зародышей, введенных в культуру, начиная с предсемядольной стадии развития. ЭСМ состояла из крупных вытянутых сильно вакуолизированных клеток – эмбриональных трубок и примыкающих к ним округлых активно-делящихся клеток, составляющих эмбриональные глобулы. Пролиферация ЭСМ вырожалась в увеличении размеров клеточных конгломератов и выделении из эмбриональной массы соматических зародышей уже через 2 месяца культивирования. Полученные соматические зародыши были аналогичны половым зародышам и имели биполярную структуру, на одном конце которых формировался развитый суспензор, а на другом – эмбриональная группа клеток. У зрелых зиготических зародышей развитие ЭСМ протекало менее активно и заканчивалось формированием единичных соматических зародышей. Активное образование ЭСМ у сосны сибирской наблюдалось при обработке семян низкими положительными температурами.

ЭСМ и эмбриоиды были получены у лиственницы сибирской и сосны сибирской из сегментов однолетних побегов. При этом активность образования зародышеподобных структур из побегов зависела от генотипа дерева и шла наиболее интенсивно у гетерозисных деревьев сосны сибирской с однолетним генеративным циклом развития женской шишки.

Впервые был индуцирован андрогенный каллус из микроспор у лиственницы сибирской. В таких каллусах шло образование эмбриоидов.

Таким образом, у сибирских видов хвойных впервые были получены соматические зародыши из половых зародышей и сегментов однолетних побегов, а также индуцировано развитие андроклинных культур. Успех получения соматических зародышей и зародышеподобных структур у представителей сибирских видов хвойных был связан с генотипом дерева.

Работа выполнена  при поддержке гранта РФФИ  № 06-04-08040-офи.