Зільберварг Ірина Русланівна. Біотехнологічні основи одержання поліплоїдних рослин м'яти котячої (Nepeta sp.) із застосуванням антимікротрубочкових сполук для цілей селекції : Дис... канд. наук: 03.00.20 - 2002.
Анотація до роботи:
Зільберварг І.Р. Біотехнологічні основи одержання поліплоїдних рослин м’яти котячої (Nepeta sp.) із застосуванням антимікротрубочкових сполук для цілей селекції. – Рукопис.
Дисертація на здобуття ученого ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.20 – біотехнологія. Нікітський ботанічний сад – Національний науковий центр, Ялта, 2002.
Дисертацію присвячено вивченню біотехнологічних основ одержання поліплоїдних рослин м’яти котячої (Nepeta sp.) із застосуванням антимікротрубочкових сполук. Виявлено оптимальні терміни уведення експлантів м’яти котячої до умов in vitro, визначено фактори культивування мікроживців для подальшої поліплоїдизації і селекції. Підтверджено високу поліплоїдизуючу активність динітроанілінових і фосфоротіоамідних гербіцидів. Встановлено, що динітроаніліни й АПМ ефективніші колхіцину і викликають поліплоїдизацію в концентраціях на кілька порядків нижче. Визначено оптимальні концентрації антимікротрубочкових сполук – у рідкому живильному середовищі для попередньої обробки 60-120 мкМ, в агаризованому живильному середовищі для обробки в процесі культивування 10 мкМ.
В процесі роботи отримано форми N. transcaucasica (вихідне 2n = 2х = 18 хромосом), що містять 2n = 4x (36), 8x (72), 16x (144), N. grandiflora (вихідне 2n = 2х = 36 хромосом) – з 2n = 4x (72), 8x (144), 16x (288), а також химерні рослини міксоплоїдного типу. Для гібридної форми (N. cataria x N. grandiflora) x N. transcaucasica (вихідне число хромосом 2n = x1 + x2 + x3 = 45) отримано поліплоїдні клони c 2n = 2(x1 + x2 + x3), 4(x1 + x2 + x3).
1. Уперше вивчено можливі шляхи одержання поліплоїдних форм Nepeta sp. з використанням антимікротрубочкових сполук в умовах in vitro. Підтверджено, що фосфоротіоамідні і динітроанілінові гербіциди, як поліплоїдизуючі агенти, набагато ефективніші колхіцину.
2. Розроблено спосіб регенерації рослин м’яти котячої в умовах in vitro. Активна регенерація рослин відбувалася на живильних середовищах МС, що містять 2,28-3,42 мкМ зеатину і 0,49 мкМ ІМК. Визначено, що для субкультивування достатньо 1,14 мкМ зеатину. Ріст і розвиток мікропагонів м’яти котячої при субкультивуванні в меншій міріі залежали від гормонального складу живильного середовища. Найбільш важливим фактором, що впливає на регенерацію мікропагонів, був збалансований вміст основних макроелементів.
3. Встановлено оптимальні умови для проведення експерименту з поліплоїдизації м’яти котячої in vitro (інтенсивність освітлення, температура і рН середовища). Найбільш сприятливі для рослин N. transcaucasica – температура 22-240С, інтенсивність освітлення 4 клк, для N. cataria і N. grandiflora – 20-220С, 3 клк, для (N. cataria x N. grandiflora) x N. transcaucasica – 20-250C, 4 клк, відносна вологість повітря 75-85 %, рН живильного середовища 5,6-5,8.
4. Підтверджено високу поліплоїдизуючу активність фосфоротіоамідних і динітроанілінових гербіцидів. Показано, що негативний вплив динітроанілінів на рослини Nepeta sp. трохи нижчий, ніж АПМ. При цьому найбільш зручним і економічним способом обробки є культивування рослин м’яти котячої на середовищі, що містить антимікротрубочкові сполуки, протягом 2-3 тижнів. Тривала обробка мікроживців м’яти котячої низькими концентраціями даних антимікротрубочкових агентів дозволяє зменшити вихід химерних рослин із числа одержаних поліплоїдних форм.
5. Визначено оптимальні концентрації антимікротрубочкових сполук у рідкому живильному середовищі для попередньої обробки 60-120 мкМ, в агаризованому живильному середовищі для обробки в процесі культивування 10 мкМ.
6. Установлено, що при будь-яких способах обробки, як АПМ так і оризаліном, вихід поліплоїдних рослин (N. cataria x N. grandiflora) x N. transcaucasica (2n = x1 + x2 + x3 = 45 хромосом) був нижчим, ніж у інших досліджуваних форм м’яти котячої, при цьому більш високий показник у рослин N. transcaucasica (2n = 2x = 18 хромосом).
7. Показано, що попередній відбір поліплоїдних рослин, що культивуються в умовах in vitro,можливий за морфологічними і анатомічними ознаками (габітус рослин, розміри і морфологічні особливості листка). Розміри і будова устячкового апарату є універсальним критерієм для попереднього визначення поліплоїдів.
8. В процесі досліджень з експериментальної поліплоїдії вперше отримано поліплоїдні форми N. transcaucasica з 2n = 4x, 8x, 16х, N. grandiflora з 2n = 4x, 8х, 16x, (N. cataria x N.grandiflora) x N. transcaucasica, з 2n = 2(x1 + x2 + x3), 4(x1 + x2 + x3), а також безліч химерних рослин міксоплоїдного типу.
9. Вперше розроблено спосіб одержання поліплоїдних форм м’яти котячої в умовах in vitro з використанням антимікротрубочкових сполук для цілей селекції.
Публікації автора:
1. Зильберварг И.Р., Митрофанова И.В., Емец А.И., Митрофанова О.В., Работягов В.Д., Блюм Я.Б. Динитроанилиновые гербициды: преимущества использования для полиплоидизации N. transcaucasica Grossh // Доповіді Національної академії наук України. – 2001. – 11. – С. 145-149.
3. Зильберварг И.Р. Использование динитроанилиновых и фосфоротиоамидных гербицидов в целях экспериментальной полиплоидии котовника в условиях in vitro // Ученые записки Таврического Национального университета им В.И.Вернадского. Сер. “Биология”. – 2001. – Т. 14 (53), № 1. – С. 79-83.
4. Зильберварг И.Р., Митрофанова И.В., Емец А.И., Митрофанова О.В., Работягов В.Д., член-корреспондент НАН Украины Блюм Я.Б. Использование оризалина и амипрофосметила для эффективной полиплоидии котовника (Nepeta sp.) // Доповіді Національної академії наук України. – 2001. – 3. – С. 169-174.
5. Zilbervarg I.R., Mitrofanova I.V., Mitrofanova O.V., Rabotygov V.D., Blume Ya.B. Using oryzalin and amiprophos-methyl obtaining issope and nep polyploid forms in vitro // Cell Biology International. – 1997. – 21, N 12. – P. 914-915.
6. Зільберварг І.Р. Експериментальна поліплоїдія котовника в умовах in vitro //Матеріали конференції молодих вчених-ботаніків України “Актуальні проблеми ботаніки та екології”. – Ніжин, 2001. – С. 87.
7. Zilbervarg I.R., Mitrofanova I.V., Yemets A.I., Mitrofanova O.V., Blume Ya.B. High effective producing of Nepeta polyploid forms with amiprophos-methyl and oryzalin // Materials of the 12-th Congress of the Federation of European Societies of Plant Physiology. Jour. Plant Physiology and Biochemistry. – 2000. – 38. – P. 37.
8. Зильберварг И.Р., Митрофанова И.В. особенности морфогенеза в культуре органов и тканей котовника и иссопа // Materials of the 7-th International Conference “International Meeting of Young Scientists in Horticulture”. – Lednice, Czech republic, 1999. – P. 263-267.
9. Mitrofanova I.V., Zilbervarg I.R., Mitrofanova O.V., Ivanova N.N., Rabotygov V.D., Blume Ya.B. Special features of micropropagation and obtainment of the new nep and issope selection forms in vitro // Materials of the II International Symposium on Plant Biotechnology. – Kyiv, Ukraine, 1998. – P. 158.
10. Митрофанова И.В., Иванова Н.Н., Работягов В.Д., Зильберварг И.Р., Шенфиш Н.Р. Особенности морфогенеза и регенерации растений рода Nepeta в условиях in vitro // Матер. междунар. конф. ”Пути решения проблем и перспективы развития биотехнологии в декоративном садоводстве и плодоводстве”. – Ялта, 1997. – С. 20.
