Результат интеллектуальной деятельности: Способ клонального микроразмножения иван-чая узколистного (Chamaenerion angustifolium (L.) Holub)

Изобретение относится к области биотехнологии растений и может быть использовано для массового получения качественного посадочного материала лекарственного, декоративного и кормового растения иван-чая узколистного Chamaenerion angustifolium (L.) Holub. Полученные растения могут использоваться в медицинской промышленности, сельском хозяйстве, пищевой промышленности и ландшафтном дизайне. Изобретение позволяет получить большое количество выравненного экологически чистого посадочного материала.

Предлагаемое изобретение является новым, так как в патентной и научно-технической литературе не найдено решения с заявленной совокупностью отличительных признаков.

Иван-чай культивируют как пищевое, лекарственное и медоносное растение [1]. Известен семенной и вегетативный способ размножения данного растения. Семенной способ размножения связан с гибелью проростков при малейшем подсыхании. Более приемлемым является вегетативный способ, заключающийся в использовании отрезков корневых отпрысков [2]. Однако вегетативный способ характеризуется низким коэффициентом размножения, особенно при недостатке исходного материала, поэтому разработанные технологии размножения иван-чая неэффективны для получения достаточного количества посадочного материала.

Применение клонального микроразмножения позволяет получить генетически однородный посадочный материал, сократить период разведения культуры, а также предоставляет возможность проведения работ в течение года и экономию площадей, необходимых для выращивания посадочного материала Ch. angustifolium.

Результатом изобретения является получение растений с однородным генотипом. Наиболее близким способом является клональное микроразмножение некоторых видов из семейства Onagraceae. До некоторых пор все исследования были в основном направлены на определение и увеличение вторичных метаболитов в этих растениях. Однако в настоящее время в культуру in vitro введены многие виды рода энотера (Oenothera), а также некоторые представители рода Epilobium [3, 4].

Изобретение представляет собой способ размножения растений иван-чая узколистного Chamaenerion angustifolium (L.) Holub методом культуры in vitro, включающий вычленение пазушных меристем, стерилизацию, высаживание на питательные среды, размножение микропобегов, их последующее укоренение, адаптацию растений-регенерантов к условиям ex vitro. После адаптации к нестерильным условиям и доращивания получают стандартные саженцы иван-чая узколистного с закрытой корневой системой. Использование заявленного способа позволяет получить более 750 тыс. саженцев в год от одного экспланта.

Ход работы

В ходе исследований разработана методика клонального микроразмножения иван-чая узколистного.

Способ реализуют следующим образом.

При изучении влияния стерилизующих веществ (гипохлорит натрия, гипохлорит кальция, средство «Лизоформин-3000») на процесс обеззараживания меристем Ch. angustifolium было установлено, что оптимальный результат стерилизации был достигнут при использовании гипохлорита кальция в концентрации 7% и экспозиции 7 минут (фиг. 1).

На стадии пролиферации используется питательная среда Мурасиге-Скуга (1962), дополненная регулятором роста 6-ВАР (6-бензиламинопурин) в концентрации 0,2-1 мг/л. Были выявлены наиболее оптимальные концентрации 6-ВАР (фиг. 2, фиг. 3). Таким образом, оптимальной средой для культивирования является среда с добавлением 0,5 мг/л 6-ВАР, на которой отмечаются наиболее высокие морфометрические показатели: коэффициент размножения составил 9,4±0,6, а длина побега - 50,6±3,3 мм. Для многих видов растений было установлено увеличение регенерационного потенциала при культивировании на средах, сочетающих ауксины и цитокинины [5]. Культивирование эксплантов на модифицированной среде MS с добавлением FeSO4⋅7H2O (30 мл/л) (хелат железа), IAA (0,01 мг/л) (индолил-3-уксусная кислота) и 6-ВАР (0,5 мг/л) дает положительный результат. Коэффициент размножения и морфометрические показатели показывают недостоверное различие с вариантом на среде MS с добавлением 0,5 мг/л 6-ВАР и остаются высокими: коэффициент размножения составил 9,2±0,5, длина стебля 50,7±2,8 мм. В условиях лаборатории микропобеги Ch. angustifolium выращивают при искусственном освещении (3000 лк) и фотопериоде 16/8 ч, температуре 23-25°С и влажности 70%. Укореняют побеги на агаризированной среде MS, дополненной 1 мг/л IB А (индолил-3-масляная кислота) и содержащей 20 мг/л сахарозы. Затем растения-регенеранты высаживают в почвенный субстрат, предварительно простерилизованный при 85-90°С в течение 1-2 ч. Субстрат состоит из смеси верхового торфа, песка и перлита (1:1:1). Различные стадии клонального микроразмножения иван-чая показаны на фиг. 4-7: фиг. 4 - стадия инициации, фиг. 5 - стадия пролиферации, фиг. 6 - стадия укоренения фиг. 7 - стадия адаптации.

Источники информации

1. Русский Иван-чай / В.Ф. Корсун, В.К. Викторов, Е.В. Корсун, Е.А. Данынин. – М.: ООО «Простор Оптима», 2015. - 185 с.

2. Пат. 2286047 Российская Федерация, МПК A01G1/00. Способ возделывания кипрея узколистного (иван-чай) на кормовые и лекарственные цели в условиях культуры / Н.И. Капустин, Б.Н. Старковский; заявитель и патентообладатель Н.И. Капустин, Б.Н. Старковский. - №2004123032/12, 27.07.2004, заявл. 20.02.2006, опубл. 20.02.2006, Бюл. №30.

3. Chandra S., Lata Н., Varma A., Biotechnology for medicinal Plants. Micropropagation and Improvement / S. Chandra, H. Lata, A. Varma. - Berlin: Springer. - 2013. - 462 p.

4. Baja Y.P.S. Biotechnology in agriculture and forestry. Medicinal and aromatic plants. / Y.P.S. Bajaj. - Berlin: Springer. - 1998. - Vol. 41. - 460 p.

5. Муратова С.А. Индукция морфогенеза из изолированных соматических тканей растений. - Мичуринск: МичГАУ, 2011. - 107 с.