По своей сути микроклональное размножение аналогично вегетативному типу размножения растений с той лишь разницей, что оно протекает в пробирке в условиях in vitro, где из клеток изолированных тканей в итоге можно получить достаточно большое количество новых растнеий. Обязательным условием микроклонального размножения является идентичность полученного материала исходному материнскому растению [15]. Еще недавно этот способ рассматривали как возможность ускоренного клонирования вегетативно размножающихся видов растений, а так же как вспомогательный метод освобождения растений от вирусов. Однако результаты некоторых исследований показали, что значение этого метода существенно возрастает для клоновой селекции растений (экспериментальный мутагенез и расхимеривание), криосохранение ценного исходного материала, а так же ряда других [4]. Способность к образованию больших количеств (несколько миллионов и более) соматических зародышей в условиях in vitro используется для разработки технологии массового и непрерывного получения «искусственных» семян. Более того, метод клонального микроразмножения может быть с успехом использован для создания синтетических сортов. К настоящему времени число видов, которые можно клонировать «в пробирке», уже составляет около одной тысячи.
Преимуществами данного метода по сравнению с традиционными являются:
· значительно более высокие коэффициенты размножения (можно получить до 100.000- 1.000.000 мериклонов в год, тогда как при обычном размножении – 5-100 растений за тот же срок;
· миниатюризация процесса, приводящая к экономии площадей, занятыми маточными и размножающимися растениями;
· оздоровление растений от грибных и бактериальных патогенов, вирусов, микоплазменных, вироидных и нематодных инфекций;
· возможность размножения и ускорения растений, размножение которых затруднено обычными способами.
Хотя метод микроклонального размножения растений является довольно трудоёмким и затратным, в ряде случаев на его основе уже стало возможным создавать экономически рентабельные технологии [5].
1.3 Культура изолированных зародышей
Метод выращивания изолированных зародышей на искусственной питательной среде успешно развивается, начиная с работ Ханнинга, проведенных еще в 1904г. Различают выращивание на искусственной питательной среде зародышей из зрелых семян и зародышей из незрелых семян, изолированных на ранних фазах развития.
В первом случае зародыши чаще всего полностью дифференцированы.Изолирование их и выращивание на искусственных средах служит целям изучения потребностей их в элементах питания. Особенно интересно для ученых выяснить роль в питании зародыша веществ, поступающих из других частей семени - или усваиваемых им прямо из питательного субстрата. Это физиологическое направление в выращивании изолированных зародышей можно дополнить изучением состояния покоя зародыша может быть непродолжительным, а может требовать применение специальных приемов обработки семян, таких, как стратификация (воздействие пониженных- 2-5º - температур) в течение продолжительного времени. Выращивание в стерильных условиях на искусственной питательной среде дает в этом случае возможность применить различные вещества для преодоления состояния состояние покоя и стимулирования роста зародыша. Изучение потребности растений в низких температурах для их дальнейшего развития также можно провести на изолированных зародышах. Практическое значение культуры изолированных зародышей из зрелых семян заключается в ускорении получения растений из трудно прорастающих семян. Семена ирисов имеют длительный период покоя и прорастают в течение 2-3 лет. Выращивание изолированных зародышей без эндосперма и покровов семени, которые и вызывают задержку прорастания семян, позволяет ускорить развитие растений. Для вычленения зародышей обычно используют набухшие семена. Их стерилизуют, иногда дополнительно обжигают в пламени спиртовки, а затем в стерильных условиях препарируют и выделяют зародыш.
Работа с изолированными зародышами из зрелых семян относительно проста и может быть организованна в любой лаборатории селекционной станции. Труднее работать с зародышами, изолированными на ранних стадиях развития из незрелых семян. Значительно меньшие размеры самого зародыша и органов из которых он вычленяется, создают технические трудности. Но наиболее сложным в этом случае является подбор питательных сред, которые должны обеспечить развитие зародыша до состояния, которое он имеет в зрелом семени, его прорастание и рост.
Требование к веществам высокой физиологической активности, которые вносят в питательную среду, неодинаковы на разных стадиях зародыша. В зависимости от природы растения, питательные среды могут значительно отличаться по составу, но почти во всех случаях, кроме минерально-сахарной основы, в их состав включают эндоспермы из незрелых семян разных растений, набор аминокислот, витамины и гормоны- ауксины, цитокинины (кинетин, 6-бензиламинопурин) и гиббереллины.
1.4 Биология вида Ириса Низкого 2(V) D
1.4.1 Систематика
Отдел: Покрытосеменные, или Цветковые растения
(Angiospermae, Anthophyta, или Magnoliophyta)
Порядок:
Семейство: Ирисовые или Касатиковые(Iridaceae, или )
Род: Ирис(Iris )
Вид: Ирис низкий (Iris pumila 2(V) D .)
1.4.2 Описание вида Iris pumila 2(V) D –
Касатик низкий
Невысокий (8-15см) травянистый короткокорневищный многолетник, степной геофит. Листья мечевидные, сизовато-зеленые. Цветки одиночные, на коротких цветоносах, желтые, фиолетовые, синие. Компонент типчаково-ковыльных степей. Трубка околоцветника тонкая, далеко выступающая над прицветниками, в 3-5 раз длиннее завязи, наружные доли околоцветника сверху у основания с бородкой, вниз отогнутые, продолговато-эллиптические, уже и несколько короче внутренних долей, обратнояйцевидных, внезапно суженных в ноготок; надрезы у верхней губы острые. Плод - трехгранная заостренная коробочка. От касатика безлистного (L. aphyllci L.) отличается тем, что у последнего стебель превышает мечевидные листья, цветков от 1 до 3, один верхушечный, доли околоцветника почти равные, с округленной верхушкой, нити тычинок почти равные пыльникам, завязь на ножке, равной ей по длине, 3-гранная. На территории обширного ареала распадается на несколько трудно распознаваемых по морфологическим признакам рас, возможно, подвидов. В Красной книге РФ.
1.4.3 Из истории
Ирис имеет плоские, как лезвие ножа листья. По этой причине немцы прозвали его «меч-лилия». Русское название ириса звучит очень ласково: «касатик». В переводе с латинского «ирис» означает «радуга». Последнее название обусловлено очень разнообразной окраской цветков. Они могут быть темно-фиолетовыми, светло-фиолетовыми, белыми, розовыми, желтыми, карминными, огненно-красными. Насчитывают около 300 оттенков цветков ирисов. Так, что вовсе не случайно эти растения олицетворяют радугу. По преданию, Меркурий и очаровательная Ирис провожают души усопших по семицветной радуге в страну вечного мира, жилище блаженных, украшенное вечнозеленым кипарисом. По этой причине, по-видимому, ирис считался символом мира и спокойствия. А вот в Древнем Египте он воспринимался как символ красноречия. Известно очень большое количество (более 30 тыс.) сортов культурного ириса, которые разводятся как прекрасные декоративные растения. Разнообразия окраски цветков ириса, их очень приятный нежный аромат, напоминающий запах цветков орхидей, декоративная зелень листьев, сохраняющихся до глубокой осени, - все это способствует широкой популярности растений. Существуют общества любителей ирисов и специальные журналы, посвященные культивированию этих высокодекоративных растений. Наиболее красивые и ароматные ирисы выращивались во Флоренции. Герб этого города несет изображение любимого цветка флорентинцев. Интересно отношения к ирису в Японии. 5 мая в Японии – день мальчиков, в этот день наряду с ветками дуба всюду можно встретить изображение ирисов, поскольку оба растения считаются олицетворением мужественности. Во время массового цветения, обычно в июне, по всей Японии совершается «ханами» - ритуальное созерцания цветов. Основная цель этого ритуала – вызвать в душе человека чувство радости, восхищения перед красотой жизни. Ирисы ценятся не только за красоту. При медленной сушке корневища некоторых видов (германского, бледного и флорентийского) приобретают аромат фиалки, так содержат душистое вещество «ирон» с запахом фиалки. По этой причине в народе их называют фиалковым корнем, который нередко используется при изготовлении зубных порошков, духов, одеколонов. Им ароматизируют кулинарные изделия, ликеры, вермуты, уксус. В Японии, Пакистане и США из волокнистых листьев некоторых ирисов вяжут веревки, делают щетки и грубые ткани. Из корневищ многих ирисов можно получить крахмал, а из цветков – зеленые чернила и так называемую ирисовую зелень – краску для живописи по слоновой кости.