Изобретения в сфере сельского хозяйства, животноводства, рыболовства

 
Изобретения в сельском хозяйстве Обработка почвы в сельском и лесном хозяйствах Посадка, посев, удобрение Уборка урожая, жатва Обработка и хранение продуктов полеводства и садоводства Садоводство, разведение овощей, цветов, риса, фруктов, винограда, лесное хозяйство Новые виды растений или способы их выращивания Производство молочных продуктов Животноводство, разведение и содержание птицы, рыбы, насекомых, рыбоводство, рыболовство Поимка, отлов или отпугивание животных Консервирование туш животных, или растений или их частей Биоцидная, репеллентная, аттрактантная или регулирующая рост растений активность химических соединений или препаратов Хлебопекарные печи, машины и прочее оборудование для хлебопечения Машины или оборудование для приготовления или обработки теста Обработка муки или теста для выпечки, способы выпечки, мучные изделия

Способ получения полноценных растений-регенерантов тюльпанов культивированием семяпочек in vitro

 
Международная патентная классификация:       A01H

Патент на изобретение №:      2273987

Автор:      Коломиец Татьяна Михайловна (RU), Мохно Валентина Сергеевна (RU)

Патентообладатель:      ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт цветоводства и субтропических культур РАСХН (RU)

Дата публикации:      10 Августа, 2005

Начало действия патента:      24 Февраля, 2004

Адрес для переписки:      354066, Краснодарский край, г. Сочи, ул. Дарвина, 97, кв.57, Т.М.Коломиец


Изображения





Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способу получения полноценных растений-регенератов тюльпанов культивированием семяпочек in vitro. Используют агаризованную половинную среду Мурасиге и Скуга, дополненную глицином, альфа-нафтилуксусной кислотой, антибиотиком ампициллином и 9%-ной или 3%-ной сахарозой (в зависимости от возраста семяпочек) для развития эмбрионов после изоляции от материнского растения семяпочек с частью завязи. Переносят разросшиеся семяпочки на свежую питательную среду сначала с тем же составом регуляторов роста и уменьшенным до 3% содержанием сахарозы, а затем на модифицированную среду Мурасиге и Скуга, содержащую 6% сахарозы, 6 БАП и НУК, при последовательной смене температурного и светового режимов. Заявленное изобретение обеспечивает сохранность гибридных эмбрионов на ранней стадии их развития, повышает жизнеспособность семинедельных гибридных зародышей, а также дает возможность сохранить оригинальные образцы генотипов от единичных эмбрионов. 5 ил., 5 табл.

Способ относится к сельскохозяйственной биотехнологии, в частности к способу культивирования in vitro изолированных семяпочек растений, и может быть использован для выполнения работ по практической селекции и семеноводству тюльпанов, а также при разработке более совершенных методов селекции этой ценной промышленной цветочной культуры в условиях in vitro - гаплоидии, полиплоидии, клеточной селекции.

Наиболее эффективными методами формообразования у тюльпанов считаются отдаленная гибридизация и разноплоидные скрещивания, при которых очень часто наблюдаются проявления генеративной несовместимости, что мешает формированию полноценных гибридных семян.

Исследование совместимости родительских форм и причин плохой завязываемости семян тюльпанов при межвидовых и разноплоидных скрещиваниях люминесцентно-микроскопическим методом (Братухина Е.В, 1997) показало, что во всех изученных комбинациях барьерные моменты несовместимости морфологически четко не обозначены. Тюльпанам свойственна случайность, неспецифичность нарушений, которая проявлялась на всех этапах прогамной фазы (на рыльце, в столбике, в каналах завязи), как и в вариантах, наблюдаемых у ячменно-ржаных гибридов.

Кроме того, нормальное проникновение мужских гаметофитов в пестики не может служить надежным критерием полной совместимости родительских форм. Нарушение оплодотворения нередко может обнаруживаться только при созревании плодов.

В результате исследований, проведенных в 1993-1996 гг., нами разработан "Способ получения микролуковиц тюльпанов из изолированных зародышей в условиях in vitro (патент № 2123256 Россия МПК6 A 01 4/00, Бюл. 35 - М., 1998 г.).

Вместе с тем было выявлено, что возможности использования метода изолированных зародышей на культуре тюльпана ограничены. По характеру развития зародыша тюльпан выделен в особую группу - эмбриогенез с замедленной дифференциацией зародыша. Извлечь эмбрион из незрелых семян удается лишь на 53-55 день после опыления, когда они достигают размера не менее 1-1,5 мм, в то время как приостановка их развития в несовместимых комбинациях скрещивания может наступить на 15-40 день после опыления.

За последние 10-20 лет опубликован целый ряд работ, касающихся технологии сохранения эмбрионов различных растений через культуру семяпочек (F.Kishi, Y.Kagami, M.Shinohara S.Hatano, 1994; F.S.Rangan, 1984).

Однако аналоги способа получения полноценных растений тюльпанов из семяпочек нам не известны. По M.G.M.Van Creij, D.M.F.J.Kerckhoffs & J.M.Van Tuyl (1999), стадия развития эмбриона, возможность его изоляции и переноса вместе с семяпочкой in vitro зависит от условий культивирования растений in vivo.

Метод получения полноценных растений тюльпанов из семяпочек, изолированных на ранней стадии развития эмбрионов, разработан в нашей стране впервые.

Цель изобретения - через культивирование семяпочек in vitro повысить жизнеспособность зародышей на возможно ранней стадии их развития, сохранить уникальные новообразования полиплоидных и межвидовых гибридов с одновременным увеличением их коэффициента размножения в ювенильном возрасте.

Поставленная цель достигается культивированием изолированных семяпочек тюльпанов в условиях in vitro в 3 этапа, каждый из которых отличается использованием определенной питательной среды, температурным и световым режимом.

Семяпочки через 5 недель после опыления (НПО) изолируют от материнского растения с частью завязи и высаживают в чашки Петри на агаризованную половинную питательную среду Мурасиге и Скуга с содержанием 9% сахарозы, дополненную глицином 2 мл/г, -нафтилуксусной кислотой 1 мг/л, антибиотиком ампициллином 100 мг/л (фиг.1). Семяпочки культивируют в течение 16-17 недель в темноте, при температуре не выше +20°С. По мере разрастания и увеличения в размере семяпочек их выделяют из завязи и переносят в чашки Петри на свежую питательную среду того же состава, уменьшая содержание сахарозы до 3%. Культивируют 9-12 недель в темноте при температуре +5°С (фиг.2).

Семяпочки, изолированные с плацентой через 7 недель после опыления (НПО), высаживают на половинную агаризованную питательную среду Мурасиге и Скуга того же состава, что и пятинедельные, но с 3%-ной концентрацией сахарозы. Культивируют 4 недели в темноте при температуре +20°С.

Сформировавшиеся зародыши размером до 1,5 мм извлекают из семяпочек, переносят на питательную среду Ван Гофа и выращивают в течение 2-3 недель при температуре 22-25°С, освещенности 2-3 тыс. лк, 16-часовом фотопериоде. Разросшиеся семинедельные семяпочки, из которых после 4 недель культивирования невозможно извлечь зародыши (они размером менее 1 мм), переносят на питательную среду того же состава и содержат еще 9-12 недель в темноте при температуре +5°С для стимулирования прорастания зародышей.

Проростки, полученные из семяпочек 5 и 7 НПО, переносят на модифицированную питательную среду Мурасиге и Скуга с содержанием регуляторов роста -нафтилуксусной кислоты - 0,15 мг/л, 6-бензиламинопурина (6-БАП) - 3,0 мг/л и 6% сахарозы. Культивируют при температуре +23-25°С, освещенности 2-3 тыс. лк, 16-часовом фотопериоде в течение 12-20 недель. Это дает возможность получить от одного эмбриона от 5 до 15 растений-регенерантов размером до 30 мм ( фиг.3, 4, 5).

Пример получения растений-регенерантов тюльпанов из изолированных семяпочек в условиях in vitro, осуществляемого в 3 этапа, показан на комбинации Уайт триумфатор×смесь пыльцы, Куин оф Найт×смесь пыльцы, Крисмэс Марвел×смесь пыльцы.

1 Этап - введение семяпочек in vitro:

а) изоляция семяпочек от материнского растения через 5 НПО с частью завязи и перенос на 3 варианта питательной среды с 9%-ной сахарозой, культивирование 16-17 недель в темноте при температуре +20°С;

б) изоляция семяпочек от материнского растения через 7 НПО на 2 варианта питательной среды с 3%-ной сахарозой, культивирование 4 недели в темноте при температуре +20°C.

Активность развития семяпочек на первом этапе культивирования устанавливалась по степени разрастания эндосперма, таблица 1, фиг.1.

Таблица 1.Развитие пяти- и семинедельных семяпочек тюльпанов через 16 недель культивирования in vitro.Вариант питательной среды Высажено семяпочек in vitro, шт.% разросшихся семяпочек  5НПО 7НПО  I300- 66,7II100 -90,0 III100 -0IV -150 53,3V- 10048,3

Лучшей питательной средой на 1 этапе культивирования для пятинедельных семяпочек с частью завязи оказался вариант II (половинная Мурасиге и Скуга с 9%-сахарозой), а для семинедельных семяпочек - вариант IV (половинная Мурасиге и Скуга с 3%-ной сахарозой).

2 Этап - перенос разросшихся семяпочек на половинную питательную среду Мурасиге и Скуга с исходным содержанием регуляторов роста, 3%-ной сахарозой и культивирование их в темноте при температуре +5°С в течение 9-12 недель с целью получения проростков. Результаты экспериментов представлены в таблице 2, фиг.2.

Таблица 2.Развитие эмбрионов тюльпанов на вторичной питательной среде (24 недели культивирования in vitro)Комбинация скрещивания Срок изоляции семяпочек(НПО) Высажено семяпочек, штукПроросло эмбрионов через 8 недель холодной обработки     штук% Уайт триумфатор×см.п.3 13021,50 Уайт триумфатор×см.п. 529010 3,45Уайт триумфатор×см.п. 780 911,25Куин оф Найт×см.п.3 10022,00 Куин оф Найт×см.п. 51552 1,30Куин оф Найт×см.п. 748 12,10

3 Этап - перенос зародышей, развившихся из пяти- и семинедельных семяпочек, на модифицированную питательную среду Мурасиге и Скуга, содержащую в качестве регуляторов роста 6-бензиламинопурин (6 БАП) от 2,0 до 3,0 мг/л и -нафтилуксусную кислоту (НУК) от 0,1 до 0,2 мг/л, сахарозу 3-6% при световом режиме 16/8 и температуре +23-25°С. Влияние совместного действия ауксинов и цитокининов на развитие регенератов из изолированных зародышей тюльпанов оценивалось по выходу полноценных растений после культивирования in vitro и по образованию дополнительных побегов, таблица 3, фиг.3.

Таблица 3.Выход регенерантов тюльпанов in vitro в зависимости от концентрации регуляторов роста в питательной среде (Крисмэс Марвел×смесь пыльцы) Концентрация регуляторов роста, мг/л Высажено зародышей, шт. Получено регенерантов   всего, шт. %Дополнительных побегов, % Полноценных растений, %Контроль(без регуляторов роста)20 315,00 66,76БАП-2,0+НУК-0,15 2145214,3 114.380,0 6БАП-2,0+НУК-0,2021 41195,295.2 76,96БАП-З,0+НУК-0,15 2149233,3 133,389,8 6БАП-3,0+НУК-0,2021 46219,0119,0 78,3

Наилучшее развитие регенерантов и образование дополнительных побегов получено с регуляторами роста 6 БАП-3 мг/л плюс НУК-0,15 мг/л при содержании в питательной среде 6% сахарозы (табл.4).

Таблица 4.Выход регенерантов тюльпанов in vitro в зависимости от концентрации сахарозы (среда М-С модифицированная, комб. Крисмэс Марвел×смесь пыльцы) Концентрация сахарозы в питательной среде, %Высажено зародышей, шт. Получено регенератовСредняя длина растений, мм   штук%  318 633,3 4,6518 1161,1 8,5618 1688,9 12,1717 1588,2 10,4918 738,9 3,9

Исходя из полученных данных, наиболее ранним сроком изоляции семяпочек от материнского растения для введения in vitro является 5 недель после опыления, показавшим наилучшие результаты, табл.5.

Таблица 5.Выход регенерантов тюльпанов in vitro при разном сроке изолирования семяпочек от материнского растенияКомбинация скрещиванияСрок изоляции (НПО) Высажено семяпочек, шт.Перенесено на вторичную питательную среду Получено регенерантов     штук%штук %Уайт триумфатор×см.п. 3400 13032,51 0,8Уайт триумфатор×см.п. 5400 29072,586 29,6Куин оф Найт×см.п. 3600 10016,70 0Куин оф Найт×см.п. 5500155 31,03723,9

Предложенный способ культивирования семяпочек in vitro позволяет обеспечить сохранность гибридных эмбрионов на ранней стадии их развития (через 5 недель после опыления), увеличить коэффициент размножения в ювенильном возрасте и значительно ускорить селекционный процесс, продолжающийся у тюльпанов около 25 лет. Кроме того, этот метод позволяет сохранить оригинальные образцы генотипов от единичных эмбрионов, полученных при отдаленных и разноплоидных скрещиваниях.

В целом заявленный способ дает возможность управлять селекционным процессом для получения сортов тюльпанов по заданным признакам.

Формула изобретения

Способ получения полноценных растений-регенерантов тюльпанов культивированием семяпочек in vitro, заключающийся в том, что изолируют семяпочки с частью завязи через пять или семь недель после опыления, культивируют их в течение 16-17 недель в случае пятинедельных семяпочек и 4 недели - в случае семинедельных семяпочек при температуре +20°С на агаризованной половинной питательной среде Мурасиге и Скуга, дополненной глицином 2,0 мг/л, -нафтилуксусной кислотой 1,0 мг/л, антибиотиком ампициллином 100 мг/л и 9%-ной сахарозой - в случае пятинедельных семяпочек или 3%-ной сахарозой - в случае семинедельных семяпочек, затем разросшиеся семяпочки переносят на свежую питательную среду с тем же составом регуляторов роста с 3%-ным содержанием сахарозы, культивируют их в темноте при температуре +5°С в течение 9-12 недель, снова переносят на модифицированную среду Мурасига и Скуга с 6%-ной сахарозой, содержащую регуляторы роста 6 БАП-3 мг/л, НУК-0,15 мг/л и продолжают культивировать при температуре +23-25°С, 16-часовом фотопериоде, освещенности 2-3 тыс. люкс до развития регенерантов высотой около 30 мм и образования дополнительных побегов.

MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 25.02.2008

Извещение опубликовано: 10.12.2009        БИ: 34/2009





Популярные патенты:

2482660 Способ выращивания рапса ярового на семена

... культивацию на глубину 5-6 см с внесением основного удобрения N60P60 кг/га д.в. Весной проводят допосевное и послепосевное прикатывание. Посев проводят инкрустированными семенами в ранние сроки по мерзлоталой почве с нормой высева до 2,0 млн штук всхожих семян на га, уборку ярового рапса осуществляют прямым комбайнированием. Способ позволяет повысить интенсивность выращивания рапса ярового на семена. 5 табл. Изобретение относится к сельскому хозяйству, точнее к растениеводству и кормопроизводству, и может быть использовано в зерновых и зерно-паро-пропашных севооборотах в крупных и мелких сельскохозяйственных предприятиях.Известен способ выращивания рапса ярового на корм, который ...


2260943 Способ подращивания личинок осетровых рыб

... в частности кортизол, присутствуют в организме, начиная с яйцеклетки.На 3-4 день после выклева из оболочек базовые уровни как тироксина, так и кортизола увеличиваются и достигают максимума незадолго до перехода на активное питание (43-44 стадии). Уровни трийодотиронина изменяются незначительно.Это свойство и предлагается использовать для стимуляции развития осетровых рыб.Наиболее близким по технической сущности (прототип) является способ подращивания личинок морских рыб, включающий гормональную обработку личинок на стадии выклева путем погружения на 1 час в специальные емкости с трийодотиронином в концентрации 2,6 мг/л в комплексе с кортизолом в концентрации 0,1 мг/л ...


2285375 Способ обработки почвы и устройство для его осуществления

... органа на шток гидроцилиндра, что требует большого усилия движению штока.Задачей заявленной группы изобретений является устранение указанных недостатков. Технический результат - снижение энергоемкости обработки почвы и эффективное использование плодородного слоя.Это достигается тем, что в способе обработки почвы, включающем предварительную установку глубины обработки на стационаре, заглубление рабочих органов и рыхление, поле разбивают на поперечные участки относительно направления движения агрегата для возделывания на поле разных видов культур, причем при движении агрегата по полю на каждом последующем поперечном участке глубину рыхления изменяют относительно предыдущего в ...


2019938 Рабочий орган почвообрабатывающей машины

... резко увеличивает энергоемкость процесса обработки почвы. Для того, чтобы этого не происходило, необходимо повернуть затылочную грань ножа относительно перпендикуляра к радиусу вращения до центра на некоторый угол . Как видно на фиг. 9 угол между направлением абсолютной скорости ножа - Va (которая и образует траекторию движения ножа) и направлением окружной скорости - Vо имеет максимальную величину "max, при направлении последней строго перпендикулярно направлению поступательной скорости - Vn. Поворот затылочной кромки ножа относительно перпендикуляра к радиусу вращения на угол "max позволяет располагаться его наружной кромке параллельно направлению абсолютной скорости - ...


2248687 Способ весеннего боронования озимых культур и зубовая борона для его осуществления

... фланец 7 и резьбовой стержень 8 и служит для крепления зуба на раме бороны. Стержневая часть 5 имеет форму эллиптического цилиндра, а заостренная, изогнутая рабочая часть 6 - форму эллиптического конуса. Основанием 9 (сечение В-В) эллиптического конуса является эллипс 10 стержневой части (сечение Б-Б), его коническая поверхность образует боковую поверхность 11 рабочей части зуба, а вершина обращена в сторону заостренного конца зуба. На всей длине стержневой 5 и рабочей 6 частей зуба выполнены передняя 12 и задняя 13 лезвийные кромки, толщина которых не превышает 2 мм. Размещают монтажную часть 4 каждого зуба в раме бороны так, что направление изогнутости его рабочей части 6 и ход ...


Еще из этого раздела:

2462016 Устройство для протравливания семян

2264075 Рулонный пресс-подборщик лубяных культур

2182889 Дезинфицирующее средство

2175477 Способ борьбы с тлями

2407282 Способ выращивания корнесобственных саженцев винограда и машина для его осуществления

2260932 Способ уборки льна и тресты при неблагоприятных погодных условиях

2262826 Способ сташевского и.и. переработки навоза личинками синантропных мух и устройство для его осуществления

2175177 Агромост с оснасткой для прокладки и уплотнения постоянных грунтовых колей

2479988 Способ формирования линейно ориентированного виноградника с капельным орошением (версия 3)

2137365 Способ отпугивания биологических существ