Методи оздоровлення посадкового матеріалу від вірусної інфекції

Невеликий розмір експлантату для мікроклонального розмноження, його поверхнева стерилізація, асептичне перенесення на поживне середовище і культивування в умовах, що виключають інфікування, оздоровлюють отримані рослини від нематод, грибних і більшості бактеріальних патогенів. Однак цього недостатньо для оздоровлення створеного звичайним мікроклональним розмноженням посадкового матеріалу від вірусів, віроїдів, мікоплазм. Відомо, що багато видів рослин (наприклад, соя, цукрові буряки) передають віруси нащадкам під час насінного розмноження, тобто багато сортів поступово накопичують вірусні інфекції.

Створення безвірусного посадкового матеріалу багатьох рослин залишається актуальним завданням біотехнології. На сьогодні найефективніший для досягнення цієї мети засіб - культивування меристем стебла або деяких органів стеблового походження, які, як правило, вільні від фітопатогенів.

Вперше вільний від вірусних інфекцій посадковий матеріал жоржини методом меристемних культур одержали французькі дослідники Морель і Мартен у 1952 р. Метод меристемних культур ґрунтується на тому, що, як було встановлено ще в 1949 р., в інфікованих рослин меристеми розміром близько 0,1 мм є вільними від вірусів. Це відкриття дозволило за допомогою культури меристем рятувати зникаючі сорти внаслідок зараження вірусами. Зокрема, у Франції після робіт Мореля і Мартена з жоржинами цінний сорт картоплі Бель-де-Фонтене, який практично зник внаслідок зараження вірусами, був відроджений із здорової меристеми, виділеної із зараженої рослини. Крім методу культури меристем одержувати здоровий посадковий матеріал можна і шляхом регенерації рослин із калюсних і суспензійних культур, в яких віруси, як правило, не розмножуються. Проте в цьому разі не завжди можна забезпечити генетичну стабільність рослин-регенерантів.

Оздоровлення посадкового матеріалу від вірусної (бактеріальної, грибної) інфекції можливе за використання одного з трьох методів:

▪ метод апікальних меристем

▪ метод термотерапії

▪ метод хіміотерапії

У багатьох випадках для оздоровлення плодових, квіткових, інших корисних видів рослин від вірусів застосовують мікроклональне розмноження верхівковою меристемою з одночасною термотерапією - тепловою обробкою при температурі 30-40 °С, яка знищує фітовіруси. В Нікітському ботанічному саду (Ялта) було розроблено модель системи звільнення рослин від вірусів, яка складається із 6 блоків-методів, що є єдиним біотехнологічним процесом (рис. 6). Основоположними елементами моделі є 4 взаємодоповнюючі методи: тестування на віруси вихідних рослин, термотерапія хворих рослин, культивування рослинних тканин і регенерація рослин, ретестування рослин-регенерантів на віруси.

Рис. 6. Біотехнологічний процес оздоровлення рослин (Митрофанова и др., 2000).

Метод отримання рослин з апікальної меристеми, що складається з конуса наростання й одного або двох листкових зачатків, вже давно відпрацьований і широко застосовується.

Можна створити умови і для одержання рослини з тканини тільки конуса наростання без листкових зачатків. Проте чим більший розмір меристемного експлантату, тобто чим більше листкових зачатків і тканини стебла він має, тим легше йде процес морфогенезу, що закінчується одержанням цілої, нормальної пробіркової рослини. Водночас зона, вільна від вірусних часточок, дуже різноманітна для різних вірусів. Це залежить також від виду і сорту рослини. Так, після виділення апікальної меристеми картоплі розміром 0,2 мм (конус наростання апекса з одним листковим зачатком) серед отриманих рослин лише 10% вільні від Х-вірусу, а 70% - від Y-вірусу картоплі. Тому перевага віддається використанню експлантату гранично малого розміру (0,075- 0,1 мм) і розробляються оптимальні умови для одержання нормальної пробіркової рослини. Іноді віддають перевагу поєднанню термотерапії і культури меристем.

Подібні статті

Фауна та біологія двостулкових молюсків ландшафтного заказника Згоранські озера
Актуальність дослідження. Двостулкові молюски є одними з багаточисельних звичайних компонентів прісноводної гідрофауни . Як правило, їх можна зустріти в старицях річок, ставках, тимчасових водоймах, але найчастіше -- в озерах. Ці гі ...

Біологія та екологія бактеріофагів
Надзвичайно важливим серед досягнень мікробіології останньої чверті XIX ст. є відкриття неклітинних форм життя — вірусів. Тоді багато вчених вважали, що бактерії є найменшими і найпростішими організмами, і що саме вони стоять на межі живої ...