close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY5698

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 5698
(13) C1
(19)
7
(51) A 01H 4/00,
(12)
A 01N 43/00,
C 07J 9/00, 63/00
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
СПОСОБ РАЗМНОЖЕНИЯ ОЗДОРОВЛЕННОГО СЕМЕННОГО
МАТЕРИАЛА КАРТОФЕЛЯ
(21) Номер заявки: a 19981189
(22) 1998.12.29
(46) 2003.12.30
(71) Заявители: Государственное научное
учреждение "Институт биоорганической химии Национальной академии наук Беларуси"; Республиканское унитарное предприятие "Белорусский научно-исследовательский
институт картофелеводства" (BY)
(72) Авторы: Бобрик Алла Олеговна; Хрипач Владимир Александрович; Жабинский Владимир Николаевич; Завадская Маргарита Ивановна; Литвиновская Раиса Павловна (BY)
(73) Патентообладатели: Государственное
научное учреждение "Институт биоорганической химии Национальной академии наук Беларуси"; Республиканское унитарное предприятие "Белорусский научно-исследовательский институт картофелеводства" (BY)
(57)
Способ размножения оздоровленного семенного материала картофеля на питательной
среде Мурасиге-Скура или на ее модификации, включающих регулятор роста, отличающийся тем, что в качестве регулятора роста используют брассиностероид общей формулы:
R
OH
OH
HO
O
HO
H
O
,
BY 5698 C1
где R означает α-Ме, β-Ме или α-Et,
в количестве 0,02-0,5 мг/л.
(56)
Биотехнологические методы получения и оценки оздоровленного картофеля (Рекомендации). - М.: В.О. Агропромиздат, 1988. - С. 16-17.
RU 2080780 C1, 1997.
RU 2114116 C1, 1998.
WO 96/06529 А1.
Методические указания по оздоровлению семенного картофеля. - Мн.: Ураджай, 1986. С. 13-15.
Хрипач В.А., Лихвич Ф.А., Жабинский В.Н. Брассиностероиды. - Мн.: Наука и техника, 1993. - С. 242-254.
Средства защиты и регуляторы роста растений. Справочное пособие. - Мн., 1995. - С. 75.
BY 5698 C1
Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способу получения оздоровленного семенного материала картофеля.
Известны способы оздоровления семенного материала и отбора растений, свободных
от вирусной инфекции и других заболеваний, заключающиеся в предварительном проращивании клубней при повышенной температуре (термотерапия) или вычленении культуры верхушечной меристемы, в которой вирусы, как правило, отсутствуют [1, 2]. В целях
повышения эффективности оздоровления картофеля от вирусных болезней используют
сочетание метода термотерапии с последующим вычленением из проростков верхушечных меристем. Оба метода длительны (4-6 недель) и требуют больших трудо- и энергозатрат (термокамера с температурой 33-37 °С и 24-25 °С, соответственно, при освещенности
4-8 тыс. люкс в течение 16 ч в сутки). Для тиражирования полученного таким образом исходного семенного материала с целью включения в первичное и элитное семеноводство
применяют затем методы размножения на питательных средах, в частности, на среде Мурасиге-Скуга [3], считающейся оптимальной для картофеля. Процесс выращивания черенков происходит в специально оборудованном помещении при температуре 18-20 °С, освещении люминесцентными лампами (3-4 тыс. люкс) в течение 16 ч в сутки и также
является длительным, трудо- и энергоемким.
Наиболее близким к предлагаемому является способ размножения оздоровленного семенного материала картофеля, при котором в состав питательной среды для выращивания
черенков входит набор микро- и макросолей, витамины для полноценного питания растений. Для ускорения роста растений добавляют в питательную среду регуляторы (стимуляторы) роста. Например, с целью стимулирования роста корневой системы и улучшения
приживаемости растений добавляют фитогормон из группы ауксинов - индолилуксусную
кислоту (ИУК). Рост стеблей индуцируют с помощью гиббереллинов. Для этой же цели
применяют аденин, кинетин. При этом, однако, происходит лишь удлинение стебля без
увеличения числа междоузлий, т.е. вытягивание клеток. Рост растений до стадии, пригодной к черенкованию, занимает в этом случае не менее 14 дней [3, 4].
В настоящее время неизвестны препараты на основе стероидных соединений, которые
применяются в сельском хозяйстве для размножения оздоровленного семенного материала картофеля.
Задачей настоящего изобретения является способ размножения оздоровленного семенного материала картофеля, позволяющий сократить период роста растений до готовности к черенкованию, увеличить коэффициент размножения при черенковании, увеличить выход растений, свободных от вирусной инфекции, и, как следствие, - сократить
энерго- и трудозатраты, затраты времени на единицу продукции.
Поставленная задача решается способом, который предусматривает добавление в
стандартную питательную среду для микроклонального размножения оздоровленного семенного материала картофеля в качестве регулятора (стимулятора) роста растений фитогормонов класса брассиностероидов общей формулы:
R
OH
OH
HO
I - Брассинолид, R = α-Me
II - Эпибрассинолид, R = β-Me
O
HO
H
III - Гомобрассинолид, R = α-Et
O
Указанные соединения получены химическим путем, но имеют природное происхождение и широко распространены в природе (считают, что они свойственны всем или абсолютному большинству растительных видов, хотя содержание их в растениях ничтожно
2
BY 5698 C1
мало и составляет около 10-5-10-9 %). Они известны как новая группа гормонов растений
[5]. Один из них - эпибрассинолид (I) (препаративная форма Эпин), разрешен для применения в сельском хозяйстве как средство повышения урожайности картофеля в полевых
условиях путем опрыскивания вегетирующих растений в период бутонизации и цветения
[6].
Результаты проведенных исследований показывают, что при введении брассинолида,
эпибрассинолида или гомобрассинолида в питательную среду у черенков значительно сокращается период роста стеблей и корней, значительно увеличивается выход растений,
пригодных для черенкования, увеличивается число междоузлий, за счет чего коэффициент
размножения увеличивается в 2-3 раза. Полученный семенной материал приобретает устойчивость к вирусной инфекции и дает увеличение урожая в последующих поколениях.
Применение брассиностероидов позволяет отказаться от предварительного проращивания
клубней при повышенной температуре (термотерапии), что сокращает общее время, необходимое для получения растений, готовых к черенкованию.
Сущность изобретения подтверждается примерами конкретного применения брассиностероидов для микроклонального размножения оздоровленного семенного материала
картофеля.
Опыты проводили с растениями картофеля поздних и среднеспелых сортов с замедленным периодом роста в культуре in vitro, таких как Темп, Белорусский 3, Сантэ.
Растения картофеля названных сортов, имеющие 5-8 листочков, извлекали пинцетом
из пробирки и на чашке Петри скальпелем или лезвием бритвы разрезали на черенки,
включающие часть стебля с одним листочком. Черенки высаживали в пробирки с питательной средой на глубину междоузлия и помещали в термокамеру. Работу проводили в
стерильном боксе, инструменты и посуду стерилизовали перед черенкованием каждого
растения.
В качестве контроля использовали стандартную питательную среду Мурасиге-Скуга
или эту же среду с незначительными изменениями по содержанию солей, состав которой
приведен ниже:
Микросоли (мг/л)
Макросоли (г/л)
Н3ВО3
6,20
NH4NO3
16,50
22,30
KNO3
19,00
MnSO4 × 4 Н2О
8,60
0,44
ZnSO4 × 4 Н2O
СаСl2 × 2 Н2O
KI
0,83
3,70
MgSO4 × 7 Н2O
0,025
КН
РО
1,70
CuSO4 × 5 Н2O
2
4
0,25
Трилон Б
0,25
NaMoO4 × 2 Н2O
0,025
0,135
СоС12 × 6 Н2O
Fe2(SO4)3 × 9 Н2O
Витамины (мг/л)
Регуляторы роста (мг/л)
Никотиновая кислота
0,5
Аденин
0,25
Пиридиксин, мл
0,5
Индолилуксусная кислота
2,00
Тиамин
0,1
Гиббереллин
1,00
Среда содержала также сахарозу в количестве 10-30 г/л (углеводное питание) и агарагар (6-8 г/л).
Пример 1.
В модифицированную питательную среду Мурасиге-Скуга вместо гиббереллина был
введен один из названных брассиностероидов -эпибрассинолид в количестве 0,02; 0,20;
0,25; 0,30; 0,40; 0,50 мг/л, количество индолилуксусной кислоты было уменьшено до
1 мг/л.
Табл. 1 содержит данные, полученные при замене гиббереллина на эпибрассинолид
для сорта картофеля Темп.
3
BY 5698 C1
Таблица 1
Влияние брассиностероидов на рост и развитие растений картофеля сорта Темп
при микроклональном размножении
Эпибрассинолид
(мг/л)
Контроль
0,02
0,20
0,25
Высота растений на 8- Общее колКол-во ин- Кол-во по- ой день после посадки во раст.,
Общее колфицирогибших
пригодных к
во раст.
ванн. раст.
раст.
1 см 3 см 4 см >4 см черенкованию
шт
шт
шт
шт шт шт шт
шт
%
40
1
0
10 15
8
6
29
72,5
40
1
2
7
3
25
2
30
75,0
40
2
2
2
10 15
9
34
85,0
40
0
0
1
3
16
20
39
97,5
При введении брассиностероида в питательную среду у черенков начинается интенсивный рост стеблей и корней уже на третий день после посадки. Как видно из табл. 1, через 8 дней растения картофеля сорта Темп полностью отрастают и готовы к черенкованию
(14 дней в контроле). Выход растений, пригодных к черенкованию, составляет 97,5 % в
сравнении с 72,5 % в контроле, эффект по увеличению количества растений, пригодных к
черенкованию, проявляется даже при минимальной концентрации эпибрассинолида в растворе (0,02 мг/л) и достигает максимума уже при концентрации 0,25 мг/л, так что дальнейшее повышение концентрации не имеет смысла. Это же было отмечено и для брассинолида и гомобрассинолида на всех сортах, что будет видно из нижеследущих таблиц.
При этом было отмечено не только вытягивание стебля, как при использовании гиббереллина, но и увеличение числа междоузлий (7-9 штук против 3-4 в контроле), так как гиббереллин влияет только на деление клеток в меристематических зонах, а брассиностероид,
кроме того, оказывает влияние на дифференцирование тканей. Увеличение числа междоузлий позволяет получить больше черенков с одного растения, т.е. повысить коэффициент
размножения более чем в два раза. Определение у опытных растений вирусной инфекции
(вирусы мозаичной группы, вирус скручивания листа) методом иммуноферментного анализа показало ее отсутствие.
Пример 2.
В модифицированную питательную среду Мурасиге-Скуга вместо гиббереллина был
введен один из названных брассиностероидов - гомобрассинолид в количестве 0,02; 0,20;
0,25; 0,30; 0,40; 0,50 мг/л, количество индолилуксусной кислоты было уменьшено до 1 мг/л.
Табл. 2-4 содержат данные, полученные при замене гиббереллина на гомобрассинолид
для сортов картофеля Темп, Белорусский 3 и Сантэ.
Таблица 2
Влияние брассиностероидов на рост и развитие растений и корневой системы
картофеля сорта Темп при микроклональном размножении
Гомобрассино- Общее кол-во
лид
растений
(мг/л)
Контроль
0,02
0,20
0,25
шт
40
40
40
40
Кол-во инфицир. растений
Кол-во корневых отростков
шт
1
1
0
0
шт
16
26
28
27
4
Кол-во растений,
пригодных к
черенкованию
шт
%
30
75,0
40
100,0
40
100,0
40
100,0
BY 5698 C1
Таблица 3
Влияние брассиностероидов на рост и развитие растений и корневой системы
картофеля сорта Белорусский 3 при микроклональном размножении
Гомобрассино- Общее кол-во
лид
растений
(мг/л)
шт
Контроль
40
0,02
40
0,20
40
0,25
40
Кол-во инфицир. растений
шт
0
0
0
0
Кол-во корне- Кол-во растений, привых отростков годных к черенкованию
шт
шт
%
15
20
50,0
30
40
100,0
40
39
99,9
40
40
100,0
Таблица 4
Влияние брассиностероидов на рост и развитие растений и корневой системы
картофеля сорта Сантэ при микроклональном размножении
Гомобрасси- Общее кол-во Кол-во инфи- Кол-во корне- Кол-во растений, принолид
растений
цир. растений вых отростков годных к черенкованию
(мг/л)
шт
шт
шт
шт
%
Контроль
40
5
25
18
45,0
0,02
40
0
40
37
92,0
0,20
40
0
38
39
99,0
0,25
40
0
40
37
92,0
Данные табл. 2-4 показывают, что аналогично эпибрассинолиду действует на развитие
растений гомобрассинолид: значительно стимулируется рост корневой системы, несмотря
на уменьшение количества ИУК в питательной смеси; инфицированные растения при использовании оптимальной концентрации отсутствуют. Кроме того, выход растений, готовых к черенкованию, составляет через 8 дней 92-100 % в сравнении с контролем 75,0 %
для сорта Темп, 50,0 % для сорта Белорусский 3 и 45,0 % для сорта Сантэ.
Аналогичные результаты по всем параметрам получены при использовании брассинолида.
Пример 3.
Растения, полученные из черенков, выращенных на питательной среде с добавлением
одного из трех брассиностероидов, высаживали в теплице для получения первого клубневого поколения. Табл. 5 содержит данные об урожае первого клубневого поколения картофеля сорта Темп, выращенного в теплице из растений, полученных в культуре in vitro с
применением брассиностероидов в сравнении с растениями, выращенными на стандартной питательной среде.
Таблица 5
Урожай первого клубневого поколения картофеля сорта Темп, выращенного в
теплице из растений, полученных в культуре in vitro с применением эпибрассинолида
Эпибрассинолид
(мг/л)
Контроль
0,02
0,20
0,25
Общее количество
растений
шт
40
40
40
40
Общее количество
клубней
шт
% к контр.
170
100
166
97,6
200
117,6
309
181,7
5
Среднее кол-во клубней
на 1 растение
шт
4,25
4,15
5,00
7,72
BY 5698 C1
Данные табл. 5 на примере эпибрассинолида показывают, что стимулирующий эффект
брассиностероидов сохраняется в первом клубневом поколении растений, выращенных из
черенков, полученных на питательной среде с добавлением брассиностероидов. Увеличивается среднее число клубней на одно растение, и в результате увеличивается урожай
ценного элитного семенного материала. При оптимальной концентрации это увеличение
составляет более 80 %.
Пример 4.
Клубни первого поколения, полученного из растений, выращенных на питательной
среде с добавлением брассиностероидов, были высажены в поле. В табл. 6 приведены
данные по урожайности второго клубневого поколения и пораженности растений вирусными заболеваниями.
Таблица 6
Влияние брассиностероидов на поражаемость растений вирусами и урожайность
картофеля сорта Темп в полевых условиях (второе клубневое поколение)
Эпибрассинолид
Всего больных
растений, %
(мг/л)
Контроль
0,02
0,20
0,25
НСР0,5
5,3
4,9
2,1
1,3
В том числе по вирусам,
кол-во раст. в %
X+S+M
Y
L
+F
4,5
0,8
0
4,9
0
0
2,1
0
0
1,3
0
0
Урожайность
ц/га
%
185
200
217
290
100,1
108,1
117,4
156,7
2,4
Данные табл. 6 свидетельствуют о значительном снижении вирусной инфекции у растений, полученных из клубней первого поколения, выращенных, в свою очередь, из черенков на питательной среде с добавлением брассиностероидов. Наблюдается также достоверное увеличение урожайности картофеля (до 56 %), выращенного в полевых условиях
из семенного материала, полученного ранее в теплице из оздоровленных черенков.
Таким образом, при введении одного из изученных брассиностероидов (брассинолид,
24-эпибрассинолид или 28-гомобрассинолид) в питательную среду у черенков начинается
интенсивный рост стеблей и корней уже на третий день после посадки. Через 8 дней растения полностью отрастают и готовы для черенкования (14 дней в контроле), т.е. период
роста сокращается в 1,5-2 раза. Значительно увеличивается выход растений, пригодных
для черенкования. Так на восьмой день он по всем сортам составлял 92-100,0 % в сравнении с контролем 72-75,0 % у сорта Темп, 50,0 и 45,0 % у сортов Белорусский 3 и Сантэ,
соответственно. Растения хорошо развиты, имеют интенсивную зеленую окраску. Добавление брассиностероидов положительно влияет не только на рост растений (удлинение
стебля), но во всех случаях увеличивается число междоузлий (7-9 шт. в сравнении с 3-4
шт. в контроле), за счет чего коэффициент размножения увеличивается в 2-3 раза. Определение у опытных растений вирусной инфекции (вирусы мозаичной группы и вирус
скручивания листа картофеля - ВСЛК) методом иммуноферментного анализа (ИФА) показало полное ее отсутствие при оптимальной концентрации брассиностероида в опытах in
vitro в отличие от контроля. Полученный семенной материал приобретает устойчивость к
вирусной инфекции и дает увеличение урожая в последующих поколениях. Применение
брассиностероидов позволяет отказаться от предварительного проращивания клубней при
повышенной температуре (термотерапии), что сокращает общее время, необходимое для
получения растений, готовых к черенкованию.
6
BY 5698 C1
Источники информации:
1. Пузанков О.П., Гришанович А.К., Ященко Н.П., Матюшенко Л.А., Бобрик А.О.,
Коновалова Г.И., Адамова А.И., Богдановский А.Ф. Методические указания по оздоровлению и ускоренному размножению исходного семенного картофеля. - Минск: Ураджай,
1988. - С. 3.
2. Писарев Б.А., Трофимец Л.Н. Семеноводство картофеля. - М.: Россельхозиздат.
1982. - С. 126-137.
3. Биотехнологические методы получения и оценки оздоровленного картофеля (Рекомендации). - М.: В.О. Агропромиздат, 1988.
4. Бутенко Р.Г. Культура изолированных тканей и физиология морфогенеза растений. М.: Наука, 1964.
5. Хрипач В.А., Лахвич Ф.А., Жабинский В.Н. Брассиностероиды. - Минск: Навука i
тэхнiка, 1993. - С. 288.
6. Средства защиты и регуляторы роста растений. Справочник. - Минск, 1995. - С. 75.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
153 Кб
Теги
by5698, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа