«Исследование генетической стабильности растений- регенерантов Dendrobium nobile White»

Однако при МКР возникают случаи сомаклональной изменчивости - изменчивости культуры клеток или тканей, вследствие эпигенетических процессов, возникающих при стерилизации эксплантов, гормонов и факторов роста питательной среды и других мутагенов. Однако, с помощью методов генетики существует возможность идентификации мутагенности растений- регенерантов.

Таким образом, целью данной работы является молекулярный анализ генетической модификации растений-регенерантов для подтверждения технологии культивирования in vitro Dendrobium nobile 'White'.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1. Культивирование растений Dendrobium nobile 'Whited культуре in vitro.

2. Подбор эффективной методики выделения ДНК из листовой пластины Dendrobium nobile 'White'.

3. Проведение RAPD-анализа с использованием четырех декануклеотидных праймеров с произвольной последовательностью.

4. Сравнительная оценка генетической конституции растений- регенерантов и исходных эксплантов.

5. Разработка методических рекомендаций по внедрению данных исследования в программу школьного курса биологии.

Научная новизна работы.

Впервые показано, что технология микроклонального размножения Dendrobium nobile 'White', разработанная в лаборатории генетики и биотехнологии растений Южно-Уральского ботанического сад- институтаУФИЦ РАН, позволяет сохранять генетическую стабильность растений-регенерантов.

Выявлены идентичные ДНК-профили по четырем декануклеотидным праймерам. Результаты ДНК-типирования доказывают, что растения- регенеранты сохраняют ценные признаки исходных растений.

Практическое значение.

Полученные результаты генетического исследования позволяют рекомендовать технологию микроклонального размножения Dendrobium nobile 'White' по пути формирования адвентивных почек через стеблевые узлы, как эффективную методику для масштабного производства данного сорта растения.

Апробация.

Работа выполнена в Центре молекулярно-генетических исследований при кафедре генетики естественно-географического факультета Башкирского государственного педагогического университета им. М. Акмуллы, а также на базе Южно-Уральского ботанического сад-институтаУФИЦ РАН.

Продуктами выпускной квалификационной работы являются статьи, опубликованные в сборнике «Вавиловские чтения-2018» посвященный 131- летию со дня рождения академика Н.И.Вавилова: «Начальные этапы размножения Dendrobium nobile 'White' в культуре in vitro», «Молекулярно-генетические исследования генетической стабильности растений- регенерантов».

Размножение Dendrobium nobile в домашних условиях происходит исключительно вегетативно, например, путем деления куста. Практикуется и использование деток Dendrobium. Корешки, пригодные для высаживания, появляются через 2-3 недели, цветение наблюдается через 2-3 года. Размножение в домашних условиях требует большого внимания и соблюдения всех факторов, таких как температурный режим, уровень влаги, большого количества пересадок и др. (Белицкий, 2001). 

Рис.1. Дендробиум благородный (Dendrobim nobile).

На основе данного вида выделены многочисленные гибриды. Одним из таких является Dendrobium nobile 'White'. Минимальный рост этого гибрида составляет 50 см. У него бывает от 1 до 3 стеблей. Каждый из них в течение двух месяцев покрывается многочисленными (до 60 шт.) снежно-белыми цветами (RittershausenW, 1979).

Рис. 2. Дендробиум благородный ‘White ’ (Dendrobim nobile ‘White’).

Гибрид был получении при скрещивании дендробиума благородного и дендробиума госпожи Сандер (Dendrobium nobile x Dendrobium sanderae), и зарегистрирован А. Сандерсом в 1949 году.

Дендробиум госпожи Сандер (Dendrobium sanderae) симподиальный эпифит высотой 41-81 см. Полосатые псевдобульбы достигают длины 41-81 см. Многочисленные листья длиной 5 см. расположены на побеге двурядно и отстоят друг от друга на 2 см. Листья зелёные, продолговато-овальные, кожистые.В соцветии 3-4, реже 6-12 крупных, эффектных, снежно-белых цветков у горловины украшенных контрастными полосками красного или сливово-пурпурного цвета. Существуют полностью белые клоны (Valmayor, 1984).

В домашних условиях размножается вегетативно, также как Dendrobimnobile, требует ухода и соблюдения многих факторов окружающей среды (Белицкий, 2001).

Рис.3. Дендробиум госпожи Сандер (Dendrobium sanderae).

Dendrobim относится к симподиальным орхидеям, что означает, что взрослые растения имеют сразу по несколько стеблей с листьями и цветочками. Стебли этих орхидей запасают и хранят на всякий случай влагу и питательные вещества. У основания стебля пробуждается почка, из которой начинает расти вверх новый побег, который потом покрывается листьями и цветами, а вниз начинают расти корни. Побеги орхидеи бывают гладкие, иногда ребристые, иногда цилиндрические. Почти все они утолщенные и опоясаны пленчатой тканью. Срок жизни одного побега не превышает трех - четырех лет. Dendrobim цветут в конце зимы или весной. Соцветия могут быть одноцветковыми или многоцветковыми. Dendrobim являются светолюбивыми орхидеями, но они не любят прямых солнечных лучей (Шосер, 1997).

В зависимости от условий окружающей среды почки формируют дочерние побеги или цветоносы. Расположение дочерних побегов (деток) по всему стеблю орхидеи Dendrobim nobile способствует ее разрастанию в пышный кустик. Для того, чтобы на стеблях орхидеи во множестве появились дочерние побеги (детки), необходимо постоянное оптимальное освещение. Даже незначительное временное отступление от оптимальной освещенности может приостановить развитие почек (Белицкий, 2001).

Все сорта Dendrobim nobile являются декоративными растениями, что вызывает бурный спрос среди любителей-цветоводов. Период

цветениярастения может начаться в любое время, в зависимости от того, с какой скоростью проходит жизненный цикл развития орхидеи. Как правило, цветение начинается осенью и длится до весны, что говорит о долгом цветении, в сравнении с другими видами декоративных цветов. Сорт ‘White’Dendrobim nobile отличается от остальных белоснежно-белым цветением, а уход в домашних условиях не требует особых затрат.