Ускоренное создание гомозиготных линий листовых культур семейства Brassicaceae Burnett в культуре микроспор in vitro

Актуальность
Для ускорения селекционного процесса и расширения генетического разнообразия необходимо вовлекать в селекционный процесс биотехнологические методы, одним из которых является метод культуры изолированных микроспор in vitro. Все большую популярность в России приобретают нетрадиционные, малораспространенные зеленные культуры семейства Brassicaceae Burnett.
Материал и методика
Объектами исследования были такие представители данного семейства, как горчица сарептская (Brassica juncea (L) Czern.) и индау посевной (Eruca sativa Mill.). Цель исследований заключалась в оптимизации базового протокола под изучаемые культуры.
Результаты
Были подобраны оптимальные условия культивирования для горчицы сарептской и индау посевного. Опытным путем был определен оптимальный для введения в культуру in vitro размер бутона, который составил у горчицы сарептской 2,5-3,5 мм, а у индау посевного – 7,0-7,5 мм. Показано, что холодовая предобработка бутонов в течение 1 суток значительно повышает выход эмбриоидов. Для большинства образцов наиболее благоприятным оказалось сочетание pH среды NLN-13, равное 6,1, и температурная обработка 32°С в течение 1 суток культивирования. Все вышеперечисленные условия культивирования способствовали успешному развитию эмбриоидов. Первые деления были отмечены на 4 сутки, а уже через 2 недели эмбриоиды находились на начальной семядольной стадии развития. Выход эмбриоидов достигал у горчицы сарептской – до 25-30 шт./5 бутонов, а у индау посевного – до 5-7 шт./5 бутонов. Отмечено, что у горчицы сарептской происходит быстрое укоренение и адаптация к условиям in vivo. То есть весь процесс получения чистой гомозиготной линии составляет 4-5 месяцев, что сокращает селекционный процесс в более чем в 3 раза.

1. Елисеева О.В., Елисеев А.Ф. Химический состав Eruca sativa (Mill.) и Diplotaxis tenuifolia (L.) DC. // Доклады ТСХА. Рос. гос. аграр. ун-т - МСХА им. К. А. Тимирязева, 2018; в.290. ч.4. - С.352-353.

2. Лудилов В.А., Иванова М.И. Редкие и малораспространенные овощные культуры (биология, выращивание, семеноводство): производственнопрактическое издание. – М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2009. – 196 с.

3. Пивоваров В.Ф. Овощи России. – М.: ГНУ ВНИИССОК, 2006. – 384 с.

4. Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию. Т.1. «Сорта растений» (официальное издание). – М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2019.

5. Гиренко М.М., Зверева О.А. Зеленные овощи. М.: Издательство «НиолаПресс»; Издательский дом «ЮНИОН-паблик», 2007. – 176 с.

6. iFarm project. Всё пучком. Российский рынок свежей зелени и овощей благоприятен для вложения инвестиций. URL: http://www.ifarmproject.ru/russiangreenmarket.

7. ROIF EXPERT, 6 ДЕКАБРЯ 2018. Рынок свежей зелени в России: импорт свежей зелени приблизится к 100 млн. $ отметке // РБК Магазин исследований. URL: https://www.marketing.rbc.ru/articles/10602/.

8. Pechan, P.M., Keller W.A. Identification of potentially embryogenic microspores in Brassica napus. Physiol Plant.; 1988. Vol.74. – P. 377-384.

9. Agnihotri A., Seguin-Swartz G., Dovney R.K. Microspore embryogenesis in B. juncea. In: Pareek L.K., ed. Trends in plant tissue culture and biotechnology. Rajasthan, India: Agrobotanical Publishers; 1996: 218-221.

10. Hiramatsu M.; Odahara K.; Matsue Y. A survey of microspore embryogenesis in leaf mustard (Brassica juncea). Acta Hort. 392:139–145; 1995.

11. Lionneton E.; Beuret W.; Delaitre C.; Ochatt S.; Rancillae M. Improved microspore culture and doubled haploid plant regeneration in the brown condiment mustard (B. juncea). Plant Cell Rep. 20:126–130; 2001.

12. Prem, D., Gupta, K., Agnihotri, A. Effect of various exogenous and endogenous factors on microspore embryogenesis in Indian mustard (Brassica juncea (L.) Czern and Coss). In Vitro Cell.Dev.Biol.-Plant (2005) 41: 266.

13. Leskovsek L., Jakse M., Bohanec B. Doubled haploid production in rocket (Eruca sativa Mill.) through isolated microspore culture. Plant. Cell. Tiss. Organ. Cult. (2008) 93:181–189.

14. Alexander M.P. Differential staining of aborted and non-aborted pollen. Stain technol. – 1969. – Vol.44. – P.117-122.

15. Домблидес Е.А., Шмыкова Н.А., Шумилина Д.В., Заячковская Т.В., Минейкина А.И., Козарь Е.В., Ахраменко В.А., Шевченко Л.Л., Кан Л.Ю., Бондарева Л.Л., Домблидес А.С. Технология получения удвоенных гаплоидов в культуре микроспор семейства капустные (методические рекомендации) / Коллектив авторов. /Изд-во ВНИИССОК. – 2016. – 40 с.

16. Gamborg, O.L. Nutrients requirements of suspension cultures of soybean root cells / Gamborg O.L., Miller R.A., Ojima K. // Exp Cell Res. – 1968. – Vol.50. – P. 151–158.

17. Huang B., Bird S., Kemble R., Simmonds D. Effects of culture density, conditioned medium feeder cultures on microspore embryogenesis in Brassica napus L. cv. Topas / B. Huang, // Plant Cell Rep. – 1990. – Vol.8. – P.594-597.

18. Touraev A., Brian P. Forster, S. Mohan Jain. Advances in Haploid Production in Higher Plants. Springer Science, Business Media B.V. – 2009. – P. 347.

19. Бутенко, Р.Г. Биология клеток высших растений in vitro и биотехнологии на их основе: учебное пособие / Р.Г. Бутенко. – М.: ФБК-ПРЕСС, 1999. – 160 с.

20. Yuan, S.X. Effects of pH, MES, arabinogalactan-proteins on microspore cultures in white cabbage / S.X. Yuan, Y.B. Su, Y.M. Liu // Plant Cell Tiss Organ Cult. – 2012. – Vol.110. – P.69-76.