Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время одной из наиболее острых экологических проблем является стремительное сокращение ареалов распространения и полное исчезновение многих видов растений. В связи с этим все большую актуальность приобретает необходимость разработки методов сохранения и поддержания биологического разнообразия как in situ, так и ex situ (Андреев, Горбунов, 1999). Эффективность сохранения растений ex situ может быть существенно повышена путем создания генетических банков in vitro. Использование системы in vitro по сравнению с традиционными методами поддержания коллекций растений имеет целый ряд преимуществ, в том числе и возможность успешной репродукции видов, естественное возобновление которых в природе ослаблено или затруднено (Молканова и др., 2008; Новикова и др., 2008). При создании генетических банков редких и исчезающих растений в качестве исходного предпочтителен семенной материал, поскольку, таким образом, при использовании небольшого количества ценного материала и без нарушения естественных популяций сохранность генетического разнообразия вида обеспечивается на максимальном уровне. В экспериментальной работе с семенами многих редких видов возникает такая проблема, как покой семян и его преодоление. Культура in vitro позволяет значительно сократить срок выведения семян из покоя,(Батыгина, Васильева, 2002; Ишмуратова, Ткаченко, 2009). Важнейшей задачей генетического банка, особенно актуальной для редких и исчезающих видов, является поддержание генетической чистоты сохраняемых in vitro таксонов, а также их всестороннее изучение. Использование современных молекулярно-генетических методов исследования генетической вариабельности не только позволяет контролировать стабильность хранящихся in vitro растений (Артюкова и др., 2004), но также дает возможность для быстрой и точной идентификации видовой подлинности вновь поступающих образцов и молекулярного маркирования растений на популяционном уровне, в том числе и редких видов сохраняемых в коллекциях in vitro (Журавлев и др., 1999, Боронникова, 2009).
Цель и задачи исследований - выявление специфики культивирования семян и зародышей представителей родов Iris L., Belamcanda Adans., Paeonia L. и Fritillaria L. в культуре in vitro и оптимизация методов сохранения исследуемых таксонов.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
-
исследовать особенности покоя семян представителей Iris, Belamcanda, Paeonia и Fritillaria и способов его преодоление в условиях in vitro;
-
оценить возможность использования эмбриокультуры как метода преодоления покоя вышеназванных таксонов;
-
изучить влияние условий стратификации, степени развития зародыша и состава питательной среды на начальные этапы онтогенеза растений in vitro;
-
разработать методику культивирования in vitro зародышей исследуемых таксонов;
-
изучить возможности применения ISSR-анализа для идентификации и паспортизации коллекций in vitro.
Научная новизна исследований. Выявлены общие закономерности и специфические особенности культивирования in vitro зародышей Iris, Belamcanda, Paeonia и Fritillaria, определены оптимальные сроки их изоляции.
Впервые для некоторых представителей рода Iris, Belamcanda, Paeonia и Fritillaria экспериментально установлены границы наступления стадии относительной автономности зародыша.
Отработаны методы культивирования семян и зародышей исследуемых таксонов, показано преимущество эмбриокультуры по сравнению с традиционными способами преодоления покоя семян.
Впервые показана возможность использования ISSR-анализа для идентификации видовой подлинности и паспортизации коллекций in vitro.
Практическая денность работы. Подобраны оптимальные условия для культивирования in vitro семян и зародышей исследуемых таксонов.
Создан генетический банк in vitro представителей 7га, Belamcanda, Paeonia и Fritillaria, включающий в том числе 37 образцов редких и исчезающих видов.
Предложен подход ISSR-анализа для уточнения видовой подлинности образцов семян некоторых редких видов рода Iris и детектировання на популяционном уровне Belamcanda chinensis в коллекциях in vitro.
Апробадия работы. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на III Международной научной конференции «Биологическое разнообразие. Интродукция растений» (Санкт-Петербург, 2003); VIII Молодежной конференции ботаников в Санкт-Петербурге (Санкт-Петербург, 2004); Молодежном научном семинаре «Биоразнообразие природных и антропогенных экосистем» (Екатеринбург, 2004); Международной научной конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 140-летию РГАУ-МСХА им. К. А. Тимирязева (Москва, 2005); Международной научной конференции «Плодо- и семеноведение. Состояние и перспективы исследований» (Киев, 2005); Международном симпозиуме ирисоводов «Задачи международного сотрудничества ирисоводов» (Москва, 2005); I Международной Школе для молодых ученых «Эмбриология и Биотехнология» (Санкт-Петербург, 2005); IV Международной научной конференции «Биологическое разнообразие. Интродукция растений» (Санкт-Петербург, 2007). II Всероссийской научно-практической конференции «Биотехнология как инструмент сохранения биоразнообразия растительного мира» (Волгоград, 2008).
Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 23 работы, в том числе 2 статьи в реферируемом журнале.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы,
описания объектов и методов исследований, результатов и их обсуждения, заключения и выводов.
Работа изложена на страницах компьютерного текста, содержит таблиц, 3 / рисунков и
![Анатомо-морфологические и биологические особенности нового растения для Астраханской области лофанта анисового : [Lophanthus anisatus L. (Benth.)]](/i/i/4326/380551.png "Анатомо-морфологические и биологические особенности нового растения для Астраханской области лофанта анисового : [Lophanthus anisatus L. (Benth.)] Абделаал Халед Абдель Дайем Абделазиз")
