Введение к работе
Актуальностьпроблемы. Сохранение и улучшение наследственных свойств лесных древесных растений является одним из условий повышения продуктивности, качества и устойчивости лесов. Однако, промежуток времени до того как генетически улучшенные .деревья станут давать семенную продукцию довольно длителен и составляет для разных пород и отдельных особей от б до 30-60 лет. Вегетативное размножение селекционных форм большинства основных лесообразущих пород до сих пор остается трудной проблемой, поскольку традиционные методы (черенкование, прививки) не отличаются достаточной эффективностью.
В связи с уменьшением запасов спелой еловой древесины и все возрастающей потребностью в ней народного хозяйства одной из главных задач лесоводов является повышение продуктивности еловых насаадений. Ель хорошо размножается прививками и неплохо черенкуется. Однако эти методы не могут быть аффективными из-за ограниченного количества селекционного материала. Микро-размножение с помощью культуры тканей и органов приобретает вакное значение в селекционных программах для этой породы.
Несмотря на широкое использование клонального' микроразм-нокения для травянистых культур, техника микроразмножения для древесных, особенно хвойных пород, пока еще мало разработана. Одна из главных причин этого - недостаточность наших знаний о физиологических основах морфогенеза хвойных древесных растений in vitro. До сих пор не -изучены факторы, определяющие пути развития культивируемых клеток. Неизвестно, по каким причинам в культуре ткани реализуется та или иная морфогенэтяческвя программа. Согласно одной из существующих гипотез изменение внутреннего гормонального баланса, происходящее под влиянием экзогенных регуляторов роста, приводит к индукции определенного морфогейетичэского процесса. Больше накоплено информации относительно роли фитогормонов в регуляции роста и дифференци-ровки уне существующих органов растений, чем о возможном значении этих гормонов в инициации морфогенеза ds novo. Изучение проблемы 9К30- и эндогенной гормональной регуляции при микро-размножении растений позволит ответить на многие вопросы о роли фитогормонов при индукций различных морфогенетических процессов.
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы было
изучение особенностей гормональной регуляции морфогенетических процессов in vitro ели обыкновенной и анализ изменения внутреннего гормонального баланса при индукции и реализации определенных МОрфОГенеТИЧеСКИХ Программ in vitro.
Для этого необходимо было решить следующие задачи: разработать условия и ввести в культуру ткани ель обыкновенную;
изучить особенности морфогенеза (активация пазушных меристем, адвентивный органогенез,соматический эмбриогенез) и способы его регулирования с помощью экзогенных регуляторов роста;
изучить действие экзогенных регуляторов роста на морфогенез в зависимости от генетически детерминированной формы ветвления
' кроны;
исследовать влияние регуляторов роста цитокишшового типа действия на индукцию органогенеза, возникновение детерминированного состояния при культивировании изолированных зародышей;
исследовать изменение внутреннего содержания фитогормонов при индукции и реализации морфогенетических процессов экзогенными регуляторами роста и проанализировать возможные корреляции между действием экзогенных регуляторов роста, изменением содержания гормонов в культивируемых, тканях и индукцией морфогенеза в культуре изолированных зародышей;
исследовать возможность длительного культивирования органо- и ембриогенного каллусов;
определить возможность использования соматического эмбриогенеза для ускоренного микроразмножения.
Научная новизна. Получены новые данные о морфогенезе ели обыкновенной в культуре тканей. Впервые показана зависимость адвентивного органогенеза в культуре зародышей ели от генетически детерминированной формы ветвления крони родительского растения и на этой основе сделано заключение о наиболее перспективных деревьях для ускоренного ыикроразмножения и создания искусственных лесонасаздений.
Впервые изучено содержание фитогормонов в тканях культивируемых зародышей ели обыкновенной в процессе индукции органогенеза и соматического.эмбриогенеза и зависимость этих процессов от гормональных факторов среда.
Показано, что соотношение гормонов в культивируемых ткалях при реализации различных морфогенетических реакций различ-
но. При индукции органогенеза в тканях зародышей ' наблюдается высокое содержание цигокининов ряда зеатина и сравнительно низкое - цитокининов ряда изопентениладенина. При индукции соматического эмбриогенеза соотношение цитокининов в тканях было противоположным: высокое содержание цитокининов ряда изо-пентениладенина и низкое - зеатина.
Выявлено, что высокое содержание ИУК в культивируемых зародышах приводит к ингибированию каллусогенеза и адвентивного органогенеза.
Практическая ценность. Показана возможность и перспективность соматического эмбриогенеза для клонального микроразмножения ели. Метод соматического эмбриогенеза может стать основой для разработки биотехнологии микроразмножения и создания лесонасаждений с помощью искусственных семян. Полученные результаты позволяют рекомендовать для использования в клональ-ном микроразмножении ели обыкновенной семена, собранные с деревьев с четко выраженной мутовчатостью, что должно значительно повысить процент експлантов, образующих адвентивные почки и позволит увеличить количество посадочного материала.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 работы.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы представлялись на годичной научной сессии Архангельского Института леса и лесохимии, а такта ежегодно докладывались на заседаниях аспирантской комиссии и на научных семинарах Отдела биологии клетки и биотехнологии ИФР АН СССР, на 2-ой Международной конференции "Биология клетки и биотехнология", Алма-Ата, 1993 г.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, заключения, выводов. Содержит Ilg страниц машинописного текста, 21 рисунок 13 таблиц. Список литературы содернит 176 наименования, из них 128 опубликованных за рубежом.
