Библиотечный каталог авторефератов Украины

РОЗДІЛ 6. Дослідження синтезу СГ в культурах

Тканин Y. torreyi

Вивчаючи можливість одержання СГ методом культури тканин, був проаналізований калюс Y. torreyi листового, кореневого і зародкового походження.

ТШХ аналіз показав практично повну відсутність СГ, як в первинному калюсі, так і в живильному середовищі.

При гістохімічному аналізі калюсу тільки в зонах проліферації елементів спостерігали позитивну реакцію на олігофуростанозиди. Самі провідні елементи позитивної реакції на СГ не давали.

Позитивну реакцію на олігофуростанозиди давали клітини приблизно середнього розміру, які сусідили з дрібними і більш великими клітинами, що не давали характерне забарвлення.Введення в живильне середовище 0.01%, 0.1%, 1% холестерину як природного попередника СГ позитивного результату не дало, хоча ТШХ аналіз показав присутність холестерину в калюсних тканинах в усіх варіантах.

Таблиця 11 - Цитометричні характеристики клітин калюсу Y. torreyi

Поряд з цим в процесі культивування мікропагонів біля їхньої основи був одержаний калюс, який активно наростав на середовищі QL, що містив 2 мг/л БАП і 0.4 мг/л НУК без проявів гістогенезу.

Гістохімічний аналіз цього калюсу показав наявність в ньому груп клітин, що містили олігофуростанозиди, які давали позитивну реакцію з реактивом Ерліха (Рис.5). При ТШХ витяжки з цього калюсу були виявлені два олігофуростанозиди: Y1 с Rf=0,32 і Y2 c Rf=0,23.

СГ спіростанолового ряду були відсутні, що, очевидно, пов'я-зано з відсутністю в недиференцій-ованих тканинах β-глюкозидази, що зумовлює перехід олігофуростано-зидів в спіростанолові аналоги.

Математичне вираження показників величин ядерно-плазмо-вого відношення клітин цього калю-су, так само як і величини об'ємів клітин і ядер вкладається в експоненціальний розподіл (Рис. 6).

Між об'ємом ядра і об'ємом клітини виявлений корелятивний зв'язок (r=0,68). Об'єм ядра і величина ядерно-плазмового відношення знаходилися в слабо вираженій позитивній кореляції (r=0,21). Слабка, причому негативна, кореляційна залежність спостерігалася між об'ємом клітини і ядерно-плазмовим відношенням, (r=-0,19).

Таким чином, можна зробити висновок, що в первинному калюсі Y. torreyi СГ відсутні. Їхня поява віднесена до початку гістогенезу, і осередками синтезу є судини ,що диференціюються, хоча, як було показано, синтез можливий і в калюсі без видимих ознак гістогенезу, причому, в останньому випадку СГ виявляються тільки в частині клітин, які, очевидно, є місцями їхнього синтезу. На користь останнього говорить той факт, що в клітинах калюсу без ознак гістогенезу СГ представлені виключно фізіологічно неактивними олігофуростанозидами, що є також транспортною формою СГ і здатними переходити в спіростанолові глікозиди, які в свою чергу володіють значною фізіологічною активністю і, згідно з літературним даними (Miura et al., 1987; Носов, 1991), чинять вплив на цитодиферен-ціацію і морфогенез.

ПРАКТИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ

1. Для одержання якісного посадкового матеріалу Yucca torreyi Shafer. і максимального виходу рослин при насінному розмноженні в умовах інтродукції на ПБК рекомендується використовувати насіння з плодів, виповнених не більше ніж на 70% ,що зберігалися не більше двох місяців.
2. При необхідності тривалого збереження насіння Y. torreyi доцільним є зберігання його всередині непошкоджених плодів.
3. Доцільним є використання клонального мікророзмноження in vitro через індукцію утворення адвентивних бруньок в культурі епікотилю для масового тиражування рослин Y. torreyi.

ВИСНОВКИ

1. Вивчені взаємозв'язки схожості насіння Yucca torreyi Shafer. з морфологією насіння і плодів, одержаних при штучному запиленні. Показано, що середня маса насіння знаходиться в негативному, близькому до функціонального, зв'язку (r=-0,91) з масою плоду, а схожість насіння знаходиться в близькому до функціонального позитивного зв'язку (r=0,89) з їхньою масою.
2. В процесі вивчення розвитку проростків Yucca torreyi Shafer. на ранніх етапах онтогенезу виявлено сім стадій, загальна тривалість яких в умовах in vitro на безгормональному середовищі МС і в умовах in vivo склала 138 і 140 діб відповідно.
3. Показано, що схожість свіжозібраного виповненого насіння Yucca torreyi Shafer. при сівбі в грунтову суміш і на безгормональне живильне середовище МС становила 78-89% і 85-98% відповідно.
4. Виявлена зворотна залежність схожості насіння Yucca torreyi Shafer. в умовах in vivo та in vitro від строків зберігання, найменш виражена при зберіганні насіння всередині плодів.
5. Розроблені способи мікророзмноження рослин Y. torreyi в умовах in vitro: 1) розвиток повноцінних проростків в культурі зародків і подальше одержання рослин; 2) адвентивне пагоноутворення в культурі епікотилю, різогенез мікропагонів і одержання регенерантів.
6. Показано, що синтез стероїдних глікозидів Y. torreyi віднесений до початку гістогенезу. Проте одержаний калюс без ознак гістогенезу, в 35% клітин якого містились два олігофуростанозиди (Rf=0,32; Rf=0,23).
7. Виявлені СГ в листі, корінні, квітках і насінні, їхніх частинах і тканинах. Визначена локалізація СГ в тканинах і клітинах листя і коріння різного віку і в насінні. Встановлена залежність зміни в складі СГ від місця розташування тканин і органів, віку самої рослини Y. torreyi, а також її здатності зав'язувати насіння. Показано, що високий вміст СГ був в насінні і квітках.
8. Вперше встановлена структура переважного глікозида насіння Yucca torreyi, що є, 3-о-β-D-глюкопіранозил-(1→2)-о-β-D-галактопіранозидом сарсапогеніна, що складає 10% від маси насіння , при загальному вмісті суми СГ, що складає 20%.
9. Негативна реакція на СГ при ТШХ і гістохімічному аналізі в культурі коріння in vitro і позитивна - в культурі мікропагонів довели, що в Yucca torreyi Shafer. синтез СГ відбувається в надземній частині рослини.

СПИСОК РОБІТ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Карпов П.А. Изучение стероидных гликозидов семян некоторых представителей рода Yucca. // Бюл. Никит. ботан. сада. -1997. - Вып.78. -С.92-95.
2. Лищук А.И., Карпов П.А. Изучение стероидных гликозидов Yucca macrocarpa в вегетативных органах. // Бюл. Никит. ботан. сада. -1997. - Вып.78. -С.95-99.
3. Карпов П.А., Чирва В.Я. Изучение стероидных гликозидов в репродуктивных органах Yucca macrocarpa Engelm. // Бюл. Держ. Нікіт. ботан. саду. -1998. -Вип.80. - С.168-174.
4. Гришковец В.И., Карпов П.А., Иксанова С.В., Чирва В.Я. Стероидный гликозид из семян Yucca macrocarpa. // Химия природных соединений. -1998. -Вып.6. - С.828-830.
5. Максимов А.П., Новикова В.М., Карпов П.А Перспективы размножения Юкки крупноплодной (Yucca macrocarpa Engelm.) в условиях интродукции. // Ботанические сады - центры сохранения биологического разнообразия мировой флоры. Тез. докл. сессии совета Ботанических садов Украины. Ялта, 1995. - C.136
6. Максимов А.П., Новикова В.М., Карпов П.А Семенное размножение видов юкки в условиях Южного берега Крыма. // Селекция, экология, технологии возделывания и переработки нетрадиционных растений (посвящается творческому наследию Л.П. Симиренко): Материалы IV междунар. научно-производственной конф. г. Алушта, 11-17 сентября, 1995: Тез.докл. - Cимферополь, 1996. - С.73.
7. Максимов А.П., Новикова В.М., Карпов П.А., Капелев О.И. Арборетум Никитского ботанического сада - источник генофонда однодольных древесных интродуцентов. // Старовинні парки і проблеми їх збереження.: Тез. доп. 2-го міжнар. симпозіуму присвяченого 200-річчю дендрологічного парку “Софіївка”. Умань, 1996. - С.100.
8. Карпов П.А., Новикова В.М., Гришковец В.И., Максимов А.П., Чирва В.Я. Возможности использования видов рода Юкка (Yucca L.) для получения стероидных гликозидов. // Четверта міжнародна конференція з медичної ботаніки, г.Ялта, 24-26 сентября 1997г.: Тез. доп. Київ, 1997. - C.394-395.
9. Novikova V.M., Karpov P.A. Culture in vitro of some kinds Yucca. // In vitro Plant Cell Biology, Biotechnology and Germplasm Preservation: ABSTRACTS of the VII Intern. Conf. Moscow. 25-28 Nowember 1997. -Moscow, Russia. -P.44-45.
10. Novikova V.M., Kapelev O.I., Karpov P.A. Culture of tissues of some arboreal monocotyledonous plants. // ABSTRACTS II International Symposium on Plant Biotecnol. 4-8 October 1998.- Kyiv, Ukraine. - P.92.
11. Карпов П.А., Новикова В.М., Максимов А.П. Юкка крупноплодная (Yucca macrocarpa Engelm.) перспективы изучения и культивирования. // Интродукция растений и отдаленная гибридизация.: Междунар. конф., г.Москва, 15-17 декабря 1998г.: Тез. докл. - Москва, 1998. - С.57-58.
12. Карпов П.А. Гистохимическое определение локализации стероидных гликозидов в листьях Yucca macrocarpa Engelm. // Int. Meeting of Young Scientists in Horticulture: 7th Int. Conf. Lednice / Czech Republic, September 14-16, 1999. Materials. Lednice, 1999. -P.172-176.

Карпов П.А. Біологічні особливості Yucca torreyi Shafer.: розмноження рослин і одержання стероїдних глікозидів in situ та in vitro. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук з спеціальності 03.00.20. - бiотехнологiя. - Державний Нікітський ботанічний сад УААН, Ялта, 2000.

Дисертація присв'ячена вивченню біологічних особливостей Yucca torreyi Shafer. (син. Y.macrocarpa Engelm.) в зв'язку з розмноженням рослин і одержання стероїдних глікозидів in situ та in vitro. Вивчені можливості насінного і клонального мікророзмноження. Розроблені три способи індукції адвентивного пагоноутворення in vitro в культурі епікотилю. Досліджено наявність стероїдних глікозидів в листі, корінні, квітках і насінні. Встановлено, що найвищий вміст стероїдних глікозидів в насінні, а переважний глікозид насіння є 3-о-β-D-глюкопіранозил-(1→2)-о-β-D-галактопіранозидом сарсапогеніна. Визначено, що в Y. torreyi синтез стероїдних глікозидів відбувається в надземній частині рослини. Встановлений взаємозв'язок синтезу стероїдних глікозидів з гістогенезом і морфогенезом. Одержаний калюс синтезуючий олігофуростанозиди при відсутності ознак гістогенезу і дана його цитоморфометрична характеристика.

Ключові слова: юкка, in situ, in vitro, мікророзмноження, насіння, проросток, калюс, морфогенез, стероїдні глікозиди.

Карпов П.А. Биологические особенности Yucca torreyi Shafer.: размножение растений и получение стероидных гликозидов in situ и in vitro. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.20. - биотехнология. - Государственный Никитский ботанический сад УААН, Ялта, 2000.

Диссертация посвящена изучению биологических особенностей Yucca torreyi Shafer. в связи с размножением растений и получением стероидных гликозидов in situ и in vitro. В результате проведенных исследований изучены биологические особенности семенного размножения , развития проростков Y. torreyi in situ и in vitro. Изучены взаимосвязи всхожести семян Y. torreyi с морфологией семян и плодов, полученных при искусственном опылении в условиях интродукции. Установлено, что средняя масса семян находится в отрицательной, близкой к функциональной, связи (r=-0,91) с массой плода, а всхожесть семян находится в близкой к функциональной положительной связи (r=0,89) с их массой. На ранних этапах онтогенеза, выявлено семь стадий развития проростков, продолжительность которых в условиях in vitro на безгормональной среде МС (Murashige & Skoog, 1962) была больше, чем в условиях in situ. Показано, что всхожесь свежесобранных выполненных семян Yucca torreyi Shafer. при посеве в почвенную смесь и на безгормональную питательную среду МС составляла 78-89% и 85-98% соответственно. Выявлена обратная зависимость всхожести семян Y. torreyi в условиях in vivo и in vitro от сроков хранения, наименее выраженная при сохранении семян внутри плодов. Разработаны способы получения растений Y. torreyi в условиях in vitro: 1) получение полноценных проростков в культуре изолированных зиготических зародышей; 2) адвентивное побегообразование в культуре эпикотиля, с использованием питательных сред МС (1962) и QL (Quoirin & Lepoivre, 1977) с добавлением ИМК, НУК и БАП. Обнаружены стероидные гликозиды (СГ) в листьях, корнях, цветках и семенах, их частях и тканях Y. torreyi. Определена локализация СГ в тканях и клетках листьев и корней различного возраста и в семенах. Установлена зависимость изменения в составе СГ от места расположения тканей и органов, возраста самого растения Y. torreyi, а также его способности завязывать семена. Показано, что высокое содержание СГ было в семенах и цветках. Впервые установлена структура преобладающего гликозида семян Y.torreyi, являющегося 3-о-β-D-глюкопиранозил-(1→2)-о-β-D-галактопира-нозидом сарсапогенина, составляющего 10 % от массы семени, при общем содержании суммы СГ составлявшей 20 %. Установлено, что синтез стероидных гликозидов Y. torreyi приурочен к началу гистогенеза. Однако, получен каллус без признаков гистогенеза, в 35 % клеток которого содержались два олигофуростанозида (Rf=0,32; Rf=0,23). На основании отрицательной реакции на СГ при ТСХ и гистохимическом анализе в культуре корней in vitro и положительной - в культуре микропобегов, доказали, что у Yucca torreyi Shafer. снтез СГ происходит в надземной части растения.

Ключевые слова: юкка, in situ, in vitro, микроразмножение, семя, проросток, каллус, морфогенез, стероидные гликозиды

Karpov P.A. Biological features Yucca torreyi Shafer.: a propagation of plants and obtaining of steroid glycosides in situ and in vitro. - Manuscript.

Thesis for degree of candidate of biological sciences on the speciality 03.00.20. - biotechnology. - State Nikita botanical garden UAAS, Yalta, 2000.

The dissertation is devoted to study of biological features of Yucca torreyi Shafer. (syn. Y.macrocarpa Engelm.) in connection with a propagation of plants and reception of steroid glycosides in situ and in vitro. The opportunities of a seed and microclonal propagation are investigated. Three ways of an induction of adventitious shoots in vitro in culture of epicotyl are developed. The presence of steroid glycosides in leavs, roots, flowers and seeds is investigated. The high content of steroid glycosides in seeds is shown. A dominating glycoside of seeds, hase determined 3-о-β-D-glucopyranosyl-(1→2)-о-β-D-galactopyranoside of sarsapogenin. It is also determined, that at Y. torreyi the synthesis of steroid glycosides occurs in an above-ground part of a plant. The interrelation of synthesis of steroid glycosides with histogenesis and morphogenesis is established.

It is obtained a callus synthesized oligofurostanols at the absence of histogenesis and its cytomorphometric characteristic is given.

Key words: yucca, in situ, in vitro, micropropagation, seed, seedling, callus, morphogenesis, steroid glycosides.