Методи оздоровлення рослин
Культура апікальних меристем
У культурі тканин можна розмножувати рослини та отримувати оздоровлений (безвірусний) посадковий матеріал. Для оздоровлення рослин використовують культуру апікальних меристем. Клітини конуса наростання, що активно діляться, розташованого на верхівці пагона, не містять вірусів.
Успіх клонального мікророзмноження залежить від розміру меристематичного експланту: чим більше листових зачатків і тканин стебла, тим легше відбувається процес морфогенезу, що закінчується отриманням цілої нормальної рослини. Разом про те зона, вільна від вірусних частинок, дуже відрізняється різних вірусів. Це залежить також від виду та сорту рослини.
Починаючи з 1950-х років. були поставлені перші успішні досліди щодо отримання вільних від вірусів рослин жоржини з точки зростання. Автори цього методу Ж. Морель і С. Мартін вважали, що у хворій рослині вірус поширюється з відставанням від молодих органів, що швидко ростуть, особливо в молодих недиференційованих тканинах, де концентрація вірусу може знижуватися аж до повної відсутності.
Розглянемо виділення та культивування апікальних меристем на прикладі картоплі
Бульбу картоплі промити в проточній воді, відокремити паростки
Паростки упаковати в марлеві серветки, опустити в розчин 0,1% діациду на 3-5 хв, потім не менше трьох разів промити стерильною водою, опустити в стерильну чашку Петрі
Перед виділенням за допомогою препарувальної голки під бінокулярним мікроскопом з верхівки паростка видалити покривні листочки, послідовно оголюючи бічні та верхівкові меристеми з примордіальними листочками.
Меристему вичленувати голкою, затиснутою в цанговий утримувач. Вичленувати можна як верхівкову, так і бічні меристеми – точки зростання.
Після вичленування меристему на вістря голки перенести на поверхню живильного середовища пробірку або пеніциліновий флакон, і закрити її фольгою.
Штативи з пробірками або тацю з флаконами помістити у світлову кімнату.
Подальше культивування проводити у світловій кімнаті на стелажах.
1
2
3
4
5
6
7
Термотерапія
Високі температури впливають безпосередньо на вірусні частинки через їхню рибонуклеїнову кислоту і білкову оболонку, викликаючи фізичне руйнування і позбавляючи вірусні частинки інфекційності.
Висока температура діє на віруси через метаболізм рослин. Під впливом високих температур порушується рівновага між синтезом та деградацією вірусних частинок.
1
2
Рослини, що піддаються термотерапії, поміщають у спеціальні термокамери (термостат), де протягом першого тижня підвищують температуру від 25 до 37 ° С шляхом щоденного збільшення параметрів температури на 2 °С.
Не менш важливо при термотерапії створювати та підтримувати протягом усього процесу оптимальні режими:
Тривалість термотерапії повністю залежить від складу вірусів та його термостійкості.
Крім позитивної дії термотерапії на звільнення рослин від вірусів виявлено позитивний ефект високих температур на точку росту та процеси морфогенезу деяких квіткових культур (гвоздики, хризантеми, фрезії) в умовах in vitro . Застосування термотерапії дозволяє збільшити коефіцієнт розмноження на 50-60%, підвищити адаптацію рослин-регенерантів до ґрунтових умов, а також отримати вищий відсоток безвірусних маткових. рослин.
Хемотерапія
Переваги перед культурою ізольованих меристем та термотерапії:
1) дозволяє відмовитися від трудо-, матеріало- та енерговитратної сухоповітряної термотерапії;
2) дає можливість використовувати відносно великі експланти при введенні в культуру in vitro (1 мм і більше);
3) скорочує час оздоровлення завдяки поєднанню етапу культивування мікророслин із терапією;
4) забезпечує високий вихід безвірусних рослин-регенерантів.
Противірусні сполуки повинні мати наступні характеристики:
надійне запобігання зараженню рослин та розмноженню патогену;
системне переміщення у оброблених рослинах;
відсутність фітотоксичності;
тривалий термін;
безпека для довкілля та людини;
низька вартість та доступність;
широкий спектр впливу на фітопатогенні віруси.
1
2
7
6
5
3
4
За механізмом на віруси
По стадіях вірусного циклу, які вони пригнічують
Препарат «Віразол» (1-3-Д-рибофуранозил-1,3,5-триазол-3-карбоскамід)
Механізм його дії:
речовина інгібує біосинтез гуанозин-5-фосфату (анаболіту гуаніну) у заражених клітинах, а також інгібує реплікацію 5'-кінця вірусних РНК .
При використанні препарату «Віразол» у культуральному середовищі відсоток безвірусних меристемних рослин для ряду звичайних для цих рослин вірусів збільшувався до 80—100 %
Речовини, що відносяться до індукторів стійкості до вірусної інфекції
поліаніони
органічні кислоти
регулятори зростання
фенольні сполуки
полісахариди
6) глікозиди
7) інтерферон
1
2
3
4
5
Є потужними інгібіторами білок-і РНК-систем. Тому накопичення фенолів може бути фактором, що перешкоджає розмноженню сильно патогенного штаму вірусу .
Фенольні сполуки
Полісахариди
Перспективні індуктори антифітовірусної стійкості через нешкідливість для довкілля та доступності. Виділені з клітинних стінок грибів та рослин олігосахариди відомі своєю здатністю індукувати у рослин широкий спектр захисних реакцій, зокрема новоутворення фітоалексинів.
Стероїдні глікозиди
Вторинні метаболіти мають антиоксидантні властивості. Обробка ними трав'янистих рослин значно знижувала концентрації вірусів тютюнової мозаїки, скручування листя картоплі, некротичної кільцевої плямистості кісточкових, шарки слив та ін.
Висновки
Ефективність застосування апікальної меристеми як метод оздоровлення заражених вірусами рослин виявляється низькою .
Застосування термотерапії у поєднанні з меристемною культурою дозволяє оздоровити понад 70 % рослин-регенерантів хмелю від вірусного хлорозу, 90 % рослин суниці, 25 % – чорної та червоної смородини, 50 % – малини, понад 80 % – картоплі.
Метод хемотерапії вірусів in vitro в даний час можна розглядати як високоефективний спосіб оздоровлення рослин від вірусної інфекції, що дозволяє в короткі терміни та з мінімальними витратами отримати велику кількість безвірусного посадкового матеріалу.
Дякую за увагу