Среда мурасиге скуга: Основная питательная среда Мурасиге Скуга

Влияние питательной среды и спектрального состава света на размножение земляники in vitro | Маркова

1. Куликов И.М., Минаков И.А. Развитие садоводства в России: тенденции, проблемы, перспективы // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2017. № 1 (56). С. 9-15.

2. Косолапова Г.Н., Сокерина Н.Н., Пономарь Н.И., Панькова О.А., Несмелова Н.П. Земляника садовая в северных условиях возделывания. Киров: НИИСХ Северо-Востока, 2015. 104 с.

3. Мацнева О.В., Ташматова Л.В., Орлова Н.Ю., Шахов В.В. Микроклональное размножение земляники садовой // Селекция и сорторазведение садовых культур. 2017. Т.4. № 1-2. С. 93-96.

4. Сковородников Д.Н., Леонова Н.В., Андронова Н.В. Влияние состава питательной среды на эффективность размножения земляники садовой in vitro // Вестник Орловского государственного аграрного университета. 2013. Т. 40. № 1. С. 89-92.

5. Шипунова А.А. Клональное микроразмножение плодовых и декоративных культур в условиях промышленного производства // Биотехнология как инструмент сохранения разнообразия растительного мира (физиолого-биохимические, эмбриологические, генетические и правовые аспекты): материалы VII Междунар. научно-практ. конф., посвящ. 30-летию отдела биотехнологии растений Никитского ботанического сада. Симферополь: ООО «Издательство Типография «Ариал», 2016. С. 138-139.

6. Кондратьева Н.П., Краснолуцкая М.Г., Большин Р.Г. Использование прогрессивных электротехнологий электрооблучения меристемных растений // Биотехнология. Взгляд в будущее: материалы IV Междунар. научной интернет-конф., 24-25 апреля 2015 года. Казань, 2015. С. 52-56.

7. Маркова М.Г., Несмелова Н.П., Сомова Е.Н. Использование светодиодных облучательных установок в клональном микроразмножении ягодных кустарников // Инновационные технологии возделывания сельскохозяйственных культур — основа ведения растениеводства в современных условиях: материалы Всероссийской научно-практ. конф. Ижевск: ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2014. С. 141-145.

8. Высоцкий В.А. Спектральный состав света как регуляторный фактор при клональном микроразмножении ягодных растений // Плодоводство и ягодоводство России: сб. научн. работ. М.: ВСТИСП, 2016. Т. XXXXIV C. 126-130.

9. Моргунов Д.Н., Васильев С.И. Анализ характеристик светодиодных источников света // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2016. № 6 (62). С. 75-77.

10. Кондратьева Н.П., Корепанов Р.И., Ильясов И.Р., Ыаркова Ы.Г., Сомова Е.Н. Результаты опытов по выращиванию меристемных растений под светодиодной фитоустановкой с меняющимся спектральным составом излучения // Агротехника и энергообеспечение. 2017. Т.1. № 1 (14). С. 5-6.

11. Кашин В.И., Борисова А.А., Приходько Ю.Н., Суркова О.Ю., Упадышев M.T. Технологический процесс получения безвирусного посадочного материала плодовых и ягодных культур: методические указания. M.: ВСТИСП, 2001. 109 с.

12. Калинин Ф.Л., Кушнир Г.П., Сарнацкая В.В. Технология микроклонального размножения растений. Киев: Наук. Думка, 1992. 232 с.

13. Доспехов Б.А. Mетодика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). M.: Альянс, 2011. 352 с.

«Основы биотехнологии растений»

Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

Национальный исследовательский университет

Учебно-научный и инновационный комплекс

«Физические основы информационно-телекоммуникационных систем»

Основная образовательная программа

020400.62 «Биология», общий профиль, квалификация (степень) бакалавр

Учебно-методический комплекс по дисциплине

«Ботаника»

Широков А.И., Крюков Л.А.

ОСНОВЫ БИОТЕХНОЛОГИИ РАСТЕНИЙ

Электронное учебно-методическое пособие

Мероприятие 1.2. Совершенствование образовательных технологий, укрепление материально-технической базы учебного процесса

Нижний Новгород

2012

ОСНОВЫ БИОТЕХНОЛОГИИ РАСТЕНИЙ. Широков А.И., Крюков Л.А. Электронное учебно-методическое пособие. – Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2012. – 49 с.

Методическая разработка посвящена вопросам биотехнологии размножения растений (включая культуры клеток, тканей, органов и клонов растений). Современные биотехнологии предлагают принципиально новые пути для формирования нового и ценного для жизнедеятельности человека генетического разнообразия растений посредством отбора форм и клонов особей с искомыми признаками. Методическая разработка включает в себя краткие теоретические очерки по основным направлениям современной биотехнологии (включая культуры клеток, тканей, органов и клонов растений), а так же подробные планы практических занятий. В конце каждой темы приводятся вопросы для самоконтроля. Также приведен список рекомендуемой литературы и терминологический словарь.

Электронное учебно-методическое пособие предназначено для студентов ННГУ, обучающихся по направлению подготовки 020400.62 «Биология», изучающих курс «Основы биотехнологии растений».

Цели освоения дисциплины

Целью практического курса «Основы биотехнологии растений» является обучение студентов методам микроклонального размножения растений на стерильных питательных средах.

Задачами курса являются:

1. 
   Ознакомление учащихся с оборудованием биотехнологической лаборатории и получение навыков работы в стерильных условиях;
   
2. 
   Освоение методик получения стерильных культур, микроразмножения и культивирования растительного материала на питательных средах;
   
3. 
   Формирование у учащихся представлений о современных научных разработках в области биотехнологии растений.
   

Место дисциплины в структуре ООП

В рамках специального курса «Основы биотехнологии растений» студентов 4 курса обучающихся по специальности «ботаника» биологического факультета предполагается 18 часов лекций, 18 часов практических занятий и 36 часов самостоятельной работы. Общая трудоемкость дисциплины составляет 72 часа.

Для полноценного освоения студентами курса необходимы базовые знания по анатомии растений, морфологии растений, физиология растений, биохимия растений, общая химия, основы микробиологии.

Настоящее пособие так же может быть использовано студентами, аспирантами, преподавателями и специалистами биологических направлений в качестве практического руководства для проведения учебно-исследовательских и научно-исследовательских работ связанных с биотехнологиями растений.

Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения практического курса

В результате освоения дисциплины обучающийся должен знать организацию биотехнологической лаборатории, принципы и методы микроклонального размножения растений; уметь готовить стерильные питательные среды, иметь представления о культивировании растительного материала «in vitro»; владеть навыками работы на оборудовании стерильной биотехнологической лаборатории.

Для реализации данной дисциплины в полном объеме планируется использовать следующее оборудование и материально-техническое обеспечение, закупленное по программе НИУ:

Ламинарный бокс, сушильный шкаф, настольные стерилизаторы, дистиллятор, аналитические весы, бинокулярные микроскопы с цифровыми камерами, pH-метр, орбитальные шейкеры, магнитные мешалки, холодильные установки, микротом замораживающий, ультрафиолетовые облучатели, кондиционеры для регуляции температуры, дозаторы фиксированного и переменного объема, спиртовые горелки, пробирки биологические и химические, штативы для пробирок, чашки Петри, колбы конические (на 250 мл, 500 мл, 1000мл), пинцеты хирургические длинные, пинцеты стоматологические.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

1. Современная биотехнология растений, как наука и отрасль производства

1.1. Биотехнология производства культуры клеток, тканей и органов растений.

1.2. Биотехнология микроклонального размножения особей.

1.3. Генная инженерия.

1.4. Банк in vitro и криоконсервация; их значение для сохранения генофонда растений

2. Организация биотехнологической лаборатории.

1. 
   Оборудование биотехнологической лаборатория и правила работы с ним.
   
2. 
   Особенности работы в условиях стерильной лаборатории
   

Лабораторная работа № 1

3. Разнообразие и приготовление питательных сред.

3.1. Типы питательных сред и обзор их составов.

3.2. Гормональная регуляция в культуре клеток и тканей «in vitro»

Лабораторная работа № 2

4. Типы эксплантов: Способы получения и методы стерилизации

4.1. Выделение апикальных меристем.

4.2. Выделение клеток, их групп и тканей.

4.3. Получение микрочеренков.

4.4. Стерилизация эксплантов и введение в «in vitro»

Лабораторная работа № 3

Лабораторная работа № 4

Лабораторная работа № 5

5. Культивирование растительного материала in vitro

5.1. Основные принципы культивирования

5.2. Каллусогенез в культуре растительных клеток и тканей

5.3. Суспензионные культуры

5.4. Микрочеренкование.

Лабораторная работа № 6

Лабораторная работа № 7

Рекомендуемая литература

Приложение 1. Программа лекционного курса «Основы биотехнологии растений»

Приложение 2. Терминологический словарь

Современная биотехнология растений,

как наука и отрасль производства

Биотехнология — дисциплина, изучающая возможности использования живых организмов, их систем или продуктов их жизнедеятельности для решения технологических задач, а также возможности создания живых организмов с необходимыми свойствами методом генной инженерии.

Современная биотехнология – это наука и отрасль производства, развивающаяся в трех основных направлениях:

— молекулярная биология и генетическая инженерия;

— микробиология и микробиологическая промышленность;

— культура клеток и тканей in vitro.

Применительно к растительным объектам биотехнология традиционно рассматривается в рамках следующих направлений:

1.Биотехнология производства культуры клеток, тканей и органов растений;

2. Биотехнология микроклонального размножения особей;

3. Генная инженерия;

4. Банк in vitro и криоконсервация; их значение для сохранения генофонда растений.

1. 
   Биотехнология производства культуры
   

клеток, тканей и органов растений

Клеточные технологии, основанные на культивировании in vitro органов, тканей, клеток и изолированных протопластов высших растений, могут облегчить и ускорить традиционный процесс создания новых сортов и видов. Они предлагают принципиально новые пути, такие как сомаклональная изменчивость, мутагенез на клеточном уровне, клеточная селекция, соматическая гибридизация для создания генетического разнообразия и отбора форм с искомыми признаками. Кроме того, клеточные технологии эффективны в создании безвирусного материала вегетативно размножаемых растений.

Пионером клонального микроразмножения считается французский ученый Жан Морель, который в 50-х годах прошлого столетия получил первые растения – регенеранты орхидей. В это время техника культивирования апикальных меристем in vitro была уже хорошо разработана. Как правило, исследователи в качестве первичного экспланта использовали верхушечные меристемы травянистых растений: гвоздики, хризантемы, подсолнечника, гороха, кукурузы и т.д. В нашей стране работы по микроклональному размножению были начаты в 30-х годах в лаборатории культуры тканей и морфогенеза ИФР РАН. Под руководством Р.Г. Бутенко были изучены условия микроразмножения картофеля, сахарной свеклы, гвоздики, герберы и др. растений и предложены промышленные технологии. В дальнейшем исследования по микроклональному размножении охватили и

древесные растения.

Первые работы по культуре тканей древесных растений были опубликованы в середине 20-х годов ХХ-го столетия и связаны с именем Готре, который показал, что камбиальные ткани некоторых растений способны к каллусогенезу in vitro. Но первые растения — регенеранты осины, доведенные до почвенной культуры, были получены лишь в середине 60-х годов Матесом.

Культивирование тканей хвойных пород in vitro долгое время редко использовалось как объект исследования. Это было связано со специфическими трудностями культивирования тканей, изолированных из растения. Известно, что древесные, и особенно хвойные растения характеризуются медленным ростом, трудно укореняются, содержат большое количество вторичных соединений (фенолы, терпены и т.д.), которые в изолированных тканях активируются. Окисленные фенолы обычно ингибируют деление и рост клеток, что ведет к гибели первичного экспланта или уменьшению способности тканей древесных растений к регенерации адвентивных почек, которая с возрастом растения-донора исчезает практически полностью. В настоящее время, несмотря на перечисленные трудности, насчитывается более 200 видов древесных растений из 40 семейств, которые были размножены in vitro (каштан, дуб, береза, клен, сосна, ель, секвойя и др.).

2. 
   Биотехнология микроклонального размножения особей
   

Термином «микроклонального размножения» называют массовое бесполое размножение растении in vitro, при котором полученные особи растений генетически идентичны исходному экземпляру.

Достижения в области культуры клеток и тканей привели к созданию принципиально нового метода вегетативного размножения — микроклональное размножение. Микроклональное размножение — получение in vitro, неполовым путем, генетически идентичных исходному экземпляру растений. В основе метода лежит уникальная способность растительной клетки реализовывать присущую ей тотипотентность. В соответствии с научной терминологией клонирование подразумевает получение идентичных организмов из единичных клеток. Этот метод имеет ряд преимуществ перед существующими традиционными способами размножения:

— получение генетически однородного посадочного материала;

— освобождение растений от вирусов за счет использования меристемной культуры;

— высокий коэффициент размножения;

— сокращение продолжительности селекционного процесса;

— ускорение перехода растений от ювенильной к репродуктивной фазе развития;

— размножение растений, трудно размножаемых традиционными способами;

— возможность проведения работ в течение всего года, а не только в течение вегетационного периода;

— возможность автоматизации процесса выращивания.

Существует несколько моделей микроклонального размножения, каждая из них имеет свои преимущества и недостатки: а) индукция развития адвентивных побегов непосредственно из ткани экспланта, метод является очень эффективным, все признаки размножаемого образца полностью сохраняются; б) развитие пазушных побегов основано на снятии апикального доминирования, это наиболее надежный способ, заключающийся в ведении полученной массы побегов на микрочеренки, которые используются в качестве вторичных эксплантов для повторения цикла размножения, введение в питательную среду веществ с цитокининовой активностью приводит к образованию пучков маленьких побегов, пазушные почки дают начало новым побегам, считается, что метод имеет минимальную степень риска для получения однородного потомства; в) получение каллусной ткани с последующей индукцией органогенеза, теоретически этот метод наиболее перспективен с точки зрения коэффициента размножения, однако, в процессе дедифференциации появляется риск получить вегетативное потомство с вмененными формами, поэтому рекомендуется избегать длительной каллусной культуры и вести обязательный цитологический контроль растений-регенерантов.

3. 
   Генная инженерия
   

Генетическая инженерия — конструирование in vitro функционально активных генетических структур (рекомбинантных ДНК), или иначе — создание искусственных генетических программ (Баев А. А.). По Э. С. Пирузян генетическая инженерия — система экспериментальных приемов, позволяющих конструировать лабораторным путем (в пробирке) искусственные генетические структуры в виде так называемых рекомбинантных или гибридных молекул ДНК.

Генетическая инженерия — получение новых комбинаций генетического материала путем проводимых вне клетки манипуляций с молекулами нуклеиновых кислот и переноса созданных конструкций генов в живой организм, в результате которого достигается их включение и активность в этом организме и у его потомства. Речь идет о направленном, по заранее заданной программе конструировании молекулярных генетических систем вне организма с последующим введением их в живой организм. При этом рекомбинантные ДНК становятся составной частью генетического аппарата рецепиентного организма и сообщают ему новые уникальные генетические, биохимические, а затем и физиологические свойства.

Цель прикладной генетической инженерии заключается в конструировании таких рекомбинантных молекул ДНК, которые при внедрении в генетический аппарат придавали бы организму свойства, полезные для человека. Например, получение «биологических реакторов» — микроорганизмов, растений и животных, продуцирующих фармакологически значимые для человека вещества, создание сортов растений и пород животных с определёнными ценными для человека признаками. Методы генной инженерии позволяют провести генетическую паспортизацию, диагностировать генетические заболевания, создавать ДНК-вакцины, проводить генотерапию различных заболеваний.

Технология рекомбинантных ДНК использует следующие методы:

• 
  специфическое расщепление ДНК рестрицирующими нуклеазами, ускоряющее выделение и манипуляции с отдельными генами;
  
• 
  быстрое секвенирование всех нуклеотидов очищенном фрагменте ДНК, что позволяет определить границы гена и аминокислотную последовательность, кодируемую им;
  
• 
  конструирование рекомбинантной ДНК;
  
• 
  гибридизация нуклеиновых кислот, позволяющая выявлять специфические последовательности РНК или ДНК с большей точностью и чувствительностью, основанную на их способности связывать комплементарные последовательности нуклеиновых кислот;
  
• 
  клонирование ДНК: амплификация in vitro с помощью цепной полимеразной реакции или введение фрагмента ДНК в бактериальную клетку, которая после такой трансформации воспроизводит этот фрагмент в миллионах копий;
  
• 
  введение рекомбинантной ДНК в клетки или организмы.
  

4. 
   Банк in vitro и криоконсервация; их значение для сохранения генофонда растений
   

При получении клеточных линий с полезными признаками встает проблема сохранения этих признаков. Растения могут хранить генетическую информацию в семенах, однако этот источник не вполне надежен, так как со временем из-за мутаций всхожесть семян падает. Кроме того, некоторые растения размножаются только вегетативно. Этим обусловлена необходимость сохранения части материала in vitro. С другой стороны, в некоторых случаях удается получить новые клеточные линии, синтезирующие большее количество вторичных метаболитов, то есть более продуктивные, которые тоже нуждаются в сохранении.

Для исследования физиологических и биохимических процессов, протекающих в тканях, также требуются стандартные исходные культуры, чем вызвана необходимость сохранять материал в течение определенного промежутка времени, когда идут серийные эксперименты. Все это делает проблему сохранения генофонда весьма актуальной.

Можно, конечно, пассировать и перевивать клеточные культуры. Однако при этом возникает опасность сомаклональной изменчивости, накопления мутаций, контаминаций (заражения чужеродным генетическим материалом). Это также требует определенных финансовых и трудовых затрат (необходимость частых пересадок, расходы, связанные со средой и т.д.). Существует разные подходы к сохранению культур: криосохранение, замедление роста, распылительная или лиофильная сушка (для клеток микроорганизмов).

Криосохранение — замораживание при сверхнизких температурах. Обычно его проводят в жидком азоте, при температуре -196^oC.

Успех низкотемпературной консервации зависит от ряда факторов:

— вид и тип клеток,

— их концентрация в суспензии,

— состав среды для консервирования,

— вид и концентрация криопротектора,

— режим охлаждения и отогрева,

— способ реабилитации клеток после отогрева.

Существенную роль в успешном замораживании клеток играет их морфофизиологическое состояние: клетки, находящиеся в стационарной фазе роста, менее устойчивы к повреждающему действию низкотемпературной консервации, чем клетки, находящиеся в экспоненциальной фазе роста. Клетки для замораживания отбирают в середине экспоненциальной фазы ростовой кривой.

Немаловажное значение имеет и плотность замораживаемой суспензии. Оптимальные результаты по восстановлению клеток были получены при замораживании клеточной суспензии плотностью 1*10⁵ — 5*10⁶ клеток в 1 мл.

Для растительных клеток часто требуется предварительное культивирование в особых условиях. В среду добавляют различные вещества, например:

• 
  2-6% маннит или сорбит для уменьшения размера вакуолей;
  
• 
  аминокислоты, в первую очередь пролин, который служит для связывания воды в клетке (концентрация до 1 моля или 11,5%), аспарагин, γ-аминомасляную кислоту;
  
• 
  диметилсульфоксид (ДМСО), который добавляют к среде для предкультивирования в концентрации от 2,5 до 10% на 48 часов для увеличения проницаемости цитоплазматической мембраны;
  
• 
  кроме того, применяют искусственное закаливание к холоду, когда снижают температуру культивирования, имитируя естественный осенний процесс подготовки к периоду зимнего покоя (применим только для растений умеренного климата). Клеточные культуры выдерживают несколько суток при температуре +8+10^oC, а затем при +2+5^oC в течение 1 — 6 недель.
  

Процесс замораживания растительных клеток от животных отличает, в основном, наличие этапа предварительного культивирования.

Криопротекторы — вещества, позволяющие снизить повреждающее действие физико-химических факторов при криоконсервировании. К ним относятся сахароза, декстран, этиленгликоль, поливинилпирролидон, диметилсульфоксид (ДМСО), глицерин. Для определения токсичности криопротектора клетки выдерживают при комнатной температуре в различных его концентрациях в течение 30 — 50 минут, после чего определяют их жизнеспособность. Дополнительно оценивают его протективные свойства путем пробного замораживания и оттаивания культур. Наиболее часто в качестве криопротекторов используют глицерин и ДМСО. Перед добавлением криопротектора суспензию клеток концентрируют путем центрифугирования, надосадочную жидкость сливают. Криопротекторы вносят в культуру за час до замораживания, что приводит к изменению проницаемости мембраны, изменению точки замерзания и оттаивания.

Программы охлаждения могут быть различными, но для всех них характерна медленная скорость охлаждения. При замораживании происходит образование льда внутри и снаружи клеток. Характер этих изменений зависит от изучаемого образца и обработки криопротекторами, но главным образом, от скорости охлаждения. При медленном охлаждении происходит образование внеклеточного льда, приводящее к обезвоживанию клетки до того, как будет достигнута точка замерзания цитоплазмы. При быстром охлаждении клетки быстрее замораживаются изнутри, медленнее обезвоживаются, что приводит к образованию кристаллов льда внутри клетки. В этом случае клетки повреждаются. Обычно охлаждение проводят в два этапа:

— Первый этап — от +20 до -28^oC со скоростью 1 градус в минуту (для растительных клеток скорость замораживания 0,5 градуса в минуту до -35^оС), выдерживают при этой температуре 15 минут;

— Второй этап: погружение в жидкий азот (мгновенное охлаждение до — 196^oC).

Замораживание производят в специальных аппаратах. При их отсутствии — на спиртовой бане (0,5 — 1 литр спирта наливают в термос с металлической колбой, погружают в него ампулы на 15 минут и добавляют при помешивании жидкий азот или сухой лед; доводят температуру до -32^oC (температура должна быть не выше -28 и не ниже -32^оС). Далее переносят ампулы в жидкий азот.

При размораживании ампулы пинцетом переносят в водяную баню с температурой +37+40^оС, ампула объемом в 1 мл размораживается в течение 0,5 — 1 минуты.

После размораживания растительные клетки отмывают 3 — 10% раствором сахарозы.

Далее клетки проверяют на жизнеспособность с помощью витальных красителей, окрашивающих мертвые клетки. Окончательным критерием служит четкое возобновление роста на стандартных питательных средах, используемых для данной культуры.

Перевиваемые культуры животных клеток после размораживания имеют повышенную чувствительность к вирусам, которая проявляется в течение первых двух пассажей. Далее чувствительность возвращается к исходной.

2. Организация биотехнологической лаборатории

1. 
   Оборудование биотехнологической лаборатории
   

и правила работы с ним

Для организации биотехнологической лаборатории необходимы просторные изолированные помещения, а также современное оборудование и высококачественные реактивы. Для удобства проведения дезинфекции полы стены и потолок в помещениях должны иметь водостойкое и ультрофиолетоустойчивое покрытие.

Оборудование моечного помещения: мойки с горячей и холодной водой; дистиллированная вода; дистилляторы и бидистилляторы; сушильные шкафы с режимом работы для сушки посуды – до 100-130^оС, для инструментов – до 170^оС; шкафы для хранения чистой посуды и инструментов, емкости для хранения моющих средств, вытяжные шкафы с эксикаторами для хромпика (H₂SO₄ 98 % + K₂CrO₇).

Оборудование помещения для приготовления питательных сред: лабораторные столы; холодильники для хранения маточных растворов солей, гормонов и витаминов; аналитические и торсионные весы; иономер; магнитные мешалки; плитки, газовые горелки; набор посуды (колбы, стаканы, мерные цилиндры, мензурки, пробирки и др.), необходимый набор химических реактивов надлежащей степени чистоты (ХЧ, Ч, ЧДА).

Оборудование помещения для стерилизации: автоклавы с режимом работы – давление 1-2 атмосферы и температура 120^оС; стеллажи для штативов с питательными средами; шкафы для хранения стерильных материалов. Данное помещение должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией и иметь канализационный слив для отвода конденсата из автоклава.

Оборудование помещения для инокуляции растительных эксплантов на питательные среды: ламинар-боксы, лабораторные столы, стеллажи, бактерицидные лампы, шкафы для материалов и оборудования.

Оборудование культуральных помещений: световое отделение – источники освещения со спектром близким к спектру дневного света (от 3 до 10 kLx), кондиционер для регуляции температуры (25±2^оС) и влажности воздуха (70 %), стеллажи для штативов с культивируемым материалом; темновое отделение – с тем же оборудованием, исключая источники освещения. Для культивирования эксплантов на питательной среде желательно использовать термостаты или хладотермостаты, способные с высокой точностью поддерживать задаваемые режимы температуры и влажности воздуха.

Необходимый набор посуды, инструментов и материалов в биотехнологической лаборатории: мерные колбы, колбы Эрленмейера, химические стаканы, мерные цилиндры, чашки Петри, пробирки, бутылки, пипетки, стеклянные палочки, стеклянные и мембранные фильтры, ланцеты (в том числе глазные, хирургические, анатомические), ножницы, пинцеты, ножи, бритвенные лезвия, препарировальные иглы, шпатели, бумага (оберточная, пергаментная, фильтровальная), фольга алюминиевая, вата, марля, шпагат.

2. 
   Особенности работы в условиях стерильной лаборатории
   

При работе в стерильном помещении лаборатории все сотрудники бактериологической лаборатории обязаны соблюдать следующие правила работы, которые обеспечивают стерильность в работе и предупреждают возможность возникновения внутрилабораторных заражений:

1. Все лица, находящиеся в лаборатории, должны быть в халатах, сменной обуви (либо бахилах), белой шапочке или косынке.

2. В помещении запрещается прием пищи и курение, хранение продуктов питания.

3. Нельзя вносить в лабораторию посторонние вещи.

4. Запрещается выходить за пределы лаборатории в халатах или надевать верхнее платье на халат.

5. Каждый работник должен пользоваться только своим рабочим местом.

6. Все операции должны производиться с соблюдением правил стерильности: все стерильные работы проводят вблизи пламени горелки, переливание зараженных жидкостей производят над лотком с дезинфицирующим раствором и т. п.

7. Нужно строго следить за чистотой рук: по окончании работы с заразным материалом их дезинфицируют. Рабочее место в конце дня приводят в порядок и тщательно дезинфицируют.

8. Весь инвентарь, находившийся в контакте с заразным материалом, подлежит стерилизации или уничтожению.

Биотехнологическую лабораторию необходимо содержать в чистоте. Следует регулярно проводить гигиеническую уборку помещений лаборатории. Обеспечить полную стерильность лаборатории очень трудно и это не всегда необходимо, но значительно снизить количество микроорганизмов в воздухе и на различных поверхностях в лабораторных помещениях возможно. Это достигается путём применения на практике методов дезинфекции, то есть уничтожения возбудителей инфекционных болезней на объектах внешней среды.

Для культивирования стерильных проростков необходимо использовать ламинар-боксы, обеспечивающие посадку эксплантов на питательную среду без заражения микроорганизмами.

Все поверхности ламинара обрабатываются 96 % спиртом, простерилизованные инструменты, материалы, растительный материал помещают на стол ламинара и включают УФ-излучение. Через 20 минут выключают УФ и включают биофильтры. Для работы в ламинар-боксе надевают стерильный халат и шапочку, руки обрабатываю 96 % спиртом. Пинцеты, скальпели и препарировальные иглы помещают в стакан с 96 % спиртом. Перед каждой манипуляцией инструменты обжигают на пламени спиртовки. В случае нарушения стерильности на средах хорошо развиваются микроорганизмы (грибы, бактерии), нарушающие состав среды и подавляющие рост растительных эксплантов.

Посуду, халаты, вату, бумагу, дистиллированную воду, питательные среды стерилизуют в автоклавах под давлением пара 1-2 атмосферы и температурой 120^оС в течении 20-60 мин, в зависимости от объёма стерилизуемого материала.

Колбы, штативы со средой, вату, бумагу, халаты перед автоклавированием заворачивают в целлофановую бумагу, либо помещают в биксы.

Металлические инструменты автоклавировать нельзя, так как под действием пара образуется ржавчина. Поэтому их стерилизуют сухим жаром в термостатах с температурой 170-250^оС в течении 1-2 часов.

Лабораторная работа № 1

Достарыңызбен бөлісу:

СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НАНОЧАСТИЦ МЕТАЛЛОВ И ПИТАТЕЛЬНАЯ СРЕДА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Предлагаемая группа изобретений относится к области био- и нанотехнологий в растениеводстве и может быть использована для получения высококачественного посадочного материала сельскохозяйственных растений, для проведения биотехнологических исследований, для повышения качества продукции, для использования в аэропонных и гидропонных технологиях, а также для создания систем жизнеобеспечения космонавтов в условиях длительных космических полетов.

Применение наноматериалов в качестве средств защиты растений и микроудобрений способствует повышению устойчивости растений к неблагоприятным погодным условиям, снижению заболеваемости, повышению урожайности и качества сельскохозяйственной продукции. Известны такие нанотехнологические препараты, как NanoGro, GreenLift, AgБион и др., однако, продолжаются исследования в области разработки новых препаратов и способов использования нанотехнологий для повышения эффективности сельскохозяйственного производства. Последние достижения в этой области обобщены в, частности, в обзорах [Azamal, Husen Khwaja Salahuddin Siddiqi. «Phytosynthesis of nanoparticles: concept, controversy and application» // Nanoscale Res. Lett., 2014, V. 9, №1, p. 229; L.R. Khot et al. «Applications of nanomaterials in agricultural production and crop protection: A review» // Crop Protection, V. 35, May 2012, p. 64].

В заявке [WO 2013121244 A1, опубл. 22.08.2013] описаны наноудобрения в форме наночастиц (НЧ) металлов, покрытых веществами, представляющими собой питательные микродобавки или их предшественники. Согласно изобретению, в качестве питательной микродобавки, служащей покрытием для наночастиц, может быть использован, по крайней мере, один компонент из широкого круга веществ, включающего соединения углерода, фосфора, азота, бора и других элементов, необходимых для питания и развития растений, а также соли, хелаты и оксиды металлов, и другие соединения. В данном техническом решении наночастицы металлов, таких, как благородные металлы, железо, медь и др., использованы в качестве «средства доставки» микроудобрения в ткани и клетки растений, их самостоятельную роль в качестве питательного компонента оценить невозможно.

Описан способ предпосевной обработки семян [UA 33863, опубл. 10.07.2008] и способы выращивания зерновых и овощных культур [UA 92875, опубл. 10.12.2010 и UA 92876, опубл. 10.12.2010], включающие использование коллоидных растворов смесей наночастиц биогенных микроэлементов — цинка, марганца, железа, меди, молибдена, кобальта, в комбинации с химическими препаратами, известными своей биологической активностью. Так же, как и в предыдущем аналоге, в данных технических решениях самостоятельную роль наночастиц в качестве питательных компонентов оценить невозможно, а введение в состав композиций органических препаратов создает дополнительную экологическую нагрузку и может отрицательно влиять на качество продукции.

Известные нанопрепараты, как правило, предназначены для стимулирования роста растений при выращивании в условиях открытого или защищенного грунта. В то же время современное развитие биотехнологий неразрывно связано с выращиванием растений и культур тканей на искусственных питательных средах, имеющих сбалансированный состав питательных компонентов, необходимых для полноценного роста и развития растений. Широкое использование биотехнологий связано с созданием и поддержанием коллекций ценных форм, с необходимостью быстрого размножения клона растения и получения в большом количестве вегетативного потомства трудно размножаемых в обычных условиях форм растений, а также с современными требованиями к качеству посадочного материала, с необходимостью его оздоровления и тестирования. Большое значение имеет применение искусственных питательных сред при разработке автономных систем жизнеобеспечения, например, в условиях длительных космических полетов. Все это предполагает использование высокотехнологичных приемов, совершенствование техники культивирования растений с целью получения посадочного материала, свободного от вирусных, грибковых и бактериальных болезней, клещей и нематод. В этом отношении использование наноструктур в различных приемах оздоровления и культивирования посадочного материала, а возможно, и клонального размножения растений, является перспективным направлением. Это тем более существенно, что одним из факторов культивирования растений являются условия их выращивания. Помимо температуры и освещенности, большое значение имеет состав питательных сред, изменение которых за счет введения наноструктурных форм должно отразиться на показателях качества растений.

Известно применение наночастиц диоксида титана для повышения всхожести семян и улучшения качества всходов петрушки на искусственной питательной среде [Dehkourdi Е Н. Mosavi М. Biol Trace Elem Res. 2013, Nov., 155(2), p. 283]. Наночастицы диоксида титана (наноанатаза) добавляют в среду Мурасиге-Скуга (далее по тексту «среда МС») в концентрациях 10-40 мг/л, при этом наибольший эффект — увеличение процента всхожести и индекса прорастания семян, увеличение длины корня и ростка, прирост количества зеленой массы и других показателей, получен при использовании концентрации 30 мг/мл наночастиц TiO₂. Однако рассматривать наночастицы диоксида титана в качестве стимулятора роста растений в растениеводстве пока не представляется возможным, поскольку до сих пор имеются сомнения в их безопасности для живых организмов. Так, например, исследования на крысах показали, что вдыхание порошка диоксида титана повышает вероятность возникновения раковых заболеваний, являясь канцерогенным фактором и для человека [http://www.neboleem.net/dioksid-titana.php].

По совокупности признаков в качестве прототипа заявляемого способа выращивания растений с использованием наночастиц принято изобретение, описанное в [ЕР 2499107 А1, опубл. 19.09.2012], сущность которого состоит в применении мультислойных углеродных нанотрубок в эффективной концентрации 10-200 пг/мл для увеличения всхожести семян томата и увеличения зеленой массы растений. Показано, что введение углеродных нанотрубок в заявленном интервале концентраций в среду МС ускоряет прорастание семян томата и увеличивает процент всхожести. Растения томата, выращенные на питательной среде в присутствии углеродных нанотрубок, имеют больший объем биомассы, чем в контроле, при этом не отличаются от контроля по длине корня. Улучшение показателей авторы связывают с увеличением интенсивности процессов водопоглощения семян в присутствии углеродных нанотрубок. Однако известно, что углеродные нанотрубки, проникая в организм человека через кожу, нос и рот, могут разрушать клетки так же, как это делает асбест. Причем способность нанотрубок глубоко проникать в ткани, не давая возможности иммунной системе уничтожить их, оказывает канцерогенное действие [A.A. Shvedova, E.R Kisin, N. Yanamala, А.V. Tkach et all. «MDSC and TGFβ are required for facilitation of tumor growth in the lungs of mice exposed to carbon nanotubes» // Cancer Research, 2015, V. 75 (8), pp. 1-9]. Поэтому для внедрения углеродных трубок в практику растениеводства нужны специальные исследования по их распределению, накоплению, выведению из растений, что делает маловероятным их применение в сельском хозяйстве в ближайшем будущем.

Известно несколько питательных сред, таких, как среды Мурасиге-Скуга, Гамборга, Хеллера и др., которые содержат сбалансированный комплекс необходимых для развития растений обязательных компонентов, включающий органические вещества — витамины, углеводы, аминокислоты и/или белковые гидролизаты, хелатирующие агенты, а также неорганические соли, содержащие макроэлементы — азот, фосфор, калий, кальций, магний, серу, железо, и микроэлементы, такие, как бор, марганец, цинк, медь, молибден и др. В качестве прототипа питательной среды для осуществления заявляемого способа взята широко применяемая питательная среда Мурасиге-Скуга [Murashing Т., Skoog F. «А received medium for rapid growth and bio-assays with tobacco tissue culture». Physiol. Plant. 1962. V. 15, pp. 473-497]. В Таблице 1 показан состав агаризованной питательной среды по прототипу.

Такие металлы, как железо, медь и цинк относятся к жизненно-необходимым (эссенциальным) элементам, т.к. они участвуют в регуляторных и окислительно-восстановительных процессах в растениях, входят в состав коферментов. В составе питательной среды МС они присутствуют в ионной форме в виде растворов солей.

Задачей изобретения является разработка способа выращивания растений на питательной среде, включающей наночастицы жизненно необходимых элементов, и обеспечивающего улучшение прорастания семян, а также улучшение морфометрических и/или физиологических показателей растений с целью получения оздоровленного высококачественного посадочного материала.

Поставленная задача решается предлагаемым способом выращивания растений с использованием наночастиц, включающим проращивание семян и последующее выращивание растений в асептических условиях на агаризованной питательной среде, содержащей наночастицы, отличающимся тем, что используют агаризованную питательную среду, которая в качестве наночастиц содержит наночастицы железа, или наночастицы цинка, или наночастицы меди, или комбинацию наночастиц железа, цинка и меди.

Также задачей изобретения является разработка питательной среды для осуществления предлагаемого способа.

Поставленная задача решается предлагаемой агаризованной питательной средой для осуществления заявляемого способа, которая содержит необходимые для развития растений компоненты, входящие, в частности, в состав питательной среды Мурасиге-Скуга, а именно: органические вещества, включая витамины, углеводы и аминокислоты и/или белковые гидролизаты, хелатирующий агент — этилендиаминтетрауксусную кислоту или ее натриевую соль, неорганические соли, содержащие азот, фосфор, натрий, калий, кальций, магний, серу, хлор, йод, бор, марганец, молибден и кобальт, а также железо, цинк и медь, и отличается тем, что железо или цинк, или медь, или железо, цинк и медь в комбинации входят в состав питательной среды в форме наночастиц этих металлов.

При этом питательная среда может дополнительно содержать хитозан.

Технический результат заявляемой группы изобретений состоит в улучшении прорастания семян, а также в улучшении морфометрических и/или физиологических показателей выращенных из них растений.

Сущность изобретения состоит в том, что выращивание растений на известных питательных средах, модифицированных таким образом, что соли жизненно-необходимых металлов, в частности, железа сульфат, или цинка сульфат, или меди сульфат, или одновременно соли железа, цинка, меди заменены на наночастицы этих металлов в электронейтральном состоянии с сохранением всех остальных компонентов питательной среды, приводит к улучшению прорастания семян и к улучшению морфометрических и/или физиологических показателей выращенных из них растений по сравнению с растениями, выращенными на питательных средах, не содержащих наночастиц указанных металлов.

Изобретение основано на результатах проведенных авторами исследований по влиянию наночастиц металлов на структурно-функциональное состояние различных биосистем. [Глущенко Н.Н., Богословская О.А., Ольховская И.П. «Физико-химические закономерности биологического действия высокодисперсных порошков металлов» // Химическая физика. 2002, Т. 21, №4, С. 79-85; Публикации на интернет-сайте: http://nanobiology.narod.ru]. Было показано, что наночастицы металлов в электронейтральном состоянии характеризуются пролонгированным и полифункциональным действием, низкой токсичностью, которая в 7-50 раз ниже токсичности соответствующих металлов в ионной форме, способностью в биотических дозах, т.е. в дозах в 10-50 раз меньших максимально переносимых доз, активно распределяться по органам и тканям растений и стимулировать протекание жизненно важных процессов.

В качестве абсорбента продуктов жизнедеятельности растущих растений и микрофлоры, а также в качестве стимулирующего фактора роста растений в заявляемую питательную среду дополнительно может быть введен хитозан. Известно, что хитозан обладает высокой сорбционной активностью по отношению к микробным клеткам, проявляет ростостимулирующее действие, повышает адаптативные свойства растений, защищает растения от развития болезней, способствует повышению урожайности [Няникова Г.Г., Маметнабиев Т.Э., Калинкин И.П., Гепецкая М.В., Комиссарчик С.М., Елдинова Е.Ю. «Области применения хитозана» http://science.spb.ru/]. Нами использован хитозан марки «Тяньши» (Китай), широко применяемый в китайской медицине в качестве детоксикатора. При введении хитозана не наблюдается контаминации среды бактериальной флорой, плесенью или грибками. В отдельных случаях, как будет показано ниже, имеет место синергизм сочетанного действия хитозана и наночастиц металлов в составе питательной среды, приводящий к дополнительному улучшению прорастания семян и улучшению морфометрических и физиологических показателей культивированных в этих условиях растений.

Ниже приведен перечень фигур чертежей, поясняющих сущность изобретения, и их краткое описание.

На Фиг. 1А — 1В показаны изображения наночастиц железа, цинка и меди, полученные методами электронной микроскопии, и гистограммы распределения частиц металлов по размеру: 1А — наночастицы железа; 1Б — наночастицы меди; 1В — наночастицы цинка.

На Фиг. 2А — 2Г показано влияние наночастиц металлов и хитозана в составе питательной среды на прорастание семян томата Venice. 2А — в среде присутствуют наночастицы железа; 2Б — в среде присутствуют наночастицы цинка, 2В — в среде присутствуют наночастицы меди; 2Г — в среде присутствуют наночастицы железа, цинка и меди.

На Фиг. 3А — 3Г показано влияние наночастиц металлов и хитозана в составе питательной среды на длину корня растений перца LJ-king. 3А — в среде присутствуют наночастицы железа; 3Б — в среде присутствуют наночастицы цинка, 3В — в среде присутствуют наночастицы меди; 3Г — в среде присутствуют наночастицы железа, цинка и меди.

На Фиг. 4 показана фотография растений перца LJ-king, выращенных на питательных средах, содержащих наночастицы цинка и хитозан. Zn-b₀ — контроль, Zn-b₃ — концентрация НЧ цинка в среде 0,016 мг/л, Zn-b₂ — концентрация наночастиц цинка в среде 0,08 мг/л, Zn-b₄ — концентрация наночастиц цинка в среде 0,4 мг/л.

На Фиг. 5А — 5Г показано влияние наночастиц металлов и хитозана в составе питательной среды на длину корня растений томата HY-2. 5А — в среде присутствуют наночастицы железа; 5Б — в среде присутствуют наночастицы цинка, 5В — в среде присутствуют наночастицы меди; 5Г — в среде присутствуют наночастицы железа, цинка и меди.

На Фиг. 6А — 6Г показано виляние наночастиц металлов и хитозана в составе питательной среды на активность корня растений перца LJ-king, томата HY-2 и томата Venice. 6А — в среде присутствуют наночастицы железа; 6Б — в среде присутствуют наночастицы цинка, 6В — в среде присутствуют наночастицы меди; 6Г — в среде присутствуют наночастицы железа, цинка и меди.

На Фиг. 7А показано виляние наночастиц железа и хитозана в составе питательной среды на содержание хлорофилла в листьях растений перца LJ-king.

На Фиг. 7Б показано виляние наночастиц цинка и хитозана в составе питательной среды на содержание хлорофилла в листьях растений томата HY-2.

На Фиг. 7В показано виляние наночастиц меди и хитозана в составе питательной среды на содержание хлорофилла в листьях растений перца LJ-king.

Наночастицы железа, цинка и меди в электронейтральном состоянии получают конденсационным левитационно-струйным методом [Авт.св. СССР №814432 // Бюлл. изобретений, 1981, №11, С. 25.] на установке Миген-3 [Жигач А.Н. и др. «Установка для получения и исследования физико-химических свойств наночастиц металлов» // Приборы и техника эксперимента. 2000. №6. С. 122-129].

Определение формы и размеров наночастиц железа, цинка, меди проводят методом просвечивающей электронной микроскопии на приборе LEO 912 АВ OMEGA. Определение фазового состава наночастиц проводят рентгенофазовым анализом на рентгеновском дифрактометре АДП-1 (Россия). Для определения среднего диаметра наночастиц микрофотографии, полученные на электронном микроскопе, обрабатывают с помощью компьютерной программы Micran 25 путем измерения поперечника, как минимум, тысячи частиц. На основании полученных данных строят кривую распределения наночастиц металлов по размеру и рассчитывают средний диаметр частиц. Электронные микрофотографии и кривые распределения наночастиц металлов по размеру приведены на Фиг. 1А — 1В. Кривая распределения наночастиц железа по размеру лежит в области 5-80 нм. Средний диаметр частиц железа составляет 27,0±0,51 нм. Кривая распределения наночастиц цинка по размеру лежит в области 10-200 нм. Средний диаметр полученных частиц цинка составляет 54,0±2,8 нм. Кривая распределения наночастиц меди по размеру лежит в области 5-225 нм. Средний диаметр частиц меди составляет 79,0±1,24 нм.

Как видно из Фиг. 1А — 1В, наночастицы железа, цинка и меди представляют собой монокристаллические структуры круглой правильной формы, покрытые полупрозрачной оксидной пленкой. Результаты рентгенофазового анализа свидетельствуют, что в наночастицах железа кристаллическая металлическая фаза составляет 53,6%, фаза железа оксида Fe₃O₄ — 46,4%, толщина оксидной пленки 3,5 нм. Наночастицы меди и цинка состоят из кристаллической металлической фазы с толщиной оксидной пленки 1,0-0,5 нм.

В качестве основы для приготовления питательной среды по изобретению может быть использована пропись любой из известных питательных сред, содержащих сбалансированный состав всех жизненно важных для растений органических и неорганических макро- и микрокомпонентов. При этом, согласно изобретению, вместо солей железа или цинка, или меди, или комбинации этих солей, обычно входящих в состав питательных сред, в среду включают наночастицы железа, или цинка, или меди в электронейтральном состоянии, или комбинации наночастиц железа, цинка и меди, оставляя остальные компоненты, входящие в состав питательной среды, взятой за основу, без изменения.

Для демонстрации возможности осуществления изобретения с получением заявленного технического результата в качестве основы для приготовления вариантов среды по изобретению, нами использована пропись агаризованной питательной среды Мурасиге-Скуга (см. Табл. 1).

Диапазоны концентраций наночастиц железа, цинка и меди в примерах осуществления изобретения выбраны с учетом содержания металлов в ионной форме в питательной среде, взятой за основу. Так, в пересчете на металл, концентрация железа в среде МС составляет 5,6 мг/л, а в примерах питательные среды содержат наночастицы железа в концентрациях 10,0-0,06 мг/л; концентрация цинка в пересчете на металл в среде МС составляет 1,96 мг/л, а в примерах питательные среды содержат наночастицы цинка в концентрациях 3,0-0,016 мг/л; концентрация меди в пересчете на металл в среде МС составляет 0,0064 мг/л, а в примерах питательные среды содержат наночастицы меди в концентрациях 0,04-0,00016 мг/л.

Ниже описано приготовление питательной среды МС (контроль) и вариантов питательных сред в соответствии с изобретением.

1. Приготовление питательной среды Мурасиге-Скуга.

Питательную среду МС готовят в соответствии с прописью, приведенной в Табл. 1.

1.1. Приготовление маточного раствора макроэлементов.

Готовят навески (мг): NH₄NO₃ — 33000, KNO₃ — 38000, CaCl₂×2H₂O — 8800, MgSO₄×7H₂O — 7400, KH₂PO₄ — 3400. Приготовленные навески растворяют в 1 литре воды при перемешивании на магнитной мешалке «IKA RH basic 2» (Германия) в течение 5 минут.

1.2. Приготовление маточного раствора микроэлементов.

Готовят навески (мг): KJ — 166, H₃BO₃ — 1240, MnSO₄×4H₂O — 4460, ZnSO₄×7H₂O — 1720, Na₂MoO₄×2H₂O — 50, CuSO₄×5H₂O — 5, CoCl₂×6H₂O — 5. Приготовленные навески растворяют в 1 литре воды при перемешивании на магнитной мешалке в течение 5 минут.

1.3. Приготовление маточного раствора хелатного железа

Готовят навески (мг): Nа₂ЭДТА×2H₂O — 37,3, FeSO₄×7H₂O — 27,8. Приготовленные навески растворяют в 1 литре воды при перемешивании на магнитной мешалке в течение 5 минут.

1.4. Приготовление маточного раствора витаминов и органических веществ.

Готовят навески (мг): Мезоинозит — 100000, Никотиновая кислота (РР) — 500, Пиридоксин-HCl (В₆) — 500, Тиамин-HCl (В₁) — 500, Глицин — 2000. Приготовленные навески растворяют в 1 литре воды при перемешивании на магнитной мешалке в течение 5 минут.

Готовят навески (мг): сахароза в виде порошка — 30000, агар-агар — 7000.

1.5. Приготовление среды МС.

Для приготовления 1 л среды в колбу объемом 1,5 л вносят 50 мл маточного раствора макроэлементов, 5 мл маточного раствора микроэлементов, 5 мл маточного раствора хелатного железа и 1 мл маточного раствора витаминов и органических веществ. Доводят объем водой до 800 мл, добавляют навеску сахарозы и навеску агара при перемешивании на магнитной мешалке в течение 5 минут, доводят объем до 1000 мл.

Приготовленную питательную среду стерилизуют при температуре 120°С, давлении 0,1 МРа в течение 20 мин в автоклаве «Hirayama, HVE-50» (Япония).

Приготовленную, как описано выше, стандартную питательную среду Мурасиге-Скуга используют в качестве контроля.

2. Приготовление питательной среды с добавкой хитозана

Для приготовления питательной среды с добавкой хитозана в 1 л стерильной, охлажденной до 45°С питательной среды Мурасиге-Скуга, приготовленной, как описано выше, вносят 100 мг хитозана «Тяньши» при перемешивании на магнитной мешалке в течение 2 минут.

3. Приготовление питательных сред с добавками наночастиц металлов

3.1. Приготовление раствора хелатирующего агента.

Готовят навески (мг): Nа₂ЭДТА×2Н₂О — 37,3. Приготовленную навеску растворяют в 1 литре воды при перемешивании на магнитной мешалке в течение 5 минут.

3.2. Приготовление водной суспензии наночастиц железа.

Для приготовления водной суспензии наночастиц железа навеску 2000 мг порошка наночастиц железа вносят в 200 мл дистиллированной стерильной воды и проводят диспергирование порошка наночастиц железа в воде на диспергаторе «Scientz JY 92-IIN» (Китай) в течение 30 сек. при мощности 99% при охлаждении. Процесс диспергирования повторяют трижды. К 1,0 мл приготовленной суспензии добавляют 9,0 мл дистиллированной стерильной воды и проводят диспергирование аналогично тому, как описано выше. Для получения суспензий с меньшими концентрациями наночастиц железа готовят серию соответствующих разведений стерильной дистиллированной водой с последующим диспергированием.

3.3. Приготовление питательной среды, содержащей наночастицы железа.

10 мл суспензии НЧ железа или ее соответствующих разведений (см. п. 3.2) вносят в 1 л стерильной, охлажденной до 45°С питательной среды, приготовленной, как описано в п. 1, но вместо маточного раствора хелатного железа в среду вводят 5 мл раствора хелатирующего агента, приготовленного, как описано в п. 3.1. Смесь перемешивают на магнитной мешалке в течение 2 минут.

3.4. Приготовление водной суспензии наночастиц цинка

Для приготовления водной суспензии наночастиц цинка навеску 600 мг порошка наночастиц цинка вносят в 200 мл дистиллированной стерильной воды и проводят диспергирование порошка наночастиц цинка в воде аналогично тому, как описано для порошка наночастиц железа (см. 3.2.). К 1,0 мл приготовленной суспензии добавляют 9,0 мл стерильной дистиллированной воды и проводят диспергирование при охлаждении аналогично тому, как описано для порошка наночастиц железа (см. 3.2.). Для получения суспензий с меньшими концентрациями наночастиц цинка готовят серию соответствующих разведений стерильной дистиллированной водой с последующим диспергированием, аналогично тому, как описано для порошка наночастиц железа (см. 3.2.).

3.5. Приготовление питательной среды, содержащей наночастицы цинка.

10 мл суспензии НЧ цинка вносят в 1 л стерильной, охлажденной до 45°С питательной среды, приготовленной, как описано в п. 1, но не содержащей цинка сульфата (ZnSO₄×7H₂O). Смесь перемешивают на магнитной мешалке в течение 2 минут.

3.6. Приготовление водной суспензии наночастиц меди

Для приготовления водной суспензии наночастиц меди навеску 8 мг порошка наночастиц меди вносят в 200 мл дистиллированной стерильной воды и проводят диспергирование порошка наночастиц меди в воде аналогично тому, как описано для порошка наночастиц железа (см. 3.2.). К 1,0 мл приготовленной суспензии добавляют 9,0 мл стерильной дистиллированной воды и проводят диспергирование аналогично тому, как описано для порошка наночастиц железа (см. 3.2.). Для получения суспензий с меньшими концентрациями наночастиц меди готовят серию соответствующих разведений стерильной дистиллированной водой с последующим диспергированием, аналогично тому, как описано для порошка наночастиц железа (см. 3.2.).

3.7. Приготовление питательной среды, содержащей наночастицы меди.

Полученную суспензию НЧ меди вносят в 1 л стерильной, охлажденной до 45°С питательной среды, приготовленной, как описано в п. 1, но не содержащей меди сульфата (CuSO₄×5H₂O). Смесь перемешивают на магнитной мешалке в течение 2 минут.

3.8. Приготовление водной суспензии комбинации наночастиц железа, цинка и меди

Для приготовления водной суспензий комбинации наночастиц металлов в разных соотношениях смешивают по 2 мл суспензий наночастиц каждого из металлов, полученных, как описано выше (см. п.п. 3.2, 3.4 и 3.6.), и содержащих наночастицы в требуемой концентрации, доводят объем стерильной дистиллированной водой до 10 мл и проводят диспергирование, аналогично тому, как описано для порошка наночастиц железа (см. 3.2.).

3.9. Приготовление питательной среды, содержащей комбинацию наночастиц железа, цинка и меди.

10 мл суспензии, содержащей НЧ металлов в требуемом соотношении, вносят в 1 л стерильной, охлажденной до 45°С питательной среды, приготовленной, как описано в п. 1, но не содержащей железа сульфата (FeSO₄×7H₂O), цинка сульфата (ZnSO₄×7H₂O) и меди сульфата (CuSO₄×5H₂O). В среду вводят 5 мл раствора хелатирующего агента, приготовленного, как описано в п. 3.1. и перемешивают на магнитной мешалке в течение 2 минут.

Полученные, как описано выше, питательные среды немедленно разливают по 50 мл в стерильные сосуды объемом 200 мл, закрывают полиэтиленовой пленкой или полиэтиленовыми крышками и оставляют в стерильном боксе до полного охлаждения. Приготовленные таким образом, сосуды с питательной средой используют для проращивания семян и выращивания растений.

Аналогично готовят образцы питательных сред, содержащих наночастицы металлов с добавкой хитозана «Тяньши», используя в качестве основы соответствующий аналог среды МС, приготовленный с добавкой хитозана, как описано в п. 2.

Изобретение осуществляют следующим образом:

Для культивирования растений в стерильные сосуды на поверхность агаризованной питательной среды, содержащей, в соответствии с изобретением, наночастицы железа или цинка или меди, или комбинации этих наночастиц в различных количественных соотношениях, помещают семена растений по 3 шт. в каждый сосуд. Сосуды с семенами устанавливают на стеллажах в климатической комнате при температуре 22-25°С, влажности 36% и освещенности 3500-3000 Lux 12/12 час в сутки. Отдельные серии экспериментов проводят на стандартной среде МС (контроль) и на средах, содержащих, кроме наночастиц металлов, дополнительно хитозан «Тяньши» в концентрации 100 мг/л.

Способность семян к прорастанию оценивают на 15-е сутки, а морфометрические и физиологические показатели полученных растений — на 40-е сутки после начала культивирования растений.

Результаты экспериментов, полученные из 7-10 повторностей, обрабатывают статистически с помощью компьютерных программ Microsoft Excel, Statistica 6.0. Достоверность (р) полученных результатов оценивают по U-критерию по Манну-Уитни [Mann Н.B., Whitney D.R. Ann. Math. Statist. 1947, V. 18, №1, pp. 50-60]. Различия между двумя выборками считают статистически значимыми при 0,001≤р≤0,1.

Ниже приведены примеры выращивания растений перца и томатов, на питательных средах, содержащих различные концентрации наночастиц железа, или цинка, или меди, или комбинации наночастиц этих металлов. Приведенные примеры лишь иллюстрируют возможность осуществления изобретения с получением заявленного технического результата, однако, не исчерпывают всех возможных вариантов его практической реализации.

Пример 1. Влияние наночастиц металлов и хитозана в составе питательной среды на прорастание семян томата

Прорастание семян характеризуют величиной показателя прорастания семян, определяемого как процентное соотношение количества проросших семян по отношению к общему количеству семян, взятых для проращивания. Величину показателя прорастания семян определяют на 15-е сутки после начала культивирования растений.

Полученные результаты представлены на Фиг. 2А — 2Г, где показано влияние на прорастание семян томата Venice замены солей металлов в составе питательной среды на наночастицы металлов, а также влияние на прорастание семян добавки хитозана. Как видно из диаграммы, представленной на Фиг. 2А, введение в питательную среду наночастиц железа в концентрациях 0,6-10,0 мг/л повышает показатель прорастания семян томата на 13% — 27% по сравнению с контролем (прорастание семян на среде МС). Добавление в питательную среду, содержащую наночастицы железа в концентрации 0,6 или 10 мг/л, хитозана (100 мг/л) дает дополнительный прирост показателя прорастания семян на 23% и 33% соответственно.

Как видно из диаграммы, представленной на Фиг. 2Б, введение в питательную среду наночастиц цинка в концентрациях 0,2-3,0 мг/л повышает показатель прорастания семян томата в 2,0-2,3 раза по сравнению с контролем. Добавление хитозана в питательную среду, содержащую 1,0 мг/л наночастиц цинка, увеличивает показатель прорастания семян дополнительно на 13%.

Как видно из диаграммы, представленной на Фиг. 2В, введение в питательную среду наночастиц меди в концентрациях 0,0008-0,04 мг/л улучшает показатель прорастания семян томата в 2,0-2,8 раза по сравнению с контролем. При добавлении хитозана в питательную среду, содержащую наночастицы меди в концентрациях 0,0008 и 0,04 мг/л., наблюдается дополнительный прирост показателя прорастания семян до 20%.

Как видно из диаграммы, представленной на Фиг. 2Г, введение в питательную среду комбинации наночастиц железа, цинка и меди вместо солей этих металлов, также дает улучшение прорастания семян томата, причем прирост этого показателя тем выше, чем выше концентрация наночастиц в питательной среде. Так, например, комбинация (10,0 мг/л наночастиц железа + 3,0 мг/л наночастиц цинка + 0,04 мг/л наночастиц меди) обеспечивает повышение показателя прорастания семян томата в 2,7 раза по сравнению с контролем. Введение хитозана в питательную среду, содержащую наночастицы в комбинации (3,0 мг/л наночастиц железа + 1,0 мг/л наночастиц цинка + 0,004 мг/л наночастиц меди) приводит к дополнительному приросту показателя прорастания на 13%.

Пример 2. Влияние наночастиц металлов в составе питательной среды на морфометрические показатели растений перца и томата.

На 40-е сутки с начала культивирования растений в описанных выше условиях на питательных средах, содержащих наночастицы металлов, определяют морфометрические показатели полученных растений — длину ростка, длину корня, количество зеленой массы растений. Результаты представляют в виде отношения величины показателя, полученного при выращивании растений на питательной среде, содержащей наночастицы металлов (опыт), к величине показателя, полученного при выращивании растений на питательной среде МС (контроль), в процентах.

На Фиг. 3А — 3Г показано влияние наночастиц металлов в составе питательной среды на длину корня перца LJ-king.

Как видно из диаграммы, приведенной на Фиг. 3А, при выращивании перца на питательной среде, содержащей вместо железа в ионной форме (концентрация 5,6 г/мл в пересчете на металл) наночастицы железа в концентрации 0,06, 0,3 и 3,0 мг/л, длина корня увеличивается на 54%, 118% и 102% соответственно по сравнению с контролем. При этом, положительный эффект наблюдается при концентрации наночастиц железа почти на два порядка более низких, чем концентрация ионов железа в составе питательной среды МС.

Как видно из диаграммы, приведенной на Фиг. 3Б, при выращивании перца на питательной среде, содержащей вместо ионов цинка (концентрация 1,96 г/мл в пересчете на металл) наночастицы цинка в концентрации 0,4, 0,008 и 0,0016 мг/л, длина корня увеличивается на 71%, 80% и 62% соответственно по сравнению с контролем. При этом, концентрации наночастиц цинка в 5-122 раз меньше, чем концентрация цинка в ионной форме в составе питательной среды МС.

Введение хитозана в питательную среду, содержащую наночастицы цинка в концентрации 0,4 мг/л, дает дополнительный прирост длины корня на 30%.

Как видно из диаграммы, приведенной на Фиг. 3В, при выращивании перца на питательной среде, содержащей вместо ионов меди (концентрация 0,0064 г/мл в пересчете на металл) наночастицы меди в концентрации 0,00016, 0,0008 и 0,004 мг/л, длина корня увеличивается на 34%, 57% и 54% соответственно по сравнению с контролем. При этом, положительный эффект наблюдается при концентрации наночастиц меди в 1,6 — в 40 раз более низких, чем концентрация ионов меди в составе питательной среды МС.

Как видно из диаграммы, приведенной на Фиг. 3Г, при выращивании перца на питательной среде, содержащей вместо ионов железа, цинка и меди комбинации наночастиц этих металлов в различных соотношениях, длина корня увеличивается на 7-58% по сравнению с контролем. Исключение составляет опыт, в котором использована комбинация наночастиц, содержащая минимальные из испытанных концентрации наночастиц железа (0,06 мг/л), цинка (0,016 мг/л) и меди (0,00016 мг/л). Однако, результаты, приведенные на Фиг. 3Г, показывают значительный синергетический эффект сочетанного действия малых концентраций наночастиц металлов и хитозана, приводящий к увеличению длины корня растений перца на 40% по сравнению с контролем. Аналогичный синергетический эффект получен и для варианта питательной среды, содержащей хитозан и комбинацию наночастиц: железо (0,3 мг/л) + цинк (0,08 мг/л) + медь (0,0008 мг/л).

В качестве иллюстрации на Фиг. 4 представлена фотография растений перца LJ-king, выращенных на средах, в которых соль цинка заменена на наночастицы цинка и дополнительно добавлен хитозан. Видно, что присутствие в среде наночастиц цинка в концентрациях 0,0016 мг/л — 0,4 мг/л и хитозана способствует более активному по сравнению с контролем развитию корневой системы перца: длина корня увеличивается в 1,6-1,8 раза, причем, введение хитозана в питательную среду, содержащую наночастицы цинка в концентрации 0,4 мг/л, дает дополнительный прирост длины корня на 30%.

На Фиг. 5А — 5Г показано влияние наночастиц металлов в составе питательной среды на длину корня томата HY-2. При выращивании томата на питательной среде, содержащей вместо железа в ионной форме наночастицы железа в концентрации 0,06, 0,3 и 3,0 мг/л, длина корня увеличивается, соответственно, на 58%, 31% и 3% (см. Фиг. 5А). При выращивании томата на питательной среде, содержащей вместо цинка в ионной форме наночастицы цинка в концентрации 0,016, 0,08 и 0,4 мг/л, длина корня увеличивается на 1%, 17% и 38%, соответственно. В присутствии хитозана этот показатель дополнительно увеличивается на 17%, 2% и 15% соответственно (см. Фиг. 5Б). Замена ионов меди в концентрации 0,0064 г/мл на наночастицы меди в концентрации 0,0008 мг/л приводит к увеличению длины корня томата почти на 24%. (см. Фиг. 5В). При выращивании томата на питательной среде, содержащей вместо металлов в ионной форме комбинации наночастиц металлов, (0,3 мг/л железа + 0,008 мг/л цинка + 0,0008 мг/л меди) и (3,0 мг/л железа + 0,4 мг/л цинка + 0,004 мг/л меди), длина корня томата увеличивается на 7% и 12% соответственно, по сравнению с контролем.

В отдельных опытах добавка хитозана способствовала дополнительному увеличению длины корня растений томата. Так, например, одновременное присутствие в питательной среде наночастиц железа (3,0 мг/л), наночастиц цинка (0,4 мг/л), наночастиц меди (0,004 мг/л) и хитозана (100 мг/л) дает прирост длины корня томата почти на 70% по сравнению с контролем.

Введение наночастиц металлов в состав питательной среды слабо отражается на длине ростка и зеленой массе перца и томата. Исключение составляют наночастицы цинка, введение которых в среду, например, в концентрации 0,08 мг/л, способствует увеличению длины ростка томата HY-2 в 1,2 раза, а добавка в среду хитозана приводит к дополнительному росту этого показателя на 17%. На среде, содержащей наночастицы цинка в концентрации 0,4 мг/л, в присутствии хитозана прирост зеленой массы растений перца LJ-king по сравнению с контролем составляет 42%, а на среде, содержащей наночастицы цинка в концентрации 0,08 мг/л, прирост зеленой массы растений томата Venice по сравнению с контролем составляет 80%. На среде, содержащей комбинацию наночастиц (3,0 мг/л железа + 0,4 мг/л цинка + 0,004 мг/л меди), также получен прирост зеленой массы растений томата Venice в 1,3 раза по сравнению с контролем.

Пример 3. Влияние наночастиц металлов в составе питательной среды на физиологические показатели растений перца и томата

На 40-е сутки с начала культивирования растений в описанных выше условиях на питательных средах, содержащих наночастицы металлов, определяют физиологические показатели полученных растений — активность корня и содержание хлорофилла в листьях. Результаты представлены в виде отношения величины показателя, полученного при выращивании растений на питательной среде, содержащей наночастицы металлов (опыт), к величине показателя, полученного при выращивании растений на питательной среде МС (контроль).

Активность корня определяют по восстановлению трифенилтетразолия хлорида как описано в [Adebusoye О. Onanuga, Ping’an Jiang, Sina Adl. «Effect of phytohormones, phosphorus and potassium on cotton varieties (Gossypium hirsutum) root growth and root activity grown in hydroponic nutrient solution» // Journal of Agricultural Science. 2012, Vol. 4, N 3, pp. 93-110].

На Фиг. 6A — 6Г показано влияние наночастиц металлов, введенных в питательную среду вместо соответствующих солей металлов, на активность корня растений перца LJ-king и томатов HY-2 и Venice. Из диаграммы на Фиг. 6А видно, что при выращивании перца на питательной среде, содержащей вместо железа в ионной форме наночастицы железа в концентрации 0,06 и 0,3 мг/л, активность корня перца LJ-king увеличивается на 59% и 58% соответственно; при выращивании томата HY-2 на питательной среде, содержащей наночастицы железа в концентрации 0,06, 0,3 и 3,0 мг/л, активность корня увеличивается на 37%, 34% и 48% соответственно по сравнению с контролем. При выращивании томата Venice на питательной среде, содержащей наночастицы железа в концентрации 0,6, 3,0 и 10,0 мг/л, активность корня увеличивается на 112%, 125% и 76% соответственно по сравнению с контролем.

Аналогичный эффект обнаружен и при замене ионов цинка в составе питательной среды на наночастицы цинка (см. Фиг 6Б). Так при выращивании перца на питательной среде, содержащей вместо цинка в ионной форме наночастицы цинка в концентрации 0,016, 0,08 и 0,4 мг/л, активность корня перца LJ-king увеличивается на 31%, 56% и 38% соответственно, активность корня томата HY-2 увеличивается на 86%, 8% и 29% соответственно по сравнению с контролем. При выращивании томата Venice на питательной среде, содержащей наночастицы цинка в концентрации 0,2, 1,0 и 3,0 мг/л, активность корня увеличивается на 25%, 15% и 42% соответственно по сравнению с контролем.

Из диаграммы на Фиг. 6 В видно, что в протестированном нами диапазоне концентраций наночастиц меди также наблюдается увеличение активности корня растений перца и томатов. При выращивании перца на питательной среде, содержащей вместо меди в ионной форме наночастицы меди в концентрации 0,00016, 0,0008 и 0,004 мг/л, активность корня перца LJ-king увеличивается на 18%, 61% и 21% соответственно, активность корня томата HY-2 увеличивается на 43%, 151% и 149% соответственно по сравнению с контролем. При выращивании томата Venice на питательной среде, содержащей наночастицы меди в концентрации 0,0008 0,004 и 0,4 мг/л, активность корня увеличивается по сравнению с контролем на 65%, 10% и 12% соответственно.

В большинстве опытов обнаружено положительное влияние на активность корня одновременной замены железа, цинка и меди в ионной форме в составе питательной среды на наночастицы этих металлов (см. Фиг 6Г). При выращивании перца на питательной среде, содержащей вместо металлов в ионной форме комбинации наночастиц (0,06 мг/л железа + 0,016 мг/л цинка + 0,00016 мг/л меди), или (0,3 мг/л железа + 0,08 мг/л цинка + 0,0008 мг/л меди), или (3,0 мг/л железа + 0,4 мг/л цинка + 0,004 мг/л меди), активность корня растений перца увеличивается на 98%, 51% и 91% соответственно. При выращивании томата HY-2 на питательной среде, содержащей вместо металлов в ионной форме комбинации наночастиц (0,06 мг/л железа + 0,016 мг/л цинка + 0,00016 мг/л меди) и (0,3 мг/л железа + 0,08 мг/л цинка + 0,0008 мг/л меди), активность корня растений увеличивается на 33%, и 46%, соответственно, по сравнению с контролем. При выращивании томата Venice на питательной среде, содержащей вместо металлов в ионной форме комбинации наночастиц (0,6 мг/л железа + 0,2 мг/л цинка + 0,0008 мг/л меди) и (3,0 мг/л железа + 1,0 мг/л цинка + 0,004 мг/л меди, активность корня увеличивается на 43% и 48% соответственно по сравнению с контролем.

Введение в состав питательной среды, содержащей наночастицы металлов, дополнительно хитозана в концентрации 100 мг/л в большинстве опытов дает дополнительный прирост активности корня растений.

Содержание хлорофилла в листьях определяют, как описано в [«Chlorophylls and Carotenoids: Measurement and Characterization by UV-VIS Spectroscopy UNIT F4.3» // Current Protocols in Food Analytical Chemistry, 2001, F4.3.1-F4.3.8]. Полученные результаты представлены на Фиг. 7А — 7В.

На Фиг. 7А показано влияние наночастиц железа, введенных в питательную среду вместо сульфата железа, на содержание хлорофилла в листьях перца LJ-king. Из диаграммы видно, что введение в среду наночастиц железа в концентрации 0,3 мг/л и 3,0 мг/л способствует увеличению содержания хлорофилла в листьях на 5% и 27% соответственно, по сравнению с контролем. Добавление в среду хитозана дополнительно повышает содержание хлорофилла в листьях растений перца на 6%, 10% при концентрациях наночастиц железа 0,06 мг/л и 0,3 мг/л соответственно.

На Фиг. 7Б показано влияние наночастиц цинка, введенных в питательную среду вместо цинка сульфата, на содержание хлорофилла в листьях томата HY-2. Наночастицы цинка в концентрации 0,08 мг/л и 0,4 мг/л увеличивают содержание хлорофилла в листьях томата HY-2 на 56% и 108% соответственно. Дополнительное введение в среду хитозана увеличивает этот показатель на 48% и на 20% при концентрации наночастиц цинка 0,016 мг/л и 0,08 мг/л соответственно.

На Фиг. 7В показано влияние наночастиц меди, введенных в питательную среду вместо меди сульфата, на содержание хлорофилла в листьях перца LJ-king. Введение в питательную среду наночастиц меди увеличивает содержание хлорофилла в листьях перца LJ-king, при этом максимальный эффект наблюдали при минимальной протестированной нами концентрации наночастиц меди 0,00016 мг/л, при которой содержание хлорофилла на 59% превышало показатель в контроле. Введение в среду дополнительно хитозана во всех случаях сопровождалось дополнительным увеличением содержание хлорофилла в листьях растений перца. При концентрации 0,0008 мг/л наночастиц меди в питательной среде содержание хлорофилла в перце увеличивалось на 75%.

Важно отметить, что замена в составе питательной среды железа, цинка и меди в ионной форме на наночастицы этих металлов не приводит к какому-либо нарушению развития растений — растения остаются прямостоячими, имеют развитую листовую пластину, сохраняют чередование листьев и другие характерные признаки. При этом не происходит заражения растений бактериальной флорой, плесенью или грибком.

Таким образом, заявляемый способ, основанный на использовании питательной среды, в которой произведена частичная или полная замена солей железа, цинка или меди на наночастицы этих металлов, позволяет получить оздоровленные растения с компактным стеблем, с развитой и активной корневой системой, что позволяет использовать их в качестве высококачественного посадочного материала.

Предложенная питательная среда может быть использована для проведения биотехнологических исследований, для повышения качества продукции, для использования в аэропонных и гидропонных технологиях. Предложенный способ выращивания растений на питательной среде, содержащей наночастицы железа, меди и цинка, может быть использован для создания систем жизнеобеспечения космонавтов в условиях длительных космических полетов.

%d1%81%d1%80%d0%b5%d0%b4%d0%b0%20%d0%bc%d1%83%d1%80%d0%b0%d1%81%d0%b8%d0%b3%d0%b5-%d1%81%d0%ba%d1%83%d0%b3%d0%b0 — со всех языков на все языки

Все языкиАнглийскийРусскийКитайскийНемецкийФранцузскийИспанскийШведскийИтальянскийЛатинскийФинскийКазахскийГреческийУзбекскийВаллийскийАрабскийБелорусскийСуахилиИвритНорвежскийПортугальскийВенгерскийТурецкийИндонезийскийПольскийКомиЭстонскийЛатышскийНидерландскийДатскийАлбанскийХорватскийНауатльАрмянскийУкраинскийЯпонскийСанскритТайскийИрландскийТатарскийСловацкийСловенскийТувинскийУрдуФарерскийИдишМакедонскийКаталанскийБашкирскийЧешскийКорейскийГрузинскийРумынский, МолдавскийЯкутскийКиргизскийТибетскийИсландскийБолгарскийСербскийВьетнамскийАзербайджанскийБаскскийХиндиМаориКечуаАканАймараГаитянскийМонгольскийПалиМайяЛитовскийШорскийКрымскотатарскийЭсперантоИнгушскийСеверносаамскийВерхнелужицкийЧеченскийШумерскийГэльскийОсетинскийЧеркесскийАдыгейскийПерсидскийАйнский языкКхмерскийДревнерусский языкЦерковнославянский (Старославянский)МикенскийКвеньяЮпийскийАфрикаансПапьяментоПенджабскийТагальскийМокшанскийКриВарайскийКурдскийЭльзасскийАбхазскийАрагонскийАрумынскийАстурийскийЭрзянскийКомиМарийскийЧувашскийСефардскийУдмурдскийВепсскийАлтайскийДолганскийКарачаевскийКумыкскийНогайскийОсманскийТофаларскийТуркменскийУйгурскийУрумскийМаньчжурскийБурятскийОрокскийЭвенкийскийГуараниТаджикскийИнупиакМалайскийТвиЛингалаБагобоЙорубаСилезскийЛюксембургскийЧерокиШайенскогоКлингонский

Все языкиРусскийАнглийскийДатскийТатарскийНемецкийЛатинскийКазахскийУкраинскийВенгерскийТурецкийТаджикскийПерсидскийИспанскийИвритНорвежскийКитайскийФранцузскийИтальянскийПортугальскийАрабскийПольскийСуахилиНидерландскийХорватскийКаталанскийГалисийскийГрузинскийБелорусскийАлбанскийКурдскийГреческийСловенскийИндонезийскийБолгарскийВьетнамскийМаориТагальскийУрдуИсландскийХиндиИрландскийФарерскийЛатышскийЛитовскийФинскийМонгольскийШведскийТайскийПалиЯпонскийМакедонскийКорейскийЭстонскийРумынский, МолдавскийЧеченскийКарачаевскийСловацкийЧешскийСербскийАрмянскийАзербайджанскийУзбекскийКечуаГаитянскийМайяАймараШорскийЭсперантоКрымскотатарскийОсетинскийАдыгейскийЯкутскийАйнский языкКхмерскийДревнерусский языкЦерковнославянский (Старославянский)ТамильскийКвеньяАварскийАфрикаансПапьяментоМокшанскийЙорубаЭльзасскийИдишАбхазскийЭрзянскийИнгушскийИжорскийМарийскийЧувашскийУдмурдскийВодскийВепсскийАлтайскийКумыкскийТуркменскийУйгурскийУрумскийЭвенкийскийЛожбанБашкирскийМалайскийМальтийскийЛингалаПенджабскийЧерокиЧаморроКлингонскийБаскскийПушту

ОЦЕНКА ПИТАТЕЛЬНЫХ СРЕД ПРИ РАЗМНОЖЕНИИ СОРТОВ КАРТОФЕЛЯ В КУЛЬТУРЕ IN VITRO | Опубликовать статью ВАК, elibrary (НЭБ)

Рябцева Т.В.¹ , Куликова В.И.², Ходаева В.П.³

¹ORCID: 0000-0003-0062-852Х, кандидат сельскохозяйственных наук, ²ORCID: 0000-0002-6204-7555, кандидат сельскохозяйственных наук, ³ORCID: 0000-0003-1447-6141

Кемеровский НИИСХ – филиал СФНЦА РАН, г. Кемерово

ОЦЕНКА ПИТАТЕЛЬНЫХ СРЕД ПРИ РАЗМНОЖЕНИИ СОРТОВ КАРТОФЕЛЯ В КУЛЬТУРЕ IN VITRO

Аннотация

Исследования проводили с целью оценки эффективности размножения сортов картофеля: Танай, Кемеровчанин, Мариинский в культуре in vitro на питательных средах. В питательной среде № 1 снижено содержание сахарозы до 10 г/л, гиббереллиновой кислоты в 2 раза и концентрации ИУК до 1 мг/л. В питательную среду № 2 добавлены хитозан 50 мг/л, циклоферон 1 мг/л, кинетин 0,05 мг/л. В питательной среде № 3 снижена концентрация регулятора роста гиббереллина на 0,5 мг/л и добавлены кинетин 0,1 мг/л, салициловая кислота 14,3 мг/л. При ускоренном размножении в культуре in vitro выявлено лучшее развитие растений изучаемых сортов картофеля на питательных средах № 1 и № 2 с наиболее оптимальными морфометрическими параметрами: количество корешков 5,6-8,7 шт. и их массой 0,10-0,24 г, высотой растений 4,7-10,4 см, количеством междоузлий 4,8-6,0 шт. и коэффициентом размножения 2,5-2,7. На питательной среде № 3 увеличилось число растений с аномалиями в развитии на 3,0-17,2 %, и снижены морфометрические показатели.

Ключевые слова: картофель, сорт, микроклональное черенкование, коэффициент размножения, модифицированные питательные среды, салициловая кислота.

Ryabtseva Т.V.¹, Kulikova V.I.², Khodaeva V.P.³

¹ORCID: 0000-0003-0062-852Х, PhD in Agriculture, ²ORCID: 0000-0002-6204-7555, PhD in Agriculture, ³ORCID: 0000-0003-1447-6141,

Kemerovo Scientific and Research Institute of Agriculture – branch of Siberian Federal Scientific Centre of Agro-BioTechnologies of RAS, Kemerovo

EVALUATION OF NUTRIENT MEDIA UNDER REPRODUCTION OF POTATO VARIETY IN CULTURE IN VITRO

Abstract

The studies were conducted in order to evaluate the efficiency of reproduction of potato varieties: Tanay, Kemerovchanin, Mariinsky in culture in vitro on nutrient media. In nutrient medium No. 1, the content of saccharose was reduced to 10 g/l, gibberellic acid was doubled and the concentration of indole acetic acid was reduced to 1 mg/l. Chitosan 50 mg/l, tsikloferon 1 mg/l, kinetin 0.05 mg/l were added to nutrient medium No. 2. The concentration of the growth regulator of gibberellin was reduced by 0.5 mg/l in nutrient medium No. 3, also kinetin 0.1 mg/l, salicylic acid 14.3 mg/l were added. During the accelerated reproduction in culture in vitro, the best development of plants of the studied potato varieties was in nutrient media No. 1 and No. 2 with the most optimal morphometric parameters was revealed: the number of roots was 5.6-8.7, and their mass was 0.10-0.24 g, the height of the plants was 4.7-10.4 cm, the number of internodes was 4.8-6.0. and the multiplication factor was 2.5-2.7. On nutrient medium No. 3, the number of plants with anomalies in development increased by 3.0-17.2%, and the morphometric parameters were reduced.

Keywords: potato, variety, microclonal propagation, multiplication factor, modified nutrient media, salicylic acid.

На первоначальном этапе ускоренного размножения оздоровленных меристемных растений в учреждении применяется метод микроклонирования в культуре in vitro [1, C. 66],[2, С. 81].

Главным критерием оценки эффективности микроклонального размножения считается хорошее развитие растений из черенков, без аномалий в органогенезе, с хорошими биометрическими показателями (высокой биомассой, сформированными черенками, листочками, развитыми корнями). Основные факторы, обусловливающие параметры роста и развития микрорастений – сортовые особенности и состав питательной среды [3, С.187], [4, С. 14].

При работе с картофелем необходим специальный подбор ингредиентов сред для достижения поставленной цели. Так, в опытах Федоровой Ю.Н. и Федоровой Л.Н. у сортов Наяда и Загадка Питера более активный рост растений в высоту происходил на среде Мурасиге-Скуга с концентрацией минеральной части ½ и содержанием гиббереллина 1 мг/л [5, С. 360]. В исследованиях Мишурова В.П. и соавторов увеличение дозы вводимого кинетина с 1 до 4 мг/л способствовало повышению числа листьев и междоузлий у сорта Адретта, по сравнению с контролем (стандартная питательная среда), на 13% [6, С. 221].

В работе Назаровой Н.Н. при культивировании растений in vitro и столонов на среде Мурасиге-Скуга с добавлением 3-8% сахарозы, 0,1-1,0 мг/л кинетина, 0,1-0,5 мг/л α-нафтилуксусной кислоты обнаружено существенное различие по количеству морфологически измененных регенерантов. При регенерации растений из столонов в культуре in vitro сортов Жуковский ранний, Пикассо, Невский, Муминобад и Файзабад доля морфологически аномальных регенерантов с отставанием в росте, альбинизмом, недоразвитыми листовыми пластинками и корневой системой составила 8-10%, что почти в 3 раза меньше, чем у растений in vitro. Автор связывает это с мутационным эффектом культуральной среды и так как продолжительность регенерации столонов в культуре составляет не более 3 пассажей, в то время как для получения растений in vitro 7-10 пассажей, увеличивает выход аномальных регенерантов [7, С. 5].

Фитогормоны – это важнейшие вещества, которые обеспечивают регуляцию физиологических процессов в растениях. К таким соединениям относятся салициловая кислота, которая играет важную роль в защите растений от микромицетов, регулируя защитный ответ при действии патогенов. [8, С. 220].

Общий недостаток микроклонального размножения заключается в том, что при массовом размножении сразу нескольких сортов в культуре in vitro наблюдается различная сортовая реакция растений на стандартную питательную среду. Это часто приводит к значительному ухудшению роста и развития растений in vitro (ветвление, отмирание верхушек, образование каллуса), снижению коэффициента размножения [9, С. 195], [10, С. 22].

Цель работы – дать оценку эффективности размножения сортов картофеля в культуре in vitro на питательных средах с различным фитогормональным составом.

Исследования проведены в лаборатории селекции, биотехнологии и агротехники картофеля Кемеровского НИИСХ – филиала СФНЦА РАН, путем постановки опытов в лабораторных условиях (2016-2017 гг.). Объекты исследований – сорта картофеля спелости в культуре in vitro: Танай, Кемеровчанин, Мариинский; питательные среды с различным фитогормональным составом, по минеральному составу за основу взята среда Мурасиге-Скугу.

Пробирки с посаженными растениями помещали в специальный бокс с постоянным светопериодом и влаго- температурным режимом. Температуру поддерживали на уровне 20 – 24 ⁰С, освещенность 8±2 тыс. люкс, фотопериод 16 часов, влажность – 70%.

Основной метод ускоренного размножения оздоровленных растений регенерантов картофеля – микроклональное черенкование in vitro. Главное требование к питательной среде – обеспечение высокого коэффициента размножения в короткие сроки, то есть максимального выхода растений из микрочеренков с минимальным количеством растений с аномалиями.

При ускоренном размножении в пробирочной культуре основные морфометрические показатели хорошего развития микрорастений: высота растений, число сформированных междоузлий с хорошо развитым листовым аппаратом, длина междоузлий, количество и масса корешков.

Таблица  – Влияние модификации питательной среды на развитие микрорастений в культуре in vitro, (среднее)

Применение питательных сред с различным фитогормональным составом не оказало влияния на морфогенную активность микрочеренков сорта Танай, даже при достоверном снижении количества корешков у растений картофеля, выращенных на питательной среде №3, на 5,1 шт./ раст. (НСР₀₅ = 3,2) остальные изучаемые показатели находились на уровне контроля (табл.).

Однако на сортах Кемеровчанин и Мариинский хорошее развитие растений отмечали при культивировании растений на питательной среде №1 (контроль) и питательной среде № 2 с добавлением хитозана и циклоферона. Растения картофеля, выращенные на питательной среде № 3, где пониженная концентрация регулятора роста гиббереллина на 0,5 мг/л и добавлен кинетин 0,1 мг/л, а также салициловая кислота 14,3 мг/л увеличивалось число растений с аномалиями на 3,0-17,2 %. У микрорастений изучаемых сортов снижено количество корешков на 15,9-58,6 % и их масса на 72,7-91,7 %, высота растений на 35,1-71,3 %, количество междоузлий на 16,4-36,7 %, коэффициент размножения на 4,0-30,0 %, что подтверждается результатами дисперсионного анализа.

В результате проведенного корреляционного анализа установлена средняя зависимость между массой корешков и высотой растения r = 0,58, высокая зависимость между следующими показателями: высотой растений и длиной междоузлий r = 0,98, количеством междоузлий и коэффициентом размножения r = 0,92, между длиной междоузлий и коэффициентом размножения r = 0,76.

Определена доля влияния изучаемых факторов на морфометрические показатели растений картофеля в культуре in vitro, на формирование растений картофеля наибольшее  влияние оказал состав питательной среды (фактор В): количество корешков – 34 %, массу корешков – 69 %, высоту растений – 74 %, количество междоузлий – 82 %, длина междоузлий – 64 % и коэффициент размножения 65%.

Исследованиями выявлено лучшее развитие растений in vitro сортов картофеля Танай, Кемеровчанин и Мариинский на питательных средах № 1 (КемНИИСХ) и № 2 (с ингибиторами вирусов хитозан и циклоферон), с наиболее оптимальными морфометрическими параметрами: количество корешков 5,6-8,7 шт. и их масса 0,10-0,24 г; высоту растений 4,7-10,1 см; количество междоузлий 4,8-6,0 шт. и коэффициент размножения 2,5-2,7.

На питательной среде № 3 (с иммуномодуляторами), где снижена концентрация регулятора роста гиббереллина на 0,5 мг/л с добавлением кинетина 0,1 мг/л и салициловой кислоты 14,3 мг/л у микрорастений сортов Танай, Кемеровчанин, Мариинский резко снижены морфометрические показатели.

Определена доля влияния изучаемых факторов на морфометрические показатели растений картофеля в культуре in vitro, на формирование растений картофеля наибольшее влияние оказал состав питательной среды (фактора В) от 34 % до 82 %.

Список литературы / References

1. Рябцева Т.В. Оздоровление картофеля методом химиотерапии в культуре in vitro. / Т.В. Рябцева, В.И. Куликова, О.Г. Илькевич. – Екатеринбург, Международный научно-исследовательский журнал. 2015. № 10 (41). Ч. 3. – С. 66-67.
2. Лапшинов Н.А. Оригинальное семеноводство картофеля в условиях Кемеровской области / Н.А. Лапшинов, В.И. Куликова, Л.С. Аношкина и др. // Картофелеводство: сб. науч. тр. / под ред. С.А. Турко и др. Минск: РУП «Науч.-практ. центр НАН Беларуси по картофелеводству и плодоовощеводству». 2013. Т. 21. Ч.2. – С. 81-90.
3. Адамова А.И. Технология производства исходного семенного материала картофеля / А.И. Адамова, С.А. Банадысев, А.О., Г.И. Коновалова и др. // Картофелеводство. Минск: «Мерлит», 2002. Вып. 11. С. 187–225.
4. Бабаев С.А. Современное состояние семеноводства картофеля в Казахстане / С.А. Бабаев, Б.Р. Амренов, Ж.А. Токбергенова // Картофелеводство: сб. науч. тр. / под ред. В.Г. Иванюк и др. Минск: РУП «Науч.-практ. центр НАН Беларуси по картофелеводству и плодоовощеводству», 2008. Т.15. С. 14–19.
5. Федорова Ю.Н. Изучение динамики роста междоузлий у микро растений картофеля в условиях in vitro / Ю.Н. Федорова, Л.Н. Федорова // Картофелеводство: результаты исследований, инновации, практический опыт. Материалы науч.-практич. конф. и координационного совещания «Научное обеспечение и инновационное развитие картофелеводства» / под ред. Е.А. Симакова. М.: ГНУ ВНИИКХ Россельхозакадемии. 2008. Т. 1. С. 360–364.
6. Мишуров В.П. Сравнительная оценка сортов оздоровленного картофеля в республике Коми на севере / В.П. Мишуров, С.М. Семенчин, Н.П. Ромашко // Картофелеводство: Сборник науч. трудов. Материалы координационного совещания и науч.-практич. конф., посвященной 120-летию со дня рождения А.Г. Лорха / под. ред. Е.А. Симакова. М.: ГНУ ВНИИКХ Россельхозакадемии, 2009. С. 221–230.
7. Назарова Н.Н. Интенсификация производства оздоровленного картофеля с применением биотехнологии столоновых культур: автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора сельскохозяйственных наук. Душанбе. 2014. 43 с.
8. Физиология растений: Учебник для студ. вузов / Под ред. И. П. Ермакова. М.: Издательский центр «Академия», 2005.- 640 с.
9. Семенчин С.А. Совершенствование состава питательной среды при ускоренном размножении оздоровленного материала картофеля in vitro // Тезисы докл. XIV Коми респ. молодеж. науч. конф. Актуал. пробл. биологии и экологии 18-20 апреля 2000 г. Сыктывкар, 2000. Т.2. С. 195–196.
10. Эрастова М.А. Влияние способов получения исходного материала на количественный выход и качество оригинального семенного картофеля в условиях северо-западного региона: автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук. М., 2009. 24 с.

Список литературына английском языке / References in English

1. Rjabceva T.V. Ozdorovlenie kartofelja metodom himioterapii v kul’ture in vitro. [Improvement of the potato by the method of chemotherapy in vitro.] / T.V. Rjabceva, V.I. Kulikova, O.G. Il’kevich. – Ekaterinburg, international research journal. 2015. № 10 (41). Ch. 3. – P. 66-67. [in Russian]
2. Lapshinov N.A. Original’noe semenovodstvo kartofelja v uslovijah Kemerovskoj oblasti [The original seed potato in the conditions of Kemerovo region] / N.A. Lapshinov, V.I. Kulikova, L.S. Anoshkina and others. // Kartofelevodstvo: sb. nauch. tr. / ed. by S.A. Turko i dr. [Potato: collection of scientific works. Tr. / under the editorship of S. A., Turco, etc.] Minsk: RUP «Nauch.-prakt. centr NAN Belarusi po kartofelevodstvu i plodoovoshhevodstvu». 2013. T. 21. Ch.2. – P. 81-90. [Belarus]
3. Adamova A.I. Tehnologija proizvodstva ishodnogo semennogo materiala kartofelja [Technology of production of seed potatoes] / A.I. Adamova, S.A. Banadysev, A.O., G.I. Konovalova and others. // Kartofelevodstvo. [Potato.] Minsk: «Merlit», 2002. Vol. 11. P. 187–225. [Belarus]
4. Babaev S.A. Sovremennoe sostojanie semenovodstva kartofelja v Ka-zahstane [Current status of seed potato farming in Kazakhstan] / S.A. Babaev, B.R. Amrenov, Zh.A. Tokbergenova // Kartofelevodstvo: sb. nauch. tr. / ed. by V.G. Ivanjuk i dr. Minsk: RUP «Nauch.-prakt. centr NAN Belarusi po kartofelevodstvu i plodoovoshhevodstvu», 2008. T.15. P. 14–19. [Belarus]
5. Fedorova Ju.N. Izuchenie dinamiki rosta mezhdouzlij u mikro rastenij kartofelja v uslovijah in vitro [The study of the growth dynamics of micro internodes from potato plants in vitro] / Ju.N. Fedorova, L.N. Fedorova // Kartofelevodstvo: rezul’taty issledovanij, innovacii, prakticheskij opyt. Materialy nauch.-praktich. konf. i koordinacionnogo soveshhanija «Nauchnoe obespechenie i innovacionnoe razvitie kartofelevodstva» / ed. by. E.A. Simakova. [Potato: research results, innovations, practical experience. Materialy nauch.-practical. Conf. and coordination conference “Scientific provision and innovative development of the potato industry” / ed. by E. A. Simakov.] M.: GNU VNIIKH Rossel’hozakademii. 2008. T. 1. P. 360–364. [in Russian]
6. Mishurov V.P. Sravnitel’naja ocenka sortov ozdorovlennogo kartofelja v respublike Komi na severe [Comparative evaluation of improved potato varieties in the Republic of Komi in the North] / V.P. Mishurov, S.M. Semenchin, N.P. Romashko // Kartofelevodstvo: Sbornik nauch. trudov. Materialy koordinacionnogo soveshhanija i nauch.-praktich. konf., posvjashhennoj 120-letiju so dnja rozhdenija A.G. Lorha / ed. by E.A. Simakova. [The potato: a Compilation of scientific. works. Materials coordination meetings and scientific.-practical. Conf. devoted to 120 anniversary of the birth of A. G. Lorch / under. ed. by E. A. Simakov.] M.: GNU VNIIKH Rossel’hozakademii, 2009. P. 221–230. [in Russian]
7. Nazarova N.N. Intensifikacija proizvodstva ozdorovlennogo kartofelja s primeneniem biotehnologii stolonovyh kul’tur [The intensification of the production of improved potatoes from the application of biotechnology Solonovich cultures]: avtoreferat dissertacii na soiskanie uchjonoj stepeni doktora sel’skohozjajstvennyh nauk. [abstract of dissertation for the degree of doctor of agricultural Sciences.] Dushanbe. 2014. 43 s.[ Tajikistan]
8. Fiziologija rastenij [Plant Physiology]: Uchebnik dlja stud. vuzov / ed. by I. P. Ermakova. M.: Izdatel’skij centr «Akademija», 2005.- 640 p. [in Russian]
9. Semenchin S.A. Sovershenstvovanie sostava pitatel’noj sredy pri uskorennom razmnozhenii ozdorovlennogo materiala kartofelja in vitro [Improvement of the nutrient medium during accelerated multiplication of healthy material of potato in vitro] // Tezisy dokl. XIV Komi resp. molodezh. nauch. konf. Aktual. probl. biologii i jekologii. [Abstracts. XIV Komi resp. youth. scientific. Conf. Aktual. Probl. of biology and ecology 18-20 April 2000] Syktyvkar, 2000. T.2. P. 195–196. [in Russian]
10. Jerastova M.A. Vlijanie sposobov poluchenija ishodnogo materiala na kolichestvennyj vyhod i kachestvo original’nogo semennogo kartofelja v uslovijah severo-zapadnogo regiona [The Effect of methods of obtaining the starting material in quantitative yield and the quality of the original seed potatoes in the North-West region:]: avtoreferat dissertacii na soiskanie uchenoj stepeni kandidata sel’skohozjajstvennyh nauk. [the dissertation on competition of a scientific degree of candidate of agricultural Sciences.] M., 2009. 24 p. [in Russian]

Научные вести НТУУ «КПИ». № 3. 2014

УДК 582.284.3

Культивирование высшего базидиального гриба

Schizophyllum commune на агаризованных питательных средах / Бухало А.С., Линовицкая В.М. // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2014. – № 3. – С. 7–11.

В статье представлены исследования роста и морфологи-ческих особенностей 8 штаммов лекарственного гриба Schizophyllum commune Fr. из Коллекции шляпочных гри-бов Института ботаники им. Н.Г. Холодного НАНУ, в т.ч. 3 штаммов, выделенных авторами в разных регионах Украины. Исследования проводились на разных агаризованных средах: агаризованном пивном сусле, картофельно‑ глюкозном агаре, синтетической среде с L‑аспарагином или L‑аспарагином и тиамином, среде Норкранс, среде Чапека, среде Мурасиге–Скуга без гормонов, глюкозо‑пептон‑дрожжевой среде. Влияние ряда органических соединений, которые могут быть основным или дополнительным источником углерода, а именно казеина, карбоксиметилцеллюлозы, пектина, крахмала и желатина, определяли на пептон-дрожжевой среде. В результате проведено сравнение натуральных и синтетических сред с точки зрения их практического использования. Для большинства штаммов наиболее благоприятными для роста были сусло-агаровая, картофельно-глюкозная среды, а также синтетическая среда с аспарагином и тиамином. Для дальнейших микологических и биотехнологических исследований были отобраны перспективные штаммы 1590 и 1766 S. commune с высокой радиальной скоростью роста на разных средах.

Ключевые слова: биотехнология высших базидиальных грибов, Schizophyllum commune, агаризованные питательные среды, морфологические особенности колоний.

Ил. 3. Библиогр.: 13 назв.

УДК 571.27+577.112

Белки теплового шока: роль в формировании иммунного ответа Галкин А.Ю., Казмирчук В.Е., Метальникова Н.П. – 4 – 3 – 12–20

В работе проведены анализ результатов научных исследований биологических свойств белков теплового шока про- и эукариотов и идентификация механизмов их взаимодействия с иммунной системой человека. Белки теплового шока найдены в про- и эукариотических организмах, они являются консервативными молекулами, вырабатывающимися клеткой в ответ на стресс, а также присутствуют в клетках и внеклеточной среде и в нормальных условиях. Наиболее важной биологической функцией этих белков является шаперонная активность. Белки теплового шока способны модулировать реакции гуморального и клеточного иммунитета. Высокая консервативность строения этих белков различных организмов может обусловливать развитие аутоиммунных заболеваний у человека. При бактериальной инфекции белки теплового шока активируют антигенспецифический иммунитет и стимулируют выработку противовоспалительных цитокинов. Молекулярные комплексы этих белков и опухолевых/вирусных пептидов обеспечивают активацию специфических иммунных реакций, а также неспецифическое стимулирование иммунокомпетентных клеток. Белки теплового шока, природные аутоантитела к ним, другие эндогенные и экзогенные белки, присутствующие в организме человека, антигенпрезентирующие клетки и различные субпопуляции Т-лимфоцитов образуют иммунную саморегулирующуюся систему наподобие идиотипической иммунной сети.

Ключевые слова: белки теплового шока, биологические свойства, иммунитет, идиотипические иммунные сети.

И 2 Табл. 2. и и 44

УДК 662.659:606:628:543.2:543.5:004.942

Математическое моделирование продуцирования метана в процессе ферментации / Голуб Н.Б., Козловец А.А. // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2014. – № 3. – С. 21–25.

Предложена математическая модель для исследования ферментативного процесса продуцирования метана при изменении содержания уксусной кислоты в ферментере, которая образуется в процессе метаногенеза. В основе расчета математической модели принят реактор с режимом идеального смешивания. Предложено в качестве сырья для продуцирования метана микроорганизмами использовать смесь помета домашней птицы и отходов кукурузы. Процесс ферментации проводили в анаэробных условиях при температуре 37±2 °С. Содержание метана в биогазе и концентрацию уксусной кислоты определяли методами хроматографии. Установлено, что при использовании соотношения сухой массы куриного помета и кукурузы 60:40 выход биогаза был максимальным и концентрация метана в нем достигала 56 %. Продуцирование метана микроорганизмами имеет периодическую зависимость от концентрации уксусной кислоты, которая образуется в процессе утилизации отходов. Концентрация уксусной кислоты в среде влияет на значение рН и, соответственно, на выход метана. Сравнение результатов расчета на основе математической модели показывает удовлетворительное соответствие экспериментальным данным в пределах инженерной погрешности.

Ключевые слова: математическая модель, биогаз, микроорганизмы, уксусная кислота, ферментативный процесс.

Ил. 4. Библиогр.: 8 назв.

УДК 577.1/3

Агробактерии в качестве потенциальных продуцентов магниточувствительных наноструктур / Горобец С.В., Сорокина Л.В., Овсиенко Т.В. // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2014. – № 3. – С. 26–32.

Выявлены гомологи белков синтеза магнетита группы Mam Magnetospirillum gryphiswaldense MSR-1 в протеоме агробактерий (АБ) и их растений-хозяев. Идентификацию белков-гомологов осуществляли путем проведения попарных выравниваний с помощью онлайн-ресурса BLAST-NCBI. Установлено, что штаммы симбиотических и патогенных АБ, способные к формированию клубеньков корней растений, и их типичные растения-хозяева содержат гомологи белков, без которых невозможна биоминерализация биогенных магнитных наночастиц у магнитотаксисных бактерий – MamВ, MamМ, MamЕ та MamО. И показано, что гомологи каждого из белков имеют подобный фолдинг, одинаковые функции с соответствующими белками магнитотаксисных бактерий. Таким образом, симбиотические и патогенные АБ, а также растения-хозяева, могут быть потенциальными продуцентами биогенных магнитных наночастичек или магниточувствительных наноструктур.

Ключовые слова: агробактерии, магнитотаксисная бактерия Magnetospirillumgryphiswaldense MSR-1, белки семейства Mam.

Табл. 1. Библиогр.: 26 назв.

УДК 615.849.19

Применение магнитотерапии для лечения заболеваний сердечно-сосудистой системы Делавар-Касмаи М., Шлыков В.В. – 4 –  3 –  33–37

Разработан метод оперативного контроля и количественной оценки процесса лечения магнитным полем в динамике. Предлагается расчет нормированного амплитудно-фазового индекса формы (НАФК) для сигналов пульсовой волны, который позволяет количественно сравнить степень различия пульсовых волн и имеет чувствительность к воздействию магнитного поля. Методология оценки эффективности применения магнитотерапии основана на регистрации и обработке сигналов пульсовых волн с помощью технологии нейронных сетей и вычислении индекса формы для каждого пациента. В результате исследований определена динамика изменения значений НАФК в процессе комплексного лечения, которая позволяет контролировать функциональное восстановление организма. Предложен алгоритм расчета НАФК на основе разложения сигнала пульсовой волны в ряд Фурье. Проведенные исследования при лечении больных с заболеваниями сердечно-сосудистой системы позволяют сделать выводы относительно применения индекса НАФК для оценки эффективности комплексного лечения. Чувствительность индекса НАФК к внешнему воздействию на пациента позволяет использовать индекс для количественной оценки функционального состояния и контроля динамики комплексного лечения.

Ключевые слова: пульсовая волна, магнитное поле, терапия.

И 6 Табл. 1. и и 9

УДК 582.284

Подбор состава питательной среды на основе экстракта свекловичного жома для культивирования

Laetiporus sulphureus/ Дзыгун Л.П., Палюшок О.А., Чуднивец О.М. // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2014. – № 3. – С. 38–42.

Установлена возможность использования экстракта свекловичного жома в качестве основы питательной среды для культивирования базидиального гриба Laetiporus sulphureus (Bull.: Fr.) Murrill. Получены перспективные результаты оценки пригодности среды на основе данного экстракта для твердо- и жидкофазного культивирования. В ходе исследований из трех используемых штаммов был отобран штамм, который лучше всего адаптировался к новому источнику питательных веществ. Для проведения дальнейших опытов с отобранным штаммом улучшили компонентный состав питательной среды. В экстракт вносили отходы различных отраслей производства – опилки, виноградные выжимки, пшеничные отруби, вываренный жом. Наилучшие результаты были достигнуты с использованием виноградных выжимок. Удалось повысить экономический коэффициент в 1,5 раза. Перспективным является использование опилок различных пород деревьев, поскольку трутовик серно-желтый – дереворазрушающих гриб. Данный эксперимент позволит увеличить накопление биомассы гриба и удешевить процесс выращивания.

Ключевые слова: базидиальный гриб, Laetiporus sulphureus, твердофазное культивирование, жидкофазне культивирование, свекловичный жом, экономический коэффициент.

Ил. 1. Табл. 3. Библиогр.: 17 назв.

УДК 519.21

Исследование электрической активности нейронов культуры гиппокампа Казмирчук Е.А., Москалюк А.А., Кузьминский Е.В. – 4 –     3 – 43–51

Показано, что пресинаптическая клетка непосредственно вызывает постсинаптический ток в постсинаптическом нейроне и определяет его амплитуду. Совместное использование электрофизиологических методов, соответствующего математического аппарата и иммуноцитохимических исследований позволило глубже проанализировать и понять различия механизмов генерации серий потенциалов действия тормозными и возбуждающими нейронами в гиппокампе. Для исследования электрофизиологических взаимодействий в синаптически связанных парах культивированных нейронов гиппокампа при различных типах импульсной электрической активности пресинапческих клеток применялись следующие методические подходы: приготовление культуры диссоциированых нейронов гиппокампа низкой плотности; метод внутриклеточной фиксации потенциала на постсинаптическом нейроне в конфигурации “целая клетка”; методика парной регистрации; метод локальной внеклеточной перфузии для приложения блокаторов тормозной и возбуждающей синаптической передачи и селективных блокаторов калиевых каналов; иммуноцитохимический анализ; математические методы обработки данных и результатов. Также было показано наличие двух групп ГАМК-эргических интернейронов в культуре гиппокампа, различающихся по типу электрической активности: способных генерировать потенциал действия с высокой частотой и не способных к высокочастотной генерации потенциала действия в ответ на длительную стимуляцию деполяризующими импульсами тока. Эти группы достоверно различаются между собой также по кинетическим характеристикам потенциала действия.

Ключевые слова: гиппокамп, электрическая активность, потенциал действия, синаптическая передача, ГАМК-эргический интернейрон, культивирование, парвальбумин, иммуноцитохимическая окраска.

И 5 Табл. 3. и и 11

УДК 582.284.3+681.3

Влияние источников углерода и азота в питательных средах на накопление биомассы базидиальными лекарственными грибами рода

Trametes (Fr.) /  Клечак И.Р., Бисько Н.А., Митропольская Н.Ю., Антоненко Л.А. // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2014. – № 3. – С. 52–57.

Статья посвящена исследованию влияния природы источников углерода и азота и количественного соотношения этих элементов на накопление биомассы лекарственных базидиальних грибов рода Trametes. Объектами исследования были 18 штаммов базидиальних грибов видов T. versicolor, T. suaveolens, T. gibbosa, T. hirsuta, T. zonatus, T. pubescens, T. serialis, T. trogii из Коллекции шляпочных грибов Института ботаники им. Н.Г. Холодного НАН Украины. Показано, что правильно подобранные источники углеродного и азотного питания повышают выход биомассы исследованных штаммов. Установлено, что наибольший процент штаммов, для которых отмечены высокие показатели роста, наблюдался при культивировании на среде с сахарозой (33,3 % штаммов) или глюкозой (27,2 % штаммов). Лучшим источником азота для роста исследованных штаммов был пептон. По результатам исследования был выбран штамм T. serialis 1698 как перспективный для накопления биомассы (9,5 г/дм3 биомассы на среде с сахарозой). Подобраны соотношения содержания углерода к азоту для роста 18 штаммов базидиальных грибов рода Trametes. Для штаммов видов T.hirsuta, T. zonatus и T. pubescens при соотношении содержания углерода к азоту 22,2 количество синтезированной биомассы увеличивалось на 22–36 % по сравнению с показателями на базовой среде, в которой соотношение содержания углерода к азоту составляло 17,7. Для штаммов видов T. versicolor, T. suaveolens и T. gibbosa при соотношении углерода к азоту 26,6 количество синтезированной биомассы увеличивалось на 14–85 % по сравнению с базовой средой.

Ключевые слова: углеродное питание, азотное питание, базидиальные грибы, Trametes, соотношение углерода к азоту, биомасса.

Ил. 2. Табл. 4. Библиогр.: 13 назв.

УДК 576.8.52 579.083.13

Иммуномодулирующие свойства пробиотика на основе молочнокислых бактерий и растительного компонента / Орябинская Л.Б., Прасанна Б.Д., Лазаренко Л.Н., Дуган А.М. // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2014. – № 3. – С. 58–62.

Определено иммуномодулирующее действие препаратов: базовой пробиотической композиции молочнокислых бактерий на основе рода Lactobacillus, растительного компонента карбюлозы и комплексного пробиотика с карбюлозой на экспериментальной модели интактных мышей. Установлено, что введение в состав пробиотика карбюлозы повышало функциональную активность клеток фагоцитарной системы, а именно поглощающую активность макрофагов (по показателю фагоцитоза). После введения интактным мышам комплексного препарата на основе композиции молочнокислых бактерий з карбюлозой выявлена тенденция к увеличению количества CD19+ В-лимфоцитов, количества CD25+-клеток в селезенке, к которым относятся активированные Т- и В-лимфоциты, а также активированные макрофаги. Под влиянием чистой карбюлозы в селезенке мышей также повышалось количество CD4+-клеток (на девятые сутки) и CD25+-клеток (на третьи и шестые сутки). Полученные данные свидетельствуют о потенциальной способности как базовой композиции пробиотика, так и комплексного препарата с карбюлозой, направлять развитие иммунного ответа по клеточному типу, важном при защите как от бактериальных, так и вирусных патогенов.

Ключевые слова: пробиотик, молочнокислые бактерии, иммунный ответ.

Табл. 2. Библиогр.: 7 назв.

УДК 663.15

Фермент липаза: анализ отраслей использования, продуцентов, способов получения / Пескова Л.А., Дехтяренко Н.В.  // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2014. – № 3. – С. 63–72.

В обзоре проведены анализ и обобщение информации относительно отраслей использования, источников получения, механизма действия и свойств фермента липазы. Установлено, что перечень отраслей народного хозяйства, в которых липазы успешно используются или планируются к использованию, постоянно расширяется. Проведенный патентный поиск современных продуцентов липаз обнаружил среди них бактерии, актиномицеты, дрожжи и микроскопические грибы. Раскрыты особенности формирования питательных сред и процесса культивирования продуцентов липаз глубинным способом. Приведено подробное описание современных технологий получения липаз разной степени очистки – Г2х, Г3х, Г10х. Установлено, что для получения высокоочищенных ферментных препаратов липаз чаще используют фракционирование с помощью ионного обмена и гель-фильтрацию. Описаны альтернативные новейшие методики очищения. Представлены современные методы иммобилизации липаз. Показано, что среди физических методов используют адсорбционную иммобилизацию, а среди химических – способ ковалентного связывания фермента с носителем. Определена возможность иммобилизации ферментов на поверхности клеток дрожжей. Установлены способы определения целевой активности липаз, к которым относятся метод алкалиметрического титрования и колориметрический метод. Очерчен круг производителей липолитических ферментных препаратов, которые сосредоточены на сегодня за пределами содружества независимых государств.

Ключевые слова: липаза, фермент, гидролиз, субстрат, жиры, отрасль народного хозяйства, продуцент, активность, источники азота, индукторы биосинтеза, соевая мука, степень очистки, фракционирование, хроматография, адсорбция, иммобилизация.

Библиогр.: 29 назв.

УДК 579.222.3+663.16

Динамика роста и накопления рибофлавина аскомицетом

Eremotheciumashbyi Guillier. Полищук В.Ю., Маланюк М.И., Дуган А.М. – 4 –  3 – 73–77

Целью научных исследований было изучение культуральных и биохимических особенностей Eremothecium ashbyi, прежде всего в связи с динамикой накопления рибофлавина. Исследована динамика роста и накопления рибофлавина в культуральной жидкости и в мицелии аскомицета Eremothecium ashbyi F340, который является перспективным объектом для получения рибофлавина биотехнологическим путем. При исследовании культуры E. ashbyi F340 на глюкозо-пептонной среде было обнаружено существенное различие по уровню накопления рибофлавина в культуральной жидкости (содержание рибофлавина определяли спектрофотометрически при 450 нм) и в биомассе гриба (предварительно проводили высвобождение рибофлавина). Установлены закономерности роста продуцента, которые подчиняются известным закономерностям для периодических культур: культура проходит через логарифмическую фазу роста, фазу стационарного роста и фазу отмирания. Установлено, что интенсивный рост культуры связан со снижением рН культуральной жидкости, а вот интенсивное накопление рибофлавина связано с увеличением значения рН. Рибофлавин сначала накапливается в клетках мицелия и только после достижения постоянного уровня начинает выделяться в культуральную жидкость.

Ключевые слова: аскомицет, Eremothecium ashbyi, рибофлавин, культивирование, динамика роста.

И 2 и и 23

УДК 577.21:633.16:575.113.2

Выявление аллельных вариантов гена

WАX среди отечественных и зарубежных сортов ячменя / Степаненко Е.В., Моргун Б.В., Рыбалка А.И., Степаненко А.И., Кузьминский Е.В.// Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2014. – № 3. – С. 78–83.

Внедрена система молекулярных маркеров для определения алельных вариантов гена Wаx. Состав крахмала является одним из важных факторов пивоваренного, пищевого и кормового качества ячменя, поэтому важным является осуществление контроля содержания амилозы в крахмале. Wаx-локус ячменя (Hordeum vulgare L.) отвечает за содержание амилозы в эндосперме. Ген Wаx может быть представлен несколькими аллельными вариантами: две функциональные аллели, кодирующие GBSS I, и нуль-аллель с неактивным ферментом. Самым надежным способом оценить аллельное состояние гена Wаx является молекулярное маркирование с помощью полимеразной цепной реакции. Среди исследуемых 126 образцов ячменя (сорта и селекционные линии), с помощью кодоминантных молекулярных маркеров, были обнаружены все три аллельные варианты гена Wаx. Два образца из исследуемой выборки (сорта Candle и Alamo) несли нуль-аллель по гену Wаx. Результаты исследования могут эффективно использоваться для идентификации генотипов, несущих нуль-аллель гена Wаx, при получении новых сортов или их описании.

Ключевые слова: ячмень (Hordeumvulgare L.), гены вакси (Wаx), ПЦР, молекулярные маркеры, крахмал.

Ил. 3. Табл. 1. Библиогр.: 10 назв.

УДК 57.083.12

Разработка синтетических моющих средств с антисептическим эффектом / Тодосийчук Т.С. // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2014. – № 3. – С. 84–87.

Исследовано влияние основных компонентов синтетических моющих средств на литическую активность ферментных препаратов Циторецифен и Циторецифен-М. На основе предварительно полученных результатов и анализа составов моющих средств были использованы поверхностно активные вещества синтанол и сульфанол, а также карбонат натрия, цеолит 4А, карбоксиметилцеллюлоза. Литическую активность ферментов и порошкоподобного синтетического моющего средства определяли турбидиметрическим методом по способности лизировать суспензию тест-культуры Staphyloccus aureus 209. В результате проведенного исследования установлено отсутствие существенного негативного влияния выбранных компонентов моющих средств на литическую активность исследуемых ферментных препаратов. Разработаны две композиции синтетических моющих средств с содержанием Циторецифена и Циторецифена-М с повышенными в 2–2,5 раза антисептическим эффектом и на 8–10 % моющей способностью по отношению к известному средству-аналогу. Синтетические моющие средства предлагаются для стирки текстильных изделий в быту и для промышленного использования (стирки больничного белья и т.д.).

Ключевые слова: синтетические моющие средства, ферментные препараты, литическая активность, антисептический эффект, композиция.

Ил. 2. Табл. 1. Библиогр.: 11 назв.

УДК 575.113.2:633.16:663.421

Исследование аллельного полиморфизма генов

Bmy1 и LOX-1 ячменя, связанных с пивоваренными характеристиками зерна  / Шаверский А.А., Степаненко А.И., Жолнер Л.Г., Полищук С.С., Моргун Б.В. // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2014. – № 3. – С. 88–94.

В работе определялось аллельное состояние генов ячменя Bmy1 и LOX-1 из коллекции, которая представлена 103 сортами отечественной и зарубежной селекции, а также селекционными линями. Исследования коллекции проводилось с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) с последующим анализом аллельного полиморфизма гена LOX-1 рестрикцией продуктов амплификации. Результаты ПЦР и рестрикции визуализировали с помощью метода гель-электрофореза. Установлено, что 63 сорта ячменя будут перспективными для использования в пивоварении, поскольку будут иметь среднюю активность и термостабильность фермента b-амилазы в солоде. Определено, что в коллекции ячменя нет сортов и селекционных линий с аллелью loxA, которая отвечает за неактивный тип энзима липоксигеназы-1 в пиве. Полученные результаты свидетельствуют о невысокой частоте встречаемости аллелей, выгодных для пивоварения. Последующие поиски с привлечением новейших молекулярных маркеров для определения аллельного разнообразия генов Bmy1 и LOX-1, а также расширение общей коллекции сортов и селекционных линий ячменя позволят лучше дифференцировать сорта и выбрать из них перспективные, которые станут сырьем для качественного пива.

Ключевые слова: полимеразная цепная реакция, аллельный полиморфизм, b-амилаза, липоксигеназа-1, пивоварение, ячмень.

Ил. 2. Табл. 2. Библиогр.: 10 назв.

УДК 66.047:932.2

Обоснование методики определения энергоэффективности  гравитационной полочной сушилки для зернистых материалов / Артюхова Н.А., Юхименко Н.П. // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2014. – № 3. – С. 95–99.

Статья посвящена разработке методики определения технологических режимов проведения процесса обезвоживания в гравитационных полочных сушилках на основании совместного анализа условий образования взвешенного слоя зернистого материала и оптимальных энергетических затрат на проведение процесса.  Аналитически определен расход сушильного агента, который обеспечивает начало псевдоожижения зернистого материала в аппарате.  Показано, что при значении порозности взвешенного слоя, выходящего за пределы рабочего диапазона, наблюдается снижение производительности сушилки. Получена зависимость для определения значения оптимального расхода сушильного агента при фиксированных экономических параметрах (цена теплоносителя, цена аппарата). Приведена методика оценки энергетических затрат на проведение процесса сушки с обоснованием выбора оптимального соотношения расходов сушильного агента и зернистого материала. Сопоставление данных аэродинамического и экономического расчета сушилки позволяет подобрать энергоэффективный режим ее работы.

Ключевые слова: гравитационная полочная сушилка, аэродинамика, оптимальный, исследование, сушильный агент.

Ил. 6. Библиогр.: 11 назв.

УДК 541.18:542.8

Регулирование свойств дисперсий для их электрокинетической обработки Н.Ю. Боровицкий, Л.Л. Лысенко, Е.Ф. Рында, Н.А. Мищук – 4 –  3 – 100–106

Для эффективной обработки дисперсных систем, базирующейся на использовании внешних электрических полей, необходимо обеспечить максимально возможные для конкретной системы скорости электрофореза и электроосмоса. В случае, когда дисперсия включает в себя глинистую составляющую, основным фактором, который позволяет регулировать ее электрокинетические характеристики, является рН равновесного раствора. В связи с этим в работе исследована кинетика изменения рН порового раствора при введении кислых и щелочных растворов (NaOH и HСl). Установлено, что при заданной влажности дисперсии в широком интервале концентраций использованных электролитов равновесные значения рН порового раствора достигаются через 24 ч. Проведенные исследования скорости электрофореза и рассчитанные на его основе значения электрокинетического потенциала показали, что максимальные величины потенциала достигаются при 8 < рН < 12. Этому же интервалу рН отвечают и максимальные стационарные скорости электроосмоса, хотя из-за формы пор дисперсии и внешнего гидродинамического сопротивления экспериментальной ячейки их значения на 20–30 % ниже рассчитанных.

Ключевые слова: дисперсная система, регулирование рН, электрокинетический потенциал, электроосмос, электрофорез.

И 6 и и 19

УДК 628.1.033+66.067.124

Снижение концентрации ионов Са2+ в воде ультра- и нанофильтрационными керамическими мембранами / Дульнева Т.Ю. // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2014. – № 3. – С. 107–110.

Определены основные закономерности процессов очистки воды от ионов Са2+ ультра- и нанофильтрационными керамическими мембранами, в частности влияния рабочего давления, продолжительности экспериментов, концентрации ионов Са2+ в исходном растворе и его температуры на снижение содержания этих ионов в фильтрате. Процесс очистки модельного раствора СаСl2 осуществляли на опытной баромембранной установке с применением ультра- и нанофильтрационных трубчатых мембран из оксидной керамики (производство Германии). По результатам экспериментов были рассчитаны разделительные характеристики керамических мембран: коэффициент задержки                R (%) ионов Са2+ и удельная производительность Jv (м3/(м2×ч) мембраны. Установлено, что процессы очистки воды от ионов Са2+ ультра- и нанофильтрационной керамическими мембранами целесообразно осуществлять при давлении соответственно 0,6 и 1,0 МПа. Исследовано, что для таких мембран с увеличением концентрации ионов Са2+ соответственно до 90,0 и 120,0 мг/дм3 значение коэффициента задержки этих ионов уменьшалось до 22,2 и 83,33 %. При этом удельная производительность мембран почти не изменялась. Снижение температуры исходного раствора СаСl2 привело к уменьшению удельной производительности мембраны, что связано с уменьшением вязкости раствора, практически не влияя на степень его очистки от ионов Са2+. Сделан вывод, что проведенные исследования свидетельствуют о высокой эффективности очистки воды от ионов Са2+ керамическими нанофильтрационными мембранами по сравнению с ультрафильтрационными. На основе полученных результатов предложено использовать керамические нанофильтрационные мембраны на первой стадии снижения жесткости воды, например перед ионным обменом для обеспечения паровых котлов ТЭЦ, подпитки теплосетей и бойлеров.

Ключевые слова: керамические мембраны, кальций, ультрафильтрация, нанофильтрация, степень очистки, удельная производительность.

Ил. 3. Табл. 1. Библиогр.: 12 назв.

УДК 539.266+536.63

Влияние слоистых нанонаполнителей на перколяционные свойства систем на основе полипропиленгликоля и карбонанотрубок / Лысенков Э.А., Гомза Ю.П., Яковлев Ю.В., Клепко В.В. // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2014. – № 3. – С. 111–117.

Используя метод импедансной спектроскопии и оптической микроскопии, были проведены исследования электрических свойств систем на основе полипропиленгликоля и карбонанотрубок (КНТ). Показано, что при введении в систему слоистого наполнителя, который эксфолиирует, происходит смещение порога перколяции в область более низких концентраций КНТ. Анализ критических индексов проводимости для исследуемых систем показал, что такие низкие значения t (1,19–1,43) свидетельствуют о том, что формирование электропроводной сетки, вследствие сильного притягивания между индивидуальными КНТ и лапонитом, не является статистическим перколяционным процессом, который предусматривает равномерное распределение наполнителя. Таким образом, введение третьего компонента за счет его взаимодействия с наноразмерными электропроводящими частичками приводит к существенному изменению перколяционных свойств наполненной системы, что в значительной степени отображается на электрической проводимости композитов.

Ключевые слова: полипропиленгликоль, карбонанотрубки, лапонит, перколяция, скейлинг.

Ил. 5. Библиогр.: 30 назв.

УДК 544.723.213:544.726

Очистка загрязненных вод от соединений Cr И U с использованием столбчатых Al- и Al/Fе-глин / Пилипенко И.В., Ковальчук И.А., Корнилович Б.Ю. // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2014. – № 3. – С. 118–123.

Проведено комплексное исследование адсорбционных свойств глинистых минералов, модифицированных полигидроксокомплексами (ПГК) железа и алюминия относительно удаления ионов тяжелых металлов из водной среды. Для установления особенностей изменения структуры интеркалированных минералов были использованы методы рентгеновской дифракции, адсорбции азота с расчетами удельной поверхности и распределения пор по размерам, а также адсорбции ионов хрома (VI) и урана (VI) из водных растворов при различных значениях рН. Введение ПГК алюминия и железа в структуру минерала увеличивает межслоевое пространство и удельную поверхность материала. Показано, что интеркалированный монтмориллонит ПГК алюминия и железа имеет значительно выше адсорбционные свойства, чем исходный минерал, и адсорбция хрома (VI) и урана (VI) происходит за счет механизма комплексообразования с гидроксильными группами, которая существенно зависит от рН раствора. Для изотерм адсорбции рассчитаны коэффициенты эмпирических уравнений Ленгмюра и Фрейндлиха. На основе исследования установлена высокая эффективность столбчатых глинистых минералов относительно удаления из загрязненных вод таких опасных токсикантов, как уран и хром в катионной и анионной формах.

Ключевые слова: адсорбция, столбчатый монтмориллонит, интеркаляция, ПГК, гидролиз, уран, хром, катализатор.

Ил. 4. Табл. 2. Библиогр.: 20 назв.

Новости и объявления

На базе лаборатории клеточной инженерии растений под руководством в.н.с., к.б.н. М.Р. Халилуева, а также с.н.с. Н.В. Варламовой выполняют проекты одни из самых молодых учащихся — школьники 7 класса школы № 641 Уварова Анастасия и Жёлтикова Анастасия. Тема проекта «Культура томата в условиях in vitro».

Целью настоящего исследования является изучение влияния регуляторов роста, входящих в состав питательной среды, а также типа экспланта на индукцию процессов каллусообразования и органогенеза томата в условиях in vitro. В рамках проекта учащиеся познакомились с организацией, а также основными правилами работы в современной биотехнологической лаборатории при использовании в качестве объекта исследования культуру растительных органов и тканей (приготовление маточных растворов и питательных сред; подготовка культуральных сосудов и инструментов для стерилизации; стерилизацию питательных сред, культуральных сосудов, инструментов и растительного материала для соблюдения асептических условий; работу в условиях ламинар-бокса). Обе Анастасии успешно осуществили введение растительного материала (семян томата) в асептические условия in vitro для получения донорных проростков. Впоследствии ими для дальнейшего культивирования было отобрано два типа эксплантов томата (семядольные листья и фрагменты гипокотилей), которые помещали на базовую питательную среду Мурасиге-Скуга с добавлением различных регуляторов роста (6-БАП, ИУК, 2,4-Д) для индукции процессов морфогенеза. В процессе культивирования учащиеся осуществляли учет и наблюдения результатов эксперимента, а также пассирование эксплантов на свежую питательную среду. По истечению 35 суток культивирования учащиеся провели качественную (цвет, консистенция, а также место образования каллусной ткани) и количественную оценку процессов образования каллусной ткани на различных эксплантах. Кроме того, молодые исследователи определили влияние состава регуляторов роста на тип органогенеза из различных эксплантов (наблюдался ризогенез или же органогенез побегов), а также осуществили их количественный учет по показателям частоты регенерации. В дальнейшем перед молодыми исследователями стоит не маловажная задача — обработка и интерпретация результатов эксперимента. Руководители проекта, а также весь коллектив лаборатории клеточной инженерии растений желают им в этом непростом деле творческих успехов!

Подготовка среды Мурашиге-Скуга: пошаговая процедура — технология растительных клеток

Можете ли вы представить культивирование in vitro без использования сред?

«Ни за что!» Верно?

Но почему?

Ответ на вопрос прост, потому что растениям нужны питательные вещества для своего роста и выживания, как и всем другим организмам. В естественной среде они удовлетворяют свои потребности, проникая через атмосферу, почву и связываясь с другими организмами.

Однако, когда растения выращивают в лаборатории, поддержка и питательные вещества для их роста предоставляются растениям через среду.

В статье «Среда для культивирования тканей: типы и 5 этапов выбора» вы можете узнать о различных типах сред, используемых для культивирования растений in vitro. Вы также узнаете о целях, которым служат различные среды, и о том, как выбрать правильную среду для вашего растения всего за 5 шагов!

Вы должны знать, что из всех сред среда Мурасиге-Скуга (MS) является одной из наиболее широко используемых в лабораториях культивирования тканей растений во всем мире.Итак, каков его рецепт? Какая концентрация питательных веществ требуется для питательных сред?

Эта статья ответит на все вышеперечисленные вопросы с кратким описанием компонентов носителя.

Вы также найдете удобную таблицу, которую вы можете носить с собой во время подготовки материала в вашей лаборатории.

Основные компоненты среды MS

Среда включает следующие четыре основных компонента:

1. Неорганическое питательное вещество: оно включает минеральные соли, которые важны для роста и развития растений.Он делится на две группы: макроэлементы (кальций, магний, азот) и микроэлементы (медь, железо и цинк).
2. Органическое питательное вещество: в основном включает витамины и аминокислоты, необходимые для роста и дифференциации культур.
3. Гормоны роста: включает ауксины, цитокинины и гиббереллины. Он необходим для роста и развития тканей и органов.
4. Желирующие вещества: включает агар и желатин. Он оказывает поддержку культурам в их становлении.

Вы можете обратиться к статье «Основные компоненты среды для тканевых культур», чтобы узнать больше о компонентах среды.

Приготовление среды

Приготовление исходной массы

1. Исходный микронутриент (100X)

• Возьмите 400 мл бидистиллированной воды в стакан емкостью 1 л, затем взвесьте соли, указанные в таблице ниже, и растворите ее в воде.
• Перенесите раствор в мерные колбы на 1 л и доведите объем до 1 л. Отберите пипеткой 10 мл раствора, чтобы получить 1 л среды MS.

2.Iron Stock (20x)

• Возьмите 80 мл бидистиллированной воды в стакан на 100 мл, взвесьте компоненты, указанные в таблице, и полностью растворите их (в том же порядке, что и в таблице).
• Перенести раствор в мерную колбу на 100 мл и довести до конечного объема.
• Пипеткой внесите 5 мл исходного раствора на 1 л среды MS.

3. Запас витаминов (100x)

• Возьмите стакан на 100 мл и добавьте в него 50 мл бидистиллированной воды. Взвесьте витамины, указанные в таблице ниже, и полностью растворите их в воде.
• Перенести раствор в мерную колбу на 100 мл и довести до конечного объема.
• Внесите пипеткой 1 мл основного раствора витаминов на 100 мл среды MS.
• Добавьте витамины после автоклавирования среды, чтобы защитить ее от теплового разложения.Витамины можно стерилизовать методом ультрафильтрации.

900

ПРИМЕЧАНИЕ: Удалите раствор витамина через 30 дней.

3.Исходный цитокинин (100X)

• Взвесьте «10 мг кинетина» и растворите его в нескольких каплях 1 н. HCl.
• Добавьте к вышеуказанному раствору несколько мл бидистиллированной воды, перенесите его в мерную колбу на 100 мл и доведите до нужного объема.
• Храните запас в холодильнике.
• Используйте 1 мл маточного раствора на 1 л среды MS.

Этапы приготовления

Возьмите 400 мл бидистиллированной воды в стакан емкостью 1 л.Взвесьте макроэлементы, указанные в таблице ниже, и полностью растворите их в воде.

1. Из приготовленных исходных растворов внесите пипеткой 5 мл железа, 10 мл микронутриентов и 1 мл кинетина в химический стакан на 1 л среды.
2. Взвесьте 100 мг мио-инозита и растворите его в предыдущей смеси.
3. Взвесьте 10 мг ИУК и растворите в нескольких каплях 1н. NaOH. Затем перенесите раствор в предыдущую смесь.

ПРИМЕЧАНИЕ: Исходный материал IAA не готовится из-за его окислительной деструкции.

1. Добавьте 800 мл бидистиллированной воды в стакан и доведите pH среды до 5,7.
2. Перенести приготовленный раствор в мерную колбу на 1 л и довести конечный объем до 1 л.
3. Хранить раствор в холодильнике.

Заключительные этапы

1. Стерилизовать все оборудование и стеклянные сосуды для культивирования, используемые для процесса культивирования тканей.
2. Взвешивают 0,8 г агара высшего сорта и 3,0 г сахарозы х.ч. и переносят их в колбу Эрленмейера на 250 мл.
3. Добавьте 100 мл хранимой среды MS в колбу и закройте крышку алюминиевой фольгой.
4. Стерилизовать колбу со средой.
5. После стерилизации среды в течение 15-20 минут добавьте 1 мл раствора витаминов.
6. Закрутите колбу для растворения витамина, агара и сахарозы в среде перед тем, как перелить ее в культуральные флаконы.
7. Перелейте среду в культуральные сосуды и храните их в холодильнике в течение 1 часа перед процессом культивирования.

Теперь ваши культуральные флаконы готовы к процессам культивирования тканей.

Вот удобная таблица рецепта носителя MS для ваших экспериментов:

Хотите поделиться историей по PCT?
Мы будем рады услышать ваши отзывы и предложения!
На нашем веб-сайте также будут представлены истории отдельных продуктов PCT.Не забывайте, что некоторые вкусности могут попасть в ваш дом вместе с ним.
Поделитесь со мной своими предложениями и историей по адресу [email protected]

Избранные статьи

Размножение тканевой культуры банана

Банан — это тропический фрукт, который люди употребляют в сыром и вареном виде.Считается, что он возник в Юго-Восточной Азии, в таких странах, как Индия, Филиппины, Малайзия и т.д.

подробнее

Как PPM ™ может спасти ваш эксперимент по культуре тканей

Смесь консервантов для растений (PPM ™) — это надежный состав, используемый в качестве биоцида широкого спектра действия в экспериментах с культурами тканей растений.Путем борьбы с бактериями, грибками и другими загрязнениями…

подробнее

PPM против антибиотиков — сравнение

Независимо от того, выращиваете ли вы семена для фруктов или гуру клонирования растений, вы знаете, насколько важно уберечь свои растения от загрязнений.От микробных инфекций, передающихся по воздуху, от микробных инфекций, передающихся по воздуху…

подробнее

Загрязнение тканевой культуры и 7 простых шагов по предотвращению

Опять заражение! Культивирование тканей — долгий и трудоемкий процесс, и его неприятно, когда грибки или бактерии атакуют наши прекрасные культуры.Для выращивания клеток в лабораториях требуется много…

подробнее

Способ получения растений-регенерантов rauwolfia vomitoria atz.

(57) Реферат:

Использование: сельское хозяйство и биотехнология. Регенеранты по изобретению были получены путем посадки стерильных эксплантатов на среду для образования каллуса, субкультивирования и индукции регенератов растений. В качестве питательной среды использовали среду Мурашиге-Скуга, содержащую макро- и микроэлементы, сахарозу, инозитол, и агар-агар в количестве 5500-6000 мг / л, тиамин 1-2 мг / л, пиридоксин 0,8-1,2 мг / л. никотиновая кислота 0,8-1,2 мг / л. На стадии каллусообразования в среду дополнительно вводят 2,4-дихлорфеноксиуксусную кислоту 1.5-2,0 мг / л, 6-бензиламинопурин 1,0-2,0 мг / л, при пересеве каллуса в среду вводят 0,5-1,5 мг / л 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты. 2 другие 2 таб.
Изобретение относится к биотехнологии выращивания растений и сельского хозяйства и может быть использовано для быстрого массового размножения и получения лекарственного сырья ценных тропических видов, их восстановления, а также в селекции и исследованиях по генетике и морфогенезу. Известен способ выращивания раувольфии в почве. рвотное средство, которое включает в себя посадку семян и выращивание растений дния растение раувольфия рвотное с использованием рассады вегетативное размножение стебелько-корневыми черенками [2]
Прототипом предлагаемого изобретения является биотехнологический метод быстрого размножения раувольфии сероватой (близкой к рвотной раувольфии типа) in vitro [3] из каллусов листового происхождения на агаризованной питательной среде.Способ заключается в том, что молодые листья растения раувольфия сероватого цвета стерилизуют и помещают на питательную среду для образования каллуса следующего состава, в мг / л нитрата калия 3600-4000; аммиачная селитра 1200-1800; хлорид кальция 80-120; сульфат магния 100-120; дигидрофосфат калия 160-200; агар 5500-6500; сахароза 24000-30000; Инозитол 80-120; тиамин 6-10; пиридоксин 0,8-1,2; никотиновая кислота — 0,8-1,2; аскорбиновая кислота 1-3; глутамин 15-25; микроэлементы в медицине Мурашиге и Скуг; -нафтилокси кислоты 1,8-3; 6-бензиламинопурин 1.8-2.0. После образования каллюса отбирают плотные участки ярко-зеленого цвета и пересаживают их на питательную среду для индукции всходов, содержащую, в мг / л: минеральные соли, микроэлементы, сахарозу, инозитол по рецепту Мурашиге и Скуга, агар 5500-6000. ; глутамин 15-25; тиамин 5-10; пиридоксин 1-1,5; аскорбиновая кислота 2-3; никотиновая кислота 1-1,5; 6-бензиламинопурин 1,5-2,5, а развитые побеги размножают микрокинематографией. Однако этот метод не обеспечивает связанных с конкретными видами растений условий, способствующих получению регенерированных растений из тканей и клеток in vitro.Целью предлагаемого изобретения является повышение урожайности регенерированных растений и ускорение пролиферации и восстановления рвотного растения раувольфии в культуре ткани. Цель — получение регенерированных растений раувольфии рвотной в культуре тканей, включая высадку стерильных эксплантатов на среду. для каллусообразования получение каллюса с переносом на среду для индукции растений достигается получением каллуса растений на модифицированной питательной среде Мурашиге и среде Скуга, содержащей в мг / л: минеральные соли, микроэлементы, сахарозу и инозитол на рецепт Мурашиге и Скуга; агар 5500-6000; тиамин 1-2; пиридоксин — 0,8-1,2; никотиновая кислота 0,8-1,2; 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота — 1,5-2,0; 6-бензиламинопурин 1-2 с последующим субкультивированием каллуса на модифицированной питательной среде Мурашиге и среде Скуга, содержащей, в мг / л: минеральные соли, микроэлементы, сахарозу и инозитол по рецептуре Мурашиге и Скуга, агар 5500-6000; тиамин 1-2; пиридоксин 0,8-1,2; никотиновая кислота 0,8-1,2; 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота 0.От 5 до 1,5, и индукция растений инозитолом по рецептам Murashige и Skoog; агар 5500-6500; тиамин 1-2; пиридоксин 0,8-1,2; никотиновая кислота 0,8-1,2. Пример 1. Молодые листья растения Rauwolfia vomitoria Afz. мыть водой с мылом, промывать водой и стерилизовать активным хлором (раствор пантазиду, или 5-10% раствор отбеливателя). Затем листы разрезают на фрагменты размером 0, h, 5 см, делают надрезы по всей поверхности листовой пластины и помещают на основную питательную среду Мурашиге и среду Скуга для образования каллуса, которую дополнительно добавляют, мг / л: агар 5500 ; тиамин 1; пиридоксин 0,8; никотиновая кислота 0,8; 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота 1,8; 6-бензиламинопурин 1.5. При использовании носителя другой композиции [4] и прототипа также наблюдалось образование каллуса, но интенсивность его образования была ниже или образовавшаяся каллус не был в дальнейшем способным к регенерации растения (табл. 1). Эксплантаты инкубировали в течение 35-45 дней при температуре 26-28 ^o С. Из развитых каллусов отбирали рыхлые каллусы и трансплантировали их в модифицированную среду Мурашиге и среду Скуга для субкультивирования следующего состава, в мг / л калия. нитрат 1800; аммиачная селитра 1650; сульфат магния 350; дифосфат калия 150; хлорид кальция — 410; микроэлементы, хелат железа, инозит, сахароза по рецептам Murashige и Skoog, полученные каллусы переносят на субкультивирование на базовой среде Murashige и Skoog, добавленные в мг / л: агар 5500; тиамин 1; пиридоксин 0,8; никотиновая кислота 0,8; 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота 0,5.Субкультивирование проводят при температуре 26-28 ^o ° C при 16-часовом фотопериоде. Выбор среды обоснован данными табл. 2. На 20-30 дней полученный эмбриогенный каллус переносят на среду Мурашиге и среду Скуга для роста растений, дополненную, в мг / л: агар 5500; тиамин 1; пиридоксин 0,8; никотиновая кислота 0,8. Пример 2. Подготовленные для культивирования in vitro, как описано в примере 1, молодые листья разрезают на кусочки и помещают на основную питательную среду Murashige и среду Скуга для образования каллуса, которую дополнительно добавляют, мг / л: агар 6500; пиридоксин 1,2; тиамин 2; никотиновая кислота 1,2; 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота 2,2; 6-бензиламинопурин 2.2. Эксплантаты инкубировали при температуре 26-28 ^o C. Из развитых каллусов отбирали рыхлые ткани и трансплантировали их на модифицированную питательную среду Murashige и среду Скуга для пересева следующего состава, в мг / л нитрата калия 2000 г. ; аммиачная селитра 1700; сульфат магния 380; дифосфат калия 180; хлорид кальция 460; Микроэлементы, хелат железа, инозит, сахароза по рецепту Мурашиге — отсутствие их действия за пределами оптимальных концентраций представлены в таблице.Через 2 30-40 дней полученный каллюс переносят для дальнейшего субкультивирования на базовой среде Murashige и среде Скуга с добавками в мг / л: агар 6000; тиамин 2; пиридоксин 1,2; никотиновая кислота 1,2; 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота и 1,5. Субкультивирование проводят при температуре 26-28 ^o ° C при 16-часовом фотопериоде. Через 20-30 дней полученные эмбриогенные каллусы переносят в развитие растений на среду Murashige и Skoog, дополненную, в мг / л: агар 6000; тиамин 2; пиридоксин 1,2; никотиновая кислота 1,2 (табл.2). Таким образом, выход регенерированных растений увеличился в 1,5-2,0 раза, при этом полученные растения-регенеранты были обработаны и морфологически не отличались от исходных растений. Использование изобретения позволяет быстро приумножить ценные лекарственные растения. Завод по производству антиаритмических и гипотензивных препаратов, наиболее высоколиквидный из всех видов раувольфии тканевой рта. Весь процесс от получения каллуса до развития растения занимает в среднем 4 месяца. Выход растения 1 исходной каллуса составляет более 6000 растений за 6 месяцев.выращивание. Одновременно с этим растения освобождаются от бактериального грибка, чтобы снизить развитие новых сортов.
Способ получения растений-регенерантов Rauvolfia vomitoria Atz. в культуре ткани, включая посадку стерильного объяснения на питательную среду для образования каллуса, получение каллуса и перенос его в среду для индукции регенерированных растений, отличающийся тем, что каллус дополнительно субкультивируется, а стадии каллуса, субкультивирования и его индукции регенерируют растения проводят на среде Мурашиге-Скуга, содержащей макро- и микроэлементы, сахарозу, инозитол, и агар-агар в количестве 5500, 6000 мг / л, тиамин 1, 2 мг / л, пиридоксин 0.От 8 до 1,2 мг / л, никотиновая кислота от 0,8 до 1,2 мг / л и на стадии образования каллуса в среду дополнительно вводят 2,4-дихлорфеноксиуксусную кислоту с числом 1,5 до 2,0 мг / л 6-бензиламинопурин 1,0 2, 0 мг / л, а на фазу субкультивирования каллуса в среду вводят дополнительно 0,5-1,5 мг / л 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты.

Способ клонального микроразмножения и реабилитации подвоев яблони in vitro с применением антибиотиков гризеофульвин

Изобретение относится к биотехнологии.

Изобретение представляет собой способ клонального микроразмножения подвоев яблони ММ 106, СК 2, СК 3, СК 4, СК 7, где на этапах введения в культуру к мурашиге добавляют антибиотик гризеофульвин 500 мг / л. и среда Скуга в качестве дезинфицирующего агента.

Изобретение позволяет повысить урожайность реабилитированных подвоев яблони, полученных меристемным методом in vitro, за счет снижения доли эксплантатов, погибших от заражения грибковой и морилиоидной инфекцией.

1 табл., 7 пр.

Изобретение относится к сельскохозяйственной биотехнологии, в частности к клональному микроразмножению сельскохозяйственных культур.

Известен способ клонального микроразмножения плодовых культур, при котором на этапе внесения в культуру экспланты стерилизуют 0,1% раствором хлорида ртути (Mercury diodati HgI ₂ ) в течение 60 секунд и высаживают в среду Мурашиге. -среда без антибиотиков [Методические рекомендации по использованию биотехнологических методов при работе с плодовыми, ягодными и декоративными культурами / под ред. Э.Н. Гиганто — орел: гну ВНИИСПК — 2005. — 51].

К недостаткам способа относится токсичность препарата для несоблюдения человеком правил техники безопасности.

Известен еще один способ, в котором на этапе внесения растений в культуру in vitro в среду добавлен антибиотик нистатин в концентрации 20-100 мг / л — прототип [заявка на изобретение № 94043416/13 от 08.12.1994. Авторы: Бабоса А. В., Шнайдер А., Фирстова С. И.].

Недостатком метода является недостаточная степень восстановления эксплантов и окружающей среды от грибкового и дровенового заражения.

Техническим результатом изобретения является повышение урожайности улучшенных подвоев яблони, полученных меристематически in vitro , за счет снижения доли летальных исходов от заражения грибковой инфекцией эксплантов.

Поставленная решена в связи с тем, что
что при посадке стерилизованных верхушек концевых отделов однолетних побегов (эксплантатов) подвоев яблони MM 106, IC 3, IC 4, IC 7 в питательную среду в качестве дезинфицирующего средства добавляется антибиотик гризеофульвин, действующее вещество, подавляющее рост чужеродной микрофлоры, что способствует нормальному развитию эксплантов.

Гризеофульвин Фармацевтический антибиотик с фунгистатической активностью, эффективный против грибов рода Trichophyton, Microsporum, Epidermophyton [Антибактериальные препараты. Методы стандартизации лекарственных средств. — М .: Изд-во Медицина, 2004. — 944 с.]. Активность препарата в отношении возбудителей грибковых инфекций растений неизвестна.

Достоинства метода:

— достаточная степень восстановления эксплантов и окружающей среды от грибкового и дровенового заражения;

— повышение урожайности улучшенного посадочного материала.

Примеры конкретного исполнения.

Пример 1 (контроль №1). Способ заключается в том, что готовят питательную среду по рецептуре Мурашиге-медиа (Состав среды, мг / л: NH ₄ NO ₃ — 1650, KNO ₃ — 1900, CaCl ₂ То 2H ₂ O — 440, MgSO ₄ · 7H ₂ O — 370, KH ₂ PO ₄ — 170, H ₃ BO ₃ — 6,2, MnSO ₄ · 4H ₂ O — 22,3, CoCl ₂ · 6H ₂ O — 0,025, CuSO ₄ · 5H ₂ O — 0,025, ZnSO ₄ · 7H ₂ O — 8,6, NaMoO ₄ · 7H ₂ O — KI OF 0.25 —
0,83, FeSO ₄ · 7H ₂ O — 27,8, тиамина хлорид 0,5, пиридоксин хлорид 0,5, никотиновая кислота — 0,5, метаинит — 100, агар — 8000, вода до 1 л), в среду добавляли регуляторы роста 6-бензиламинопурин (БАП) в концентрации 0,4 мг / л, pH раствора доводили до 5,6. Приготовленный раствор нагревали до 95 ° C, затем разливали по сосудам и автоклавировали при давлении 1 атм, 120 ° C в течение 15-20 минут. После этого в вытяжном шкафу с ламинарным потоком высаживают в питательную среду стерилизованные верхушки концевых участков однолетних побегов (верхушки) или пазушных почек подвоя ММ 106, СК 3, СК 4, СК 7, с изолированным сегментом корень.

Пример 2 (уровень техники). Аналогично примеру 1. Использование среды Мурашиге-медиа с добавлением антибиотика нистатина в концентрации 100 мг / л.

Пример 3. Аналогично примеру 1. Использование среды Мурашиге-медиа с добавлением в качестве дезинфицирующего средства антибиотика Аугментина в концентрации 250 мг / 125 мг / л.

Пример 4. Аналогично примеру 1. Использование среды Мурашиге-медиа с добавлением в качестве дезинфицирующего средства антибиотика гризеофульвина в концентрации 500 мг / л.

Пример 5. Аналогично примеру 1. Использование среды Мурашиге-медиа с добавлением в качестве дезинфицирующего средства антибиотика Ксенакис в концентрации 400 мг / л.

Пример 6. Аналогично примеру 1. Использование среды Мурашиге-медиа с добавлением в качестве санирующего агента антибиотика макропены в концентрации 400 мг / л.

Пример 7. Аналогично примеру 1. Использование среды Мурасиге-медиа с добавлением в качестве дезинфицирующего средства антибиотика цефепима в концентрации 500 мг / л.

Из таблицы видно, что гризеофульвин в концентрации 500 мг / л (пример №4) оказывает стабильно высокое оздоровительное влияние на питательную среду и эксплантаты (средняя выживаемость до 89,3%).

Таким образом, для корректировки подвоев эксплантов SC 3, SC 4, SC 7 и MM 106 при введении in vitro культуры наиболее эффективным является добавление в санитарную среду для посадки антибиотика гризеофульвина в концентрации 500 мг / л. .

Способ клонального микроразмножения подвоев яблони ММ 106, IC 2, IC 3, IC 4, IC 7, отличающийся тем, что на этапах внесения в культуру в среду Мурашиге-медиа добавляют в качестве дезинфицирующего средства антибиотик гризеофульвин 500 мг / л.

Ботаника — otvex.com

Анизотропия растений

Анизотропия растений (от греч. Анисос — неравный, трепо-поворот, прямой) — способность органов растений занимать различные позиции по отношению к воздействиям, исходящим из внешнего мира Пример i…

Aposporia

Aposporia (от греч. apo … «первый» и sporá — «семя») — метод размножения, при котором споры исключаются из цикла развития организма.

Агростология

Агростология (от др.-греч. Γγρωστις, agrōstis — полевая трава, вид травы и т. Д.- греч. Λογία, логия-знание) — раздел ботаники, изучающий травы; наука о травах считается…

Флора России (Интернет-проект)

Флора России — некоммерческий интернет-проект, запущенный в 2019 году на платформе iNaturslist сотрудниками Гербария МГУ для подготовки атлас флоры России На т…

Разделение полов в растениях

Разделение полов в растениях — явление, при котором растения одного вида имеют как мужские (тычиночные), так и женские (пестичные) цветки.Эта особенность растений является адаптацией, которая предшествует…

Фронт цветения сакуры

Фронт цветения сакуры (yap 桜 前線 sakura zensen) в Японии называется распространением цветения вишни. Японское метеорологическое агентство регистрирует раскрытие цветов и полное цветение , из Окинавы в апреле…

Фармацевтическая биология

Фармацевтическая биология — это раздел фармации (или биологии), который рассматривает живую клетку организма как мельчайшую единицу животного организма, а также влияние на нее природных соединений (b…

Размножение растений

Размножение растений — это совокупность процессов, которые приводят к увеличению количества особей определенного вида; растения бывают бесполым, половым и вегетативным (бесполое и половое размножение совпадает с…

Дорсовентрально) анатомия

Анатомия дорсовентрального и изолатерального листа — термин из ботаники.Если палисадная паренхима расположена с одной стороны листовой пластинки, а губчатая — с другой, то лист называется…

Эмбриология растений

Эмбриология растений, или фитоэмбриология, является одним из важнейших разделов ботаники. частная дисциплина в рамках морфологии растений, науки о путях происхождения и образования о…

Хемотаксономия

Хемотаксономия — это отрасль систематической науки, в которой живые организмы (в основном растения) классифицируются по сходству и различия в их биохимическом составе.Основная…

Криптоботаника

Криптоботаника (от греческого «криптос» — скрытый) — исследования, направленные на поиск неизвестных науке растений. Такие растения называют «криптидами». Криптоботанику можно рассматривать как псевдонауку, подобную…

Международный кодекс ботанической номенклатуры

Международный кодекс ботанической номенклатуры (ICBN) — это набор правил и рекомендаций, регулирующих формирование и использование научных названий для растений, грибов и других растений. некоторые другие группы организмов…

Международный ботанический конгресс

Международный ботанический конгресс (IBC) — это международное собрание ученых, занимающихся различными областями ботанических исследований.IBC обсуждает наиболее важные результаты, полученные с помощью различных…

Поликарпических растений

Поликарпических растений (от поли и греч. Karpós — «плод»; лат. Rolycarpicae) — растений, которые неоднократно цветут и плодоносят в течение своей жизни. Практически все поликарпические растения — многолетники. Polycar…

Цветочные часы

Цветочные часы, также называемые Flora Clocks, — это декоративные часы, изготовленные из коллекции травянистых растений, цветы которых открываются и закрываются в определенное время дня.Цветочные (листовые) часы были первыми…

Ботаническая иллюстрация

Ботаническая иллюстрация — это искусство изображения формы, цвета и деталей растений. Ботанические иллюстрации часто печатаются вместе с ботаническими описаниями растений в книгах, журналах,…

Апогамия

Апогамия (Апогаметия; от апо … и гамос-брак) — метод воспроизводства некоторых высших растений, заключающийся в развитии эмбриона из клеток зародыша или зародышевого мешка.Особая…

Цитоплазматическая мужская стерильность

Цитоплазматическая мужская стерильность (CMS, англ. Cytoplasmic мужская стерильность, CMS) — явление полной или частичной стерильности андроцеи высших растений, причиной которого является наличие…

Эффект лотоса

Эффект лотоса — это эффект чрезвычайно низкой смачиваемости, который можно наблюдать на листьях и лепестках растений рода Лотос (Nelumbo) и других растений, таких как настурция, тростник обыкновенный и кошка…

Классификация растительности

Классификация растительности (синтаксономия) — это раздел фитоценологии, который включает теоретическое обучение и практические методы выделения условно однородных типов (фитоценонов) из…

Субальпийский пояс

Субальпийский пояс — это естественный высокогорный пояс в горах. ландшафты которых характерны для умеренных и субтропических широт с преобладанием субальпийских растительных Население и климат…

Диапазон высот

Высотная поясность или высотная поясность — это естественное изменение природных условий, природных зон и ландшафтов в горах по мере увеличения абсолютной высоты (высоты над уровнем моря).…

Пластом

Пластом — генетический материал, содержащийся в пластидах растительной клетки (обычно этот термин используется в отношении хлоропластов). ДНК, содержащаяся в хлоропластах, имеет круговую форму, и ее плотность обычно составляет…

Хемотип

Хемотип — разновидности организмов (например, растения, микроорганизмы), которые обладают различной способностью образовывать определенные химические вещества, метаболиты, но практически неотличимы от внешних воздействий. приметы. Т…

Односемейное жилье

Однодомное (др. — греч.μόνος — один, один и т. д. — греч. oκκία-house) — один из способов современных высших растений избежать самоопыления в пользу более прогрессивного перекрестного опыления, при котором…

In planta

In planta, или in-planta (от англ. «растение») — термин, обозначающий метод прямой трансформации гена растения. Этот метод полезен для тех растений, которые не имеют ткани c…

Ягоды волка

Ягоды волка — собирательное, популярное название ряда растений, плоды большинства из которых обладают токсичными или раздражающими свойствами:

Растение карантин

Карантин растений — комплекс государственных мер, препятствующих проникновению и распространению опасных вредителей, болезней и сорняков сельскохозяйственных культур.Карантин растений направлен на защиту…

Биохимия растений

Биохимия растений — это наука, которая произошла от фитофизиологии, которая изучает молекулярную структуру растительных клеток и химические процессы, происходящие в ней; в его рамках ферменты…

Avxanometer

Avxanometer — прибор для изучения роста растений. Изучать рост растений можно с помощью линейки с нанесенными на нее делениями. Для более тщательных и неглубоких измерений используется горизонтальный микроскоп…

Разнотравье

Разнотравье — сообщество травянистых растений, образованное многочисленными видами злаков, за исключением злаков, бобовых и осок, встречается в травостоях различных видов. луга и степи…

левада

левада (от греч.λιβάδιον — вода, пруд, поле, пастбище) — земля, огороженный или выкопанный луг или пастбище, приусадебный участок земли с сеном, огородом и фруктовым садом или другими деревьями. На юге…

Коллекция семян растений ВИР

Вавиловская коллекция семян культурных растений — это коллекция, собранная советским ученым-ботаником Н.