Наряду с составом питательной среды решающую роль в успешности введения в стерильную культуру в целом играют другие абиотические факторы окружающей среды, такие, как освещенность (качественный и количественный состав света, фотопериод), температура, влажность.
Температура. Для большинства эксплантов декоративных растений температурный диапазон должен находиться в пределах 22-27°С. На начальных этапах адаптации эксплантов к условиям асептической культуры желательно поддерживать одинаковую температуру. Периодические изменения температуры благоприятно сказываются на эксплантах луковичных растений (Grabowski et al., 1987). Температурный диапазон, при котором лучше всего протекает регенерация луковичек, индивидуален. Для видов, имеющих в своем годичном цикле развития период покоя, рекомендуется временное содержание при пониженных температурах в периоды, совпадающие с покоем в септических условиях.
Освещенность. Качественный и количественный состав света (видимого излучения) и фотопериод – важнейшие факторы, непосредственно влияющие на морфогенетические проявления в культуре растительных тканей in vitro. В литературе данные о влиянии света на культуру изолированных клеток и тканей растительного организма достаточно ограничены и эпизодически освещают те или иные аспекты, касающиеся этого вопроса. Так, в работе Т.Н. Константиновой и соавт. (1987) изучалось комплексное влияние красного и синего цветов видимого излучения в совокупности с различными регуляторами роста на процессы морфогенеза у эксплантов табака и картофеля. Установлено, что рост каллуса у табака и стебля у картофеля активировался красным цветом излучения при любом соотношении фитогормонов в среде. Образование корней у табака стимулировалось синим цветом при наличии индолил-3-уксусной кислоты (ИУК) в среде, образование цветочных почек – кинетином в условиях красного и ауксином в условиях синего цвета излучения. Клубнеобразование у картофеля усиливалось кинетином при синем цвете и ауксином – при красном. Полученные данные свидетельствуют о взаимном влиянии света и фитогормонов на процессы роста и дифференцировки высших растений.
Не менее интересные данные о результатах исследования взаимного влияния температуры и света на рост тканей и морфогенез в асептических условиях представлены в монографии W. Huges (1981). Рассматривая активную роль света в указанных процессах, автор акцентирует свое внимание на роли фотосинтетических пигментов, фитохромов, действии синего цвета излучения, явлении фотопериодизма и интенсивности освещения. Показано важное значение предварительной обработки экспланта низкими температурами, а также совместное влияние температуры и фитогормонов. Отмечена роль этилена, углекислого газа, этанола и ацетальдегида. Автор приходит к выводу о том, что при работе с растительными тканями в асептических условиях нельзяограничиваться применением стандартных приемов культивирования, необходимо модифицировать и изучать действие различных абиотических факторов.
При исследовании влияния света на рост и развитие растительных культур in vitro следует иметь в виду, что силикатное стекло, из которого обычно сделаны культуральные сосуды, задерживает часть спектра. Индукция каллусообразования у многих видов растений более активно происходит в темноте, тогда как процессы ризогенеза интенсифицируются при перенесении тканей на свет. На свету начинают активно формироваться комплексы фотосинтетических систем, растения-регенеранты приобретают характерный габитус и в дальнейшем их можно размножать микрочеренкованием. Потребность в освещении – индивидуальная характеристика, которая, вероятно, определяется у различных культур генетически, поэтому трудно вывести общее правило. В каждом случае режим освещения приходится подбирать индивидуально.
Для индукции ростовых процессов культурам зародышей и протопластов достаточно освещенности 500-1000 лк, для индукции размножения протокормов орхидей – 1000-3000 лк. Освещенности в пределах 2000-3000 лк требует основная масса культур на начальном этапе введения. Оптимальным для дальнейших процессов органогенеза и микроразмножения является 8-12-часовой фотопериод.
Положение экспланта на поверхности среды и в пространстве. Принимать во внимание положение экспланта относительно поверхности среды имеет смысл тогда, когда речь идет о культивировании на твердых агаризированных средах. Размещая эксплант на поверхности среды, надо учитывать его полярность. Не рекомендуется сильно углублять ткани экспланта в толщу среды, чтобы сохранить нормальный доступ кислорода к поверхностным тканям. Во многих случаях при нарушении этих рекомендаций наблюдаются изменения в развитии растений-регенерантов, их формы и фенологии.
Источник: Биотехнология тропических и субтропических растений in vitro
Автор фото в статье: Ляпустина Е.В.