Химерные растения в культуре тканей

Мэри Погани, Р. Лайнбергер (перевод Петр Лапшин)
Сайт Обмен информацией о культуре тканей растений

Введение

Citrus 'Bizzaria'

Культура тканей стала важным инструментом при размножении растений в течение последних лет. Однако, по наблюдениям, сделанным в исследовательских работах и в коммерческой практике микроразмножения, регенеранты часто отличаются от исходного родительного фенотипа. Вариабельность имеет существенное значение при коммерческом применении технологий in vitro. В некоторых случаях не очень ясно, возникает ли вариабельность при размножении через пазушные или адвентивные почки. При микроразмножении химерных растений, различие в происхождении почки может быть установлено по внешнему виду побегов из адвентивных почек. Кроме того, это можно сделать, если попытаться проанализировать клеточные слои, вовлеченные в формирование адвентивных побегов in vitro на результирующем фенотипе.

Цель настоящего обзора состоит в том, чтобы обсудить литературу по химерам растений в культуре in vitro и оценить роль, которую эти исследования играют в продвижении понимания онтогенеза меристем растений in vitro.

Организация апекса

Организация апексов большинства двудольных соответствует схеме туники-корпуса, предложенной Schmidt (96). Согласно этой схеме, меристематический участок выше самого молодого листового примордия, организован в две зоны клеток, которые отличаются по плоскости деления клеток. Внешняя зона может иметь один или несколько слоев, в которых деление происходит в антиклинальном направлении. Формирующаяся клеточная пластинка ориентируется перпендикулярно к поверхности меристемы и таким образом поддерживается целостность каждого из слоев туники. Внутренняя зона, или корпус, не разделена на слои как туника, и инициалии делятся как в антиклинальной, так и в периклинальной плоскости.

Туника может варьировать от одного до нескольких слоев в зависимости от вида. Инициалии в тунике дают клетки для поверхностных тканей побега, в то время как инициалии корпуса дают материал для внутренних тканей побега. Генотипы в пределах слоев (или гистогенов), обычно довольно стабильны. Однако, картина может изменяться из-за случайных периклинальных делений в пределах туники. LI генотип может переместиться в положение LII. LII может переместиться LIII и т.д. Размещение клеток в пределах меристемы, в которой происходит перемещение, определяет степень фенотипического проявления признаков. Если замещение происходит около апикального купола, изменение может быть включено в последующие клетки, следующие из деления апикальных инициалий, и фенотип может измениться. Однако, если замещение или перестройка происходят в краях меристем, где клеточных делений меньше, тогда фенотип может изменяться в только одном секторе побега, листа, или области одного листа.

Тот же самый сценарий может быть и у меристем адвентивных побегов. Меристема побега может включать все, некоторые, или не включать клетки любого генетического компонента химеры. В таких условиях могут формироваться периклинальные, мериклинальные или секторные химеры в адвентивных побегах. Нехимерные побеги могут возникать как продукт любого из генотипических компонентов химеры. Здесь нужен генетический анализ этой химеры. Для наблюдаемх химер получение разнокачественных адвентивных побегов это инструмент, чтобы изучить локализацию тканей химеры и гистогенез побега.

Типы химер, обозначение слоев

Химерные растения могут возникать при прививке, в результате спонтанных мутаций, индуцированнго мутагенеза, пересортировки смешанных прививок, регенерации из смешанных каллусных культур, или как продукт слияния протопластов (112). Один из самых ранних описанных случаев получения прививочных химер - это сорт цитрусовых 'Bizzaria', который возник в конце 17-го века после того, как отросток кислого цитруса был привит на подвой цитрона (112). Огромное большинство химер с пестрыми листом возникло из-за спонтанных ядерных или пластидных мутаций (56). Чтобы стимулировать цитохимеры у плодоносящих растений широко использовался колхицин (32).

Структурная классификация химер включает периклинальные, мериклинальные и секторные химеры. Периклинальные более устойчивы, расположение на побеге как "рука в перчатке", области туники-корпуса. Мериклинальные химеры - тип периклинальных, где мутировала только часть слоя. Секториальная - когда мутантный целый сектор через все апикальные слои. Обычный метод описания генотипов областей туники и корпуса - использование сокращений L.I, L.II, и L.III, начиная с внешнего слоя. Второй слой туники вглубь и далее - корпус (95).

Например, химерное растение по уровню плоидности, или цитохимера, с диплоидным слоем LI и тетраплоидными LII и L.III было бы обозначено "2-4-4". Вариегатное химерное растение с мутантным по хлорофиллу (albino) внешним слоем туники, лежащий поверх нормальной внутренней ткани было бы мы обозначено как WGG-химера (W - белая ткань или albino; G - зеленая ткань); в то время как растение с нормальным наружным слоем, вторым мутантным слоем, и внутренним нормальным корпусом, было бы обозначено GWG, и так далее. Такие химеры, основанные на внешнем виде листьев и других органов, образованных производными апикальной меристемы (как в случае химер по хлорофиллу) не всегда могут быть распознанны визуально, если нет четких отличительных признаков. Такие химеры не обнаруживается в клетках меристемы туники и корпуса непосредственно (32).

Photo 2. Citrus fasciata	Photo 3. Citrus fasciata	Photo 6. Citrus Consolei
Photo 7. Citrus medica	Photo 8. Citrus medica	Photo 9. Citrus medica

Развитие растения

Факт, что побеги у периклинальных химер сохраняют иерархию апикальных слоев верхушечных апикальных меристем, означает, что производные апикальных слоев поддеривают свою позицию вниз через область инициации листьев (105). Значение этого явления состоит в том, что некоторые легко диагностируемые черты химеры, такие как изменение плоидности, мутанты по пластидам, и клетки "без шипов" (как у малины, например), могут очень эффективно действовать как маркерные гены при развитии вегетативного тела растения. Изучение цитохимер очень полезны для демонстрации онтогенетического происхождения различных тканей и органов тела растения. Эти работы были рассмотрены подробно Dermen (32) и Tilney-Bassett (112), и в нашей работе мы не будем повторять эту дискуссию. Хотя некоторые вариации наблюдаются, несколько общих мест могут быть выведены при изучении этих цитохимер, что касается онтогенеза листьев, стеблей, цветков и корней. Из слоя LI туники у двудольных обычно происходит только эпидермис. Из LII - гаметы и этот слой вносит вклад в формирование флоральных органов. Листья обычно происходят либо от LII или от LII вместе с LIII. Ствол и ткани корня возникают из LIII.

Эффект происхождения побега на растении на поддержание химер

Боковые почки закладываются апикальной меристемой таким образом, что в них поддерживаются все три слоя. Адвентивные почки отличаются, разумеется, от ранее организованной меристемы (37). Таким образом, для поддержания периклинальной химеры при вегетативном размножении очень важно использовать методы, при которых новые побеги происходят от пазушных почек (32, 47). Получение адвентивных побегов обычными методами размножения, заканчивается разделением химер на составляющие генотипы. Bateson (8) пишет: "Если побеги, индуцированные на корнях отличаются от стеблевых, мы можем утверждать, что это растение - периклинальная химера" (8). Также Bateson приводит несколько случаев, когда растения, полученные от корневых побегов у Bouvardia и у королевских гераней были нехимерными производными и соответствовали генотипу корпуса LIII, сравнительно с первоначальной химерой по признаку цвета цветка.

После удаления всех пазушных почек у однолетних деревьев у цитохимеры 2-4-4 у Malus 'Kimball Giant McIntosh' и адвентивные почки были получены в междоузлиях. Выросло несколько диплоидных и один тетраплоидный побег. Исходя из этого Stewart повторно охарактеризовал эти химеры как 2-4-2, заявляя, что деревья "не могли быть 2-4-4 химеры, так как в этом случае могли развиваться только тетраплоидные побеги". Таким образом, замечено, что стимуляция образования адвентивных почек из участков междоузлий побегов также дает информацию относительно состояния слоя LIII также, как и получение побегов от корней.

Значительная гетерогенность наблюдалась в плодоносящих деревьях, полученных стимуляцией адвентивных побегов от лишенных пазушных почек нескольких сортов Malus (29). При этом сорта 'Richared' и 'Bridgham Red Delicious' возвращаются к оригиналу - сорту 'Delicious' по признаку пигментации плода. В работе предполагается, что эти сорта дали мутации в слое LI. Большинство экземпляров от адвентивных почек у сорта 'Redspur' были очень похожи на исходный сорт, если бы не три дерева, два из которых имели более темные красные цветное плоды, и один был карликовым. Полосатый спорт 'McIntosh', размноженный адвентивными побегами дал деревья с полностью покрытым налетом плодами, указывая на мутацию в LI, которая, вероятно, и вызывала полосатый спорт.

Удаление всех пазушных почек у 16 культиваров хризантемы 'Indianapolis', чтобы посмотреть адвентивные побеги показали, что двенадцать из этих культиваров были периклинальными химерами; что эти побеги происходили как минимум из двух различных слоев, и что они также были периклинальными химерами (106). В то время как адвентивные побеги обычно происходят из одного клеточного слоя, что объясняет их нехимерный характер (6, 16, 103). В этой работе Stewart и Dermen (106) получили 27 из 80 адвентивных побегов, которые были все еще химерными. Они считают, что "области, в пределах которых были заложены все адвентивные побеги, были сформированы клетками, производными от всех трех слоев апекса".

Когда незрелые листья у пластидных химер или цитохимер табака были укоренены обычными методами, были получены только нехимерные растения. Адвентивные побеги происходят в этом случае от "единичных клеток или маленьких локусов клеток корковой паренхимы LII или LIII" (18). Нехимерная природа всех полученных растений, показывает, что они все производные одиночных апикальных клеток, которые были вовлечены в формирование адвентивных побегов.

Стимуляция адвентивных почек от клубней с удаленными глазками использовалась как метод для характеристики строения LIII в химерах картофеля (48).

Группа химерных сортов Saintpaulia с полосатыми цветками типа "Pinwheel", как известно, производят почти исключительно нехимерное, не соответствующее сорту потмство от адвентивных побегов, происходящих от листа (39). На этой группе химерных сортов Saintpaulia были сделаны обширные исследования по культуре тканей.

Манипуляции in vitro c химерными растениями

Известно, что при культивировании in vitro в течение некоторого времени существует тенденция к образованию периклинальных химер (43). Чтобы поддерживать исходные культивары при клональном микроразмножении желательно избегать сегрегации химер при работе. Селекционеры рассматривают сегрегацию химер как полезный способ получить новые генетические перестройки (88). Большинство химер имеют тенденцию разделяться или перестраиваться в условиях in vitro. Множество различных перестроек химер может быть получено от единичных культиваров. Анализ перестроек химер облегчает изучение онтогенеза и сегреганты могут быть самостоятельно полезны как новые клоны. Несколько меньше литературы существует по целенаправленным попыткам синтезировать химеры, используя методы in vitro.

Разделение химер, варианты, перестройки: подходы к изучению

Бегония (Begonia)

Культивирование частей листа и ножки цветка у двух сортов Begonia Х hiemalis, полученных через прямое формирование адвентивных побегов. Сорт 'Aphrodite Pink' показывал меньшее варьирование, чем 'Schwabenland Red' дававший почти 45% фенотипических вариантов после трех циклов размножения (114). Был получен более высокий процент вариантов, когда для размножения были выбраны меньшие побеги. Предполагается, что такие побеги, возможно, были адвентивными сегрегантами. Bigot (11), однако, не получил изменений в течение культивирования in vitro сортов 'Rieger' и 'Schwabenland'.

Хризантема (Chrysanthemum)

Одна из ранних работ на культуре тканей периклинальной химеры - Bush и др. (19), которые работали с Chrysanthemum morifolium сорта 'Indianapolis'. При регенерации из лепестковых сегментов, лепесткового эпидермиса и эксплантатов концов побегов, авторы нашли намного больше изменений у тканей из лепестковых сегментов и эпидермальных культур чем в случае с верхушками побегов. Они полагают, что слой LI мог переместиться в положение LII у приблизительно двух третей побегов у растений, полученных от верхушек побегов, и у всех растений, полученных из каллусной культуры. Это показано присутствием каротиноидов в мезофилле лепестков у регенерировавших растений. При сравнении с исходным сортом, который имеет антоцианы и каротиноиды в LI, но не в бесцветном LII. Пара-мутация, истинная мутация и эффекты окружающей среды указывались как дополнительные возможные причины для наблюдаемых изменений, но Bush с соавторами также заявили, что "весьма вероятна перестройка слоев химеры, которая может влиять на различия в генах и не только тех, от которых зависит цвет". Также авторы отметили, что они представили данные относительно очень ограниченного числа первоначальных эксплантатов; один основной лепестковый сегмент, давший 102 растения, один лепестковый сегмент, давший 114 растений, а количество эксплантатов от верхушек побегов не было определено.

В суспензионной культуре клеток C. morifolium 'Indianapolis Pink' 37% (93/249 растений-регенерантов) отличались от исходного сорта (91). Как объяснение 63% регенерантов, эти авторы полагают, что возможны шесть генотипов, которые могли дать одинаковый фенотип. Далее предлагалось, что адвентивные побеги в этой системе могли иметь многоклеточное происхождение. Cassells и Kelleher (22) получили растения-регенеранты у C. morifolium от цветочных лепестков и предположили, что адвентивные почки были заложены в слое LII и имели многоклеточное происхождение. Через 9 лет после введения в культуру, регенеранты от каллуса листа у 'Indianapolis White Giant N4' были получены различные ненормальности, включая аберрантные формы, быстрый верхушечный рост, вариации формы листьев, а также чахлый рост (109). Фенотипические вариации, наблюдаемые у всходов C. morifolium различаются в зависимости от источника эксплантата: от верхушек побегов оказывается наиболее устойчивые, а от сегментов стебля - наименее устойчивые (75).

Гвоздика (Dianthus)

Раннее наблюдение за разделением химер in vitro было сделано на культурах Dianthus caryophyllus 'William Sim' индуцированных от верхушек побегов (43). Не было представлено никаких данных относительно частоты вариаций, только упомянуто, что сорт "иногда возвращается" к генотипу внутреннего слоя. Дальнейшая работа над обоими химерными и нехимерным культиваром D. caryophyllus закончилось разделением химер, когда культивировали меристемы и мацерированные побеги (51). Однако по наблюдениям Hackett и Anderson (43), адвентивные побеги, как им казалось, происходили в этом случае из LI.

Табак (Nicotiana)

Пестролистные химеры у табака были разделены на зеленые и белые сегреганты in vitro (83). Относительно низкий процент (8%) химерных регенерантов был получен от культуры листовых дисков у N. tabacum, N. glauca и межвидовых периклинальных химер из этих двух разновидностей (64). В этой работе наблюдали 4 различных перестройки, указывающие, что любой или все гистогенные клеточные слои могли участвовать в формировании адвентивных зародышей (95 и 70 эксплантатов были культивированы на BA и кинетине: 37 химерных (и 266 нехимерных) были сформированы на BA, 14 химерных (и 341 нехимерных) были получены на кинетине.

После культивирования тонких клеточных слоев от апикального купола, и девяти пазушных почек от единичного секториального мутанта с рифленым листом у Nicotiana tabacum, два из 61 регенерировавших растений имели рифленые листья. Это указало, что адвентивные побеги гладкого фенотипа возможно имели происхождение от слоя LI (54). Мутация "рифленого листа", казалось, локализовалась в LII и/или в LIII. Использовались тонкие клеточные эксплантаты, потому что растение было инфицировано вирусом табака TVMV, и были желательны здоровые растения.

Пеларгония (Pelargonium)

Химеры у Pelargonium были выделены из сусперзионной культуры протопластов листа (53), каллусной культуры (21, 23, 100) и культуры верхушек побегов (23). Cassells (21) использовал результаты работы с культурой тканей как доказательство, что культивар, использовавшийся в работе, был химерой. Оба из изученных Cassells и Minas (23) вариегатных химер Pelargonium подверглись разделению химер через культуру каллуса, в результате получили только полностью белые и полностью зеленые потомки и ни одного вариегатного. Сорт 'Mme Salleron' мог быть размножен только верхушками побегов, в то время как 'Mrs Cox' дал перестройки химеры. Авторы установили, что культура апексов побегов в их условиях дает "быстрое получение пазушных почек".

Работая с культурами каллуса сортов душистой герани, Skirvin и Janick (100) наблюдали высокую вариабильность среди клонов из каллусов, приписывая эти вариации одному или более факторам, включая разделение химер, изменениям плоидности, хромосомным заменам и генным мутациям. Новый сорт, полученный в этой работе, имел удвоенное число хромосом по сравнению с исходным генотипом и он был выпущен в производство. Может быть это первый сорт, разработанный через культуру тканей (101).

Малина (Rubus)

McPheeters и Skirvin (70) выращивали более чем 900 растений Rubus laciniatus 'Thornless Evergreen' (без шипов) от верхушек побегов, получая 53% химер без шипов и 47% карликовых побегов, а также чистые растения без шипов. Мутантный слой у сорта 'Thornless Evergreen' локализован в LI и растения, полученные из тканей этого слоя оказываются неспособными иметь колючки, в отличие от растений, производных от слоев LII и LIII. McPheeters и Skirvin были удивлены не получить соответствующее соотношение для нехимерных колючих побегов (от производных LII и/или LIII) и заключили, что условия культуры тканей должно быть, не были сответствующими для формирования таких побегов. Т.к. в полувых условиях околюченные побеги растут более энергично, чем лишенные шипов, удивительно, что их не возникло по крайней мере несколько. При их условиях, LI участвовал в формировании всего побега, образовании пазушных и адвентивных почек, в то время как LII и LIII, очевидно, были вовлечены только в формирование пазушных почек. Существует возможность, что эпидермальная ткань в прямом контакте со средой, возможно, так быстро ответила формированием побегов, что внутренние ткани не успели среагировать.

Hall и др. (44) индуцировали формирование каллуса у эксплантатов меристем Rubus sp. сорта 'Thornless Loganberry' (без шипов) с целью разделить слои ткани этой химеры с целью поиска растения полностью без шипов (44). Только 3 побега были получены от каллуса, каждый из которых дал растения которые были полностью без шипов. Из 100 семенного потомства, 63 были без шипов, что доказывает, что растения-регенеранты по крайней мере из слоя LII (также как и LI) является генетически без шипов.

Африканская фиалка (Saintpaulia)

Анализ онтогенеза адвентивных побегов у Saintpaulia связано со значительными противоречиями. Naylor и Johnson (78) получили результаты, указывающие что адвентивные побеги происходят от одной эпидермальной клетки, хотя они также отметили, что "смежные клетки эпидермы и паренхимы в пределах черешка влияют на формирование побега". Эти авторы заявили, что в обычном размножении как от черешка, так и от ткани листовой пластинки, адвентивные побеги происходят от эпидермальных клеток.

Культура тканей Saintpaulia широко использовалась, чтобы проверить эту "одиночно - клеточную" гипотезу происхождения. Norris, Smith и Vaughn (81) указывают, что "адвентивные побеги у Saintpaulia in vitro имеют многоклеточное происхождение", и что "все слои ткани листа вовлечены в формирование адвентивных зародышей". Большое количество пестролистного потомства от предположительно химерных растений сорта "Tommie Lou" "все были идентичны первоначальной химере".

Выводы, полученные Norris и др. (81) были подвергнуты сомнению несколькими авторами. На основе наблюдаемой картины фенотипа у регенератов по результатам наследования вирусной мозаики у секций листьев и черешков, Marcotrigiano и Stewart (68) опровергли эти заключения: "сорта, использованные в работе Norris и др. не были периклинальными химерами" и что "их результаты дают определенное доказательство, что одинаковая генетическая информация, управляющая проявлением вирусной мозаики листа, находится во всех клетках во всех слоях листа", то есть, что пестролистность типа "Tommie Lou" - это вирусная мозаика, а не химера.

Sunblade и Мейер (108) также культивировали in vitro ткани листа "Tommie Lou" и получили вариегатные растения, но заключили, что эти результаты "могут подразумевать, что системы окраски листа у некоторых геснериевых находятся под генетическим управлением даже при том, что образцы напоминают химеру". В их возражениях на заключения, достигнутые Norris и др. (81), Broertjes и van Harten (17) заявили, что "это кажется наименее вероятным, что культивирование реальных периклинальных химер in vitro, с использованием эксплантатов без пазушных почек, приводит к образованию только вариегатных потомков. Каждый предпочел бы ожидать значительную часть нехимерных растений, с генетическим строением одного из слоев, составляющих исходную химеру". Preil (88) также сомневался, что растения, описанные Norris, Smith и Vaughn (81) были истинными периклинальными химерами, отмечая, что "удивительно, что потомки от химеры могли быть получены через адвентивные зародыши, и что все они имели многоклеточное происхождение".

Результаты Peary и др. (85) показали, что образец вирусной мозаики листа и 'Tommie Lou' и 'Candy Lou' (культивар с полосатым химерным цветком и типом пестролистности листа как у 'Tommie Lou') был устойчив через культуру тканей: из более чем 1300 растений, полученных от листовых, лепестковых и субэпидермальных эксплантатов, фенотип с химерным полосатым цветком 'Candy Lou' регистрировался с низкой частотой - 3%, что указывает на то, что окраска цветка имеет химерное происхождение, но листья - не химерное. Интересно, что раскраска цветка у другого сорта с полосатыми цветками была также нестабильна при использовании этих эксплантатов, но регенеранты от целых соцветий давали растения как у исходного сорта (60). В этом случае очевидно, что в аксиллах соцветий имеются вегетативные почки, которые наследуют химерную организацию.

Другие травянистые химеры

Побеги, полученные от верхушек побегов земляники Fragaria vesca 'albo-marginata' давали 86.9% или большее количество фенотипически различных побегов в присутствии бензиладенина в концентрации больший чем 1.3 uM (67). Появились ли эти побеги от пазушных или адвентивных почек, было выполнено гистологическое исследование, но было невозможно отличить хлорофильную химеру от нехимеры анализом апексов побегов (32). Было предложено, что возможно появление части побегов от аксил листа за счет внешних клеточных слоев, периклинально замещающих внутренние слои.

Поразительная особенность земляники, что она легко образует фенотипические варианты на относительно низких концентрациях цитокининов (1.3 uM BA). На 4.4 uM BA, 5 исходных эксплантатов дали 310 растений в двух 5-недельных циклах. Это замечательно высокая норма размножения, теоретически достаточная, чтобы получить миллион побегов в год от одного эксплантата. Формирование адвентивных почек было со средним коэффициентом размножения 8 каждые 5 недель.

Имеется немного сообщений относительно химер у других травянистых растений, кроме описанных выше, которые были бы достаточно исследованы на предмет разделения химер in vitro. Разделение на составляющие генотипы было получено у некоторых пестролистных бромелиевых - Ananas comosus variegatus, Cryptanthus 'It', и Aechmea fasciata 'albo-marginata' (52), у Episcia сорта 'Ember Lace' и 'Cleopatra' (12), Ajuga reptans 'variegata' и 'Burgundy Glow' (117), у Dracaena marginata 'Триколор' (26), и синецветкового сорта Freesia (9).

Chin (25) разделил листья Episcia cupreata 'Pink Brocade' на красные, белые и зеленые ткани, получая зеленые и белые растения. Растения, полученные из пазушных почек Hosta decorata 'Thomas Hogg', которые потеряли характерную белую окантовку листа во время культивирования in vitro, восстановили ее после 5 месяцев хранение при 3-6 C, но были ли это растения адвентивного происхождения, не было упомянуто (84).

Pierik и Steegmans (87) отметили, что разделение химер произошло в культуре у вариегатной формы Yucca elephantipes с желтый окантовкой. Когда уровень BA был слишком высоким, появлялись зеленые побеги. В отличие от наблюдения Zilis и др. (117), что понижение уровня цитокинина приводило к уменьшению количества нетипичных побегов у Ajuga reptans. Lineberger и Wanstreet (61) не нашли никакую существенную разницу в количестве фенотипических вариантов у 'Burgundy Glow' при сравнении результатов двух обработок регуляторами роста. Они получили приблизительно 30% нетипичных пбегов при любой обработке. Большинство аномальных форм были "розовыми по зеленому" или преимущественно бронзовой окраски. Также наблюдали полностью розовые растения.

Другие древесные химеры

Очень мало литературы существует о культуре тканей древесных химерных растений. Малина была обсуждена выше. Культура апикальных фрагментов Vitis vinifera 'Meunier' - периклинальной химеры, обладающей tomentose генотипом в LI, закончилась развитием прямых адвентивных побегов (98). Из 134 полученных растений, 52.2% были секториальными химерами с лысыми секторами, в то время как возникло одно полностью лысое растение, возможно от внутренних тканей. Другие всходы внешне походили на 'Meunier'. По крайней мере в случае секторных химер, адвентивные побеги в этой системе должны иметь многоклеточное происхождение.

Во время формирования адвентивных побегов на культивируемых эксплантатах листа Liquidambar styraciflua 'Variegata', наблюдали три новых перестройки вирусной мозаики, из которых два были укоренены и выращены (14). Было далее отмечено, что все три новых перестройки: 'W', 'G/W' и 'W/G' экспрессировали окраску листа in vitro, принимая во внимание, что культуры 'variegata' имеют обычно пятнистую желтую и зеленую палитру, появляются зеленые во время культивирования in vitro.

Получение химер in vitro

Значительный интерес к химерам растений пришелся на конец 1800-х - начало 1900-х из-за необычных случаев "прививочных гибридов" типа 'Bizzaria' цитруса и Laburnocytisus adamii (112). В области экспериментального получения прививочных химер, основные работы были сделаны на Solanaceae (115, 116). Чтобы получить прививочную химеру, отросток прививают и удаляют все почки, формируется каллус в месте прививки и из него получают побеги. Некоторые из этих адвентивных побегов могут быть химерными (79). Прививочные химеры химерны по многим признакам.

Этот метод перспективен для создания вететативным путем устойчивых к болезням или насекомым сортов растений. Например, получение устойчивых к белокрылке прививочной химеры Solanum pennellii + Lycopersicon esculentum (27).

Основное требование при прививке и в культуре тканей, чтобы получить химерную меристему, адвентивные почки должны возникнуть совместно от отдельных генотипов. Carlson и Chaleff (20) кокультивировали химерный каллус Nicotiana tabacum и амфиплоидного гибрида между N. glauca и N. langsdorfii и получили около 7000 регенерантов. Большинство этих побегов было вероятно одноклеточного или несколько-клеточного происхождения, но они не были химерами. Но в работе Marcotrigiano и Gouin, работавшие с albino и зелеными клеточными линиями от N. tabacum (65), был получен небольшой процент - 0.4% (28/7000) химер многоклеточного происхождения. Они Считают эффективным регенерацию из каллуса, полченного от смешанных клеточных суспензий. Однако, немного химер были получены таким образом: 4 из 1321 растений. Они предположили, что малое число клеток или, возможно, одна клетка, были вовлечены в формирование адвентивных зародышей или химерной меристемы. Или, возможно, их сформировавшихся первоначально химер был затем элиминирован один генотип за счет диплонтного отбора.

Marcotrigiano и Gouin (66) не получили никаких химерных побегов из 871 растений-регенарнтов из химерного каллуса, но получили 3 межвидовых мериклинальных химеры из 209 адвентивных побегов от объединения привитых растений. Они заявили, что "отсутствие химер в культуре тканей говорит, что организация побега in vitro и в естественных условиях может отличаться". Это может быть объединение побегов при прививке, что более вероятно, чем многоклеточное происхождение адвентивных почек, но условия in vitro могут допускать такое быстрое деление клеток и формирование гомогенных кластеров, что это препятствует формированию химерных меристем.

Резюме

Методология культуры тканей обеспечивает удобный способ разделения растительных химер на их составляющие генотипы. Создает условия, при которых формируются адвентивные побеги (лист или культура каллуса, суспензионная культура, высоэффективное рост побегов) стимулируют разделение генотипипов у химер. Эта генотипическая сегрегация может подтверждать химерный характер рассматриваемого сорта, и может позволять делать выводы относительно онтогенеза in vitro формирование адвентивных побегов. Надежное микроразмножение химер, хотя трудно, но может быть выполнено при соответствующих условиях. Перестройка существующих химер и получение новых химер не часто достигается методами in vitro, но может обеспечивать возможность создать новые фенотипы вегетативными методами.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Украшения из природного камня: бусы. Бисероплетение: деревья из бисера Посмотреть