В «НИИСХ Крыма» создали новый сорт шалфея мускатного

Сорт шалфея мускатного Селинж, полученный с использованием биотехнологических методов культуры каллусных тканей in vitro

Источник: scientificrussia.ru

В ФГБУН Научно-исследовательском институте сельского хозяйства Крыма несколько десятилетий проводятся исследования в области биотехнологии. Цель исследований – создание новых генотипов эфиромасличных растений (лаванды, кориандра, шалфея, розы, душицы, герани, тысячелистника и др.) с использованием приемов клеточной инженерии. Как пример удачного использования биотехнологических методов – работа по получению нового сорта шалфея мускатного.

Ранее для получения исходного материала использовались традиционные приемы – отбор из гетерогенных семенных популяций, гибридизация, коллекционный материал, полиплоидизация. Современные биотехнологические методы клеточной и генной инженерии кардинально меняют процесс селекционной работы и позволяют существенно повысить генетическое разнообразие получаемого исходного селекционного материала и ускорить традиционный процесс получения сорта.

В ФГБУН «НИИСХ Крыма» впервые в мировой селекции шалфея использовали исходный материал, полученный с привлечением разных методов биотехнологии. Для этого предварительно в лаборатории биотехнологии были разработаны клеточные технологии, основанные на культивировании изолированных тканей и органов в асептических условиях in vitro.

Один из методов – это получение растений из каллусных культур. Для этого вначале из листьев на оптимальной питательной среде получают каллусную ткань, представляющую собой неорганизованно растущую массу недифференцированных клеток. Затем на среде другого состава из каллуса в результате индукции морфогенеза начинают развиваться почки и побеги. В результате из отдельных клеток в пробирке можно получить микрорастение. В дальнейшем его адаптируют к обычным нестерильным условиям выращивания и переносят в полевые условия. Растения-регенеранты могут генетически отличаться от исходных сортов из-за наличия в каллусной культуре, так называемой сомаклональной вариабельности. Это обусловлено тем, что среди каллусных клеток возрастает число мутантных клеток с изменениями на уровне отдельных генов, хромосом или целых геномов. Изучение полученных из каллусов растений шалфея показало, что у них расширяются пределы изменчивости разных хозяйственно ценных признаков по сравнению с исходным родительским сортом.

Основная задача селекции эфиромасличных культур создание высокопродуктивных сортов, обладающих широкой адаптивностью к изменению условий внешней среды, устойчивостью к болезням и вредителям. Начальный этап при создании сорта – получение исходного материала. В связи с этим важно всестороннее расширение базы исходного материала и выделение генотипов с ценным потенциалом.

Ещё один биотехнологический метод создания исходного материала – использование культуры изолированных зародышей при получении отдалённых гибридов. При гибридизации с использованием разных видов растений зародыши часто гибнут на ранних стадиях развития и поэтому получить гибридные проростки обычным способом невозможно. У шалфея после искусственной гибридизации Salvia sclarea х S. grandiflora были выделены зародыши. Их культивировали на питательной среде определённого состава, а затем гибридные проростки после адаптации переносили в полевые условия.

Клеточная селекция – ещё один метод получения исходного материала. Изолированные зародыши шалфея культивировали на средах, содержащих осмотически активные вещества (сорбит или маннит). В таких селективных условиях отбирали формы, устойчивые к действию осмотического стресса.

Благодаря этим методам, получен новый исходный селекционный материал, с которым в дальнейшем вели селекционную работу. Основной метод дальнейшей селекции – индивидуально-семейственный отбор. Выделенные формы в течение почти 10 лет прошли полный цикл селекционного процесса – от питомника исходного материала до питомника конкурсного сортоиспытания.

Регенерация побегов в каллусной культуре шалфея мускатного in vitro

При этом анализировали образцы, полученные разными методами клеточной инженерии. На заключительном этапе, в питомнике конкурсного сортоиспытания, изучены 3 лучших сортообразца, выделенных в селекционном питомнике: № R3-1-6 (регенерант получен из каллусной ткани сорта С-785); №1-01 (межвидовой гибрид S. sclarea x S. grandiflora, получен в эмбриокультуре); № 226-08 (образец отобран при культивировании зародышей сорта Тайган на фоне осмотического стресса). Анализ сортообразцов шалфея на протяжении трёх циклов изучения позволил выделить наиболее урожайный сортообразец № R3-1-6.

По результатам конкурсного сортоиспытания подана заявка на регистрацию нового сорта шалфея мускатного Селинж. Сорт двулетний, позднеспелый. По данным конкурсного сортоиспытания урожайность соцветий 162 ц/га, массовая доля эфирного масла – 0,987 % (в пересчёте на абсолютно сухую массу), содержание линалилацетата в эфирном масле – 55,6%, сбор эфирного масла – 51,5 кг/га. Высота растений – 130-140 см. Полученный сорт по урожаю соцветий и сбору эфирного масла превосходит контрольный сорт Тайган в 1,2 и 1,4 раза соответственно. В настоящее время проводится первичное семеноводство, и полученные семена в следующем году будут использованы для передачи производителям.

Проростки, полученные в культуре изолированных зародышей шалфея мускатного in vitro

«Лаборатория биотехнологии ФГБУН Научно исследовательского института сельского хозяйства Крыма работает в области биотехнологии эфиромасличных растений более трех десятков лет. И, конечно, выполняя фундаментальные исследования, мы стремится к тому, чтобы они нашли выход в практику. Наша цель – видеть свои растения не только в пробирках, но и на полях.

Поэтому мы всегда стараемся вникать в проблемы, которые возникают у селекционеров и семеноводов, и разрабатывать такие технологии, которые помогли бы им решить важные задачи, стоящие перед растениеводством. Многие наши растения, полученные из пробирок, выращиваются на полях и изучаются в селекционном процессе. Шалфей – это один из первых сортов, полученных с использованием биотехнологический приемов.

Данный сорт мы создавали достаточно долго, много лет изучали исходный селекционный материал, который был получен различными методами клеточной инженерии. Мы рады, что разработки нашей лаборатории, наконец-то, нашли отражение в создании нового сорта.

Надеемся, что он будет интересен производителю. Изучали мы его на протяжении нескольких лет и полученные в полевых испытаниях данные показывают, что он существенно превосходит последний районированный сорт по урожайности и сбору эфирного масла. Думаем, что он будет востребован теми хозяйствами, которые занимаются выращивание шалфея», — рассказала доктор биологических наук, заведующая лабораторией биотехнологии ФГБУН «НИИСХ Крыма» Наталья Алексеевна Егорова.

Информация предоставлена Научно-исследовательским институтом сельского хозяйства Крыма

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *