Оздоровление посадочного материала

Оздоровление начинается с момента стерилизации экспланта в асептических условиях бокса, а именно – с обработки ткани антибиотиками. Этим приёмом удаётся освободиться, главным образом, от бактерий, грибных инфекций, нематод. Вирусы, вироиды, микоплазмы остаются в тканях инфицированных растений. Именно из-за вирусных болезней погибает от 10 до 50% урожая сельскохозяйственных культур, размножающихся вегетативно. Некоторые бобовые растения (например, соя) могут передавать вирусы даже при семенном размножении.

В 1949 году было выяснено, что клетки меристематических тканей растений не содержат вирусов. В 1952 году Дж. Морель и Г. Мартин, используя культивирование меристем, получили здоровые, избавленные от вирусной инфекции растения. Они обнаружили, что при выращивании верхушки побега, состоящей из конуса нарастания и 2-3 листовых зачатков, на ней образуются сферические образования – протокормы. Протокормы можно делить, и каждую часть культивировать до образования корней и листовых примордиев, получая в большом количестве генетически однородные безвирусные растения. В настоящий момент культивирование меристем побега – наиболее эффективный способ оздоровления растительного материала от вирусов, вироидов и микоплазм. Однако при этом способе требуется соблюдать определённые правила. Как уже говорилось, чем меньше размер меристематического экспланта, тем труднее вызвать в нём морфогенез.

Из-за вирусных болезней погибают от 20 до 40% урожая сельскохозяйственные растения, поскольку вирусы быстро распространяются по их проводящей системе растений. В меристеме ее нет, поэтому клетки меристематических тканей растений обычно не содержат вирусов. При выращивании верхушечной меристемы с 2-3 зачатками листов можно получить генетически однородные безвирусные растения в большом количестве. Но в то же время, чем больше размер фрагмента ткани, тем легче из него образуется растение, хотя вероятность присутствия вируса в его тканях увеличивается.

В большинстве случаев для уничтожения инфекции приходится воздействовать на растение: температурой (рис. 3.28; 1), а также культурой ткани в комплексе с хемитерапевтической обработкой (рис. 3.28; 2), а уже потом выделять меристему и получать из нее совершенно здоровое растение – регенерат.

Рис. 3.28. Температурное (1) и культура ткани + хемитерапевтическое (2) уничтожение вирусной инфекции

Чем больше размер экспланта, тем легче идёт морфогенез, в результате которого получается целое растение, но тем больше вероятность присутствия вирусов в экспланте. У многих видов и сортов растений зона, свободная от вирусных частиц, различна. Так, при клонировании апикальной меристемы картофеля размером 0,2 мм (конус нарастания с одним листовым зачатком) 70% полученных растений были свободны от Y-вируса картофеля, но только 10% – от X-вируса.

В некоторых случаях не удаётся найти оптимальное соотношение между размером меристематического экспланта и морфогенезом в нём и, при этом, избавиться от вирусной инфекции. Приходится дополнять метод культуры меристем термо- или (и) хемитерапией. Так, предварительная термотерапия исходных растений позволяет получать 65-70% свободных от вирусов растений – регенерантов из меристемных эксплантов размером от 0,3 до 0,8 мм. Вместе с тем этот приём может вызвать отставание в росте, деформацию органов, увеличение латентных (скрытых) инфекций у 10 – 15% растений.

Лучшие результаты даёт совместное применение культуры тканей и хемитерапии. При внесении в питательную среду препарата «Вирозол» количество безвирусных растений увеличивается до 80-100%, без вышеуказанных нарушений.

В настоящее время для диагностики вирусных растений используют иммуноферментную технику, моноклональные антитела, метод молекулярной гибридизации меченых фрагментов РНК- и ДНК-вироидов и вирусов с вирусами тестируемого объекта. Эти методы очень чувствительны, но трудоёмки и дорогостоящи.

После оздоровления с помощью вышеперечисленных технологий нормальные растения регенеранты размножают обычными методами клонального микроразмножения. Для некоторых растений, например цитрусовых, получить морфогенез из меристем малого размера не удаётся, поэтому требуется разработка оригинальных методов. Лимоны и апельсины оздоровляют и размножают, используя прививки меристем размером 0,14-0,18 мм на пробирочные подвои, полученные из семян. Достоинство такого подхода состоит в том, что развивающиеся из меристем побеги не имеют ювенальных признаков, при этом цветение и плодоношение ускоряются.