Применение эмбриокультуры для устранения последствий постгамной межвидовой несовместимости

Первым продемонстрировал возможности использования культуры изолированных зародышей для целей преодоления межвидовых репродуктивных барьеров Laibach (1925, 1929). С помощью этого метода ему удалось получить межвидовые гибриды Linum perenne × L. austriacum из щуплых невсхожих семян. В настоящее время этот метод широко используется в селекции для целей межвидовой гибридизации риса, фасоли, томатов, картофеля, лилий, донника и других культур. Этот метод используют также при получении гаплоидов путем опыления пыльцой гаплопродюсеров, облученной пыльцой (см. 7.8), для прерывания периода покоя семян и других целей.

Методика культуры in vitro зиготических зародышей (ее в англоязычной литературе называют «embryo rescue» - спасение зародышей) относительно простая. Зародыши вычленяют в стерильных условиях из гибридных семян, помещают их на питательную среду и при культивировании на свету добиваются регенерации из них растений. В качестве питательных сред используют обычные для культуры клеток среды Мурасиге и Скуга, В-5 Гамборга и другие. Концентрация сахарозы для относительно зрелых зародышей 2-3%, для незрелых она может быть выше (до 10%). Как правило, используют среды без добавления регуляторов роста. Однако в отдельных случаях их добавление является необходимым. Повысить эффективность эмбриокультуры можно также с помощью добавления в среду различных биологических жидкостей: дрожжевого экстракта, гидролизата казеина, кокосового молока, растительных экстрактов, а также аминокислот и витаминов.

Эффективность регенерации растений в культуре зародышей в значительной степени зависит от размера эксплантата и стадии развития зародыша: чем больше эксплантат и чем более зрелый зародыш, тем выше вероятность регенерировать из него растение. Однако при межвидовых скрещиваниях гибридные зародыши нередко погибают на самых ранних стадиях развития из-за несовместимости с эндоспермом или из-за недоразвитого эндосперма, преждевременного опадания ягод. Для того чтобы предотвратить или отсрочить эти неблагоприятные явления применяют такие методические приемы, как обработку завязавшихся ягод регуляторами роста (ауксинами), культуру оплодотворенных завязей (см. 8.2). Для культуры мелких зародышей на ранних стадиях развития используют обогащенные питательные среды, а также получают из них каллюс, из которого затем регенерируют растения [Thomas, Pratt, 1981]. Следует заметить, что регенерационная способность у каллюсных культур злаковых, полученных из незрелых зиготических зародышей значительно выше, чем у культур, полученных из зрелых зародышей.