Сомаклональної мінливості

Практичне використання і перспективи

Методи ідентифікації сомаклонів

Актуальність впровадження об’єктивних методів ідентифікації сомаклонів обумовлена широким спектром фенотипових і генетичних змін у рослин-регенерантів багатьох видів рослин. В практиці найбільш поширені такі методи ідентифікації: морфологічний, цитогенетичний, метод білкових маркерів і вивчення фрагментів ДНК.

Морфологічний метод базується на ідентифікації сомаклонів за зовнішніми (морфологічними) ознаками: висота рослини, розмір, форма і колір листків, квітів, плодів, насіння, фертильність, урожайність, стійкість до хвороб, сила росту та ін.

Цитогенетичний аналіз передбачає числа і морфології хромосом сомаклонів, що дозволяє одержувати найбільш переконливі і предметні докази поліплоїності або міксоплоїдності рослин-регенерантів. Для цих досліджень використовують тиснуті препарати з молодих корінчиків рослин або пророслого насіння довжиною 1-2 см. При цьому слід враховувати періодичність мітозів і проводити фіксацію матеріалу з певними інтервалами, щоб «вловити» пік мітотичного поділу. Аналізують також калусні тканини в період їх активного поділу, клітини суспензійної культури, протопласти (на 3-5 день культивування).

Методи білкових маркерів базуються на генетичній обумовленості синтезу білків (ферментів), що дозволяє використовувати їх як специфічні індикатори генотипу. Електрофоретичні (від слова «електрофорез») варіанти білків та ізоферменти – це маркери, за якими тестують належність рослин до виду, біотипу, сорту; встановлюють ступінь спорідненості рослин; виявляють генетичні гетерогенність морфологічно однорідних популяцій. У деяких випадках за допомогою ізоферментів вдається виявити деякі мутації на молекулярному рівні.

Аналіз ДНК сомаклонів шляхом рестрикції і гібридизації за Е.Саузерном (1975) широко використовують для виявлення і вивчення організації послідовностей ДНК після їх електрофоретичного розділення. Аналіз специфічних нуклеотидних послідовностей, їх консервативних повторів, які гомологічні певному ДНК-зонду, допомагає «ловити» генетичні перебудови у сомаклонів. Це надійний тест на мінливість геному, який широко застосовують у різних галузях біологічної науки, від фундаментальних досліджень у молекулярній біології до клінічної діагностики спадкових захворювань.

Сомаклональна мінливість – це джерело формоутворення і сортополіпшення важливих сільськогосподарських, декоративних, лікарських і технічних рослин. Перспектива використання сомаклонів оптимістична, тому що вони у ряді випадків переважають вихідний сорт за цінними господарчими ознаками.

Одержання рослин шляхом соматичного ембріоїдогенезу є складним циклічним процесом формування і культивування ембріоїдів на штучних поживних середовищах з наступною адаптацією рослин у ґрунті. Для захисту біологічного матеріалу і полегшення маніпуляцій при роботі з ним вчені конструюють так зване штучне насіння – капсульовано соматичні ембріоїди. Методика складається з таких етапів:

1. Індукція і одержання соматичних ембріоїдів.

2. Капсулювання соматичних ембріоїдів у гідро гелеві кульки альгінату кальцію. Кожна капсула містить 2-3 ембріоїди, а також поживні і біологічно активні речовини.

Спроби одержання рослин із капсульованих соматичних ембріоїдів у ґрунті потребують розробки поверхневих плівок, які утримують воду і забезпечують стерильність всередині капсули. Проводяться дослідження на додавання до капсули симбіотичних мікроорганізмів для азотфіксації.

Найбільш перспективні такі напрямки вивчення сомаклональної мінливості: спрямована селекція сомаклонів, індукований мутагенез ін вітро, трансформація і перенесення окремих генів.