Спасение эмбрионов

Спасение эмбрионов — одна из самых ранних и успешных форм методов культивирования in vitro , которая используется для оказания помощи в развитии эмбрионов растений, которые могут не выжить и не стать жизнеспособными растениями. ^{[ 1 ]} Спасение эмбрионов играет важную роль в современной селекции растений , позволяя создавать множество межвидовых и межродовых гибридов пищевых и декоративных культур. Этот метод питает незрелый или слабый эмбрион, давая ему шанс выжить. Эмбрионы растений представляют собой многоклеточные структуры, которые могут развиться в новое растение. Наиболее широко используемая процедура спасения эмбрионов называется культурой эмбрионов и включает в себя удаление эмбрионов растений и помещение их в культуру среды. ^{[ 2 ]} Спасение эмбрионов чаще всего используется для создания межвидовых и межродовых скрещиваний, которые обычно дают абортированные семена. Межвидовая несовместимость у растений может возникать по многим причинам, но чаще всего происходит аборт эмбриона. ^{[ 3 ]} В селекции растений широкие гибридизационные скрещивания могут привести к образованию мелких сморщенных семян , что указывает на то, что оплодотворение произошло, однако семена не развиваются. Во многих случаях при удаленной гибридизации не происходит нормального полового размножения, поэтому спасение эмбрионов может помочь обойти эту проблему. ^{[ 4 ]}

История

Спасение эмбрионов было впервые задокументировано в 18 веке, когда Шарль Бонне вырезал эмбрионы Phaseolus и Fagopyrum и добился успеха в этом, посадил их в почву, и в результате скрещивания появились карликовые растения. ^{[ 5 ]} Вскоре после этого ученые начали помещать эмбрионы в различные питательные среды. В период с 1890 по 1904 годы системы спасения эмбрионов стали систематическими, используя питательные растворы, содержащие соли и сахара, и применяя асептические методы . ^{[ 6 ]} Первая успешная культура эмбрионов in vitro была проведена Хэннингом в 1904 году, однако он описал проблемы с преждевременными эмбрионами, которые приводили к появлению маленьких, слабых и часто нежизнеспособных проростков. ^{[ 7 ]}

Приложения

Разведение несовместимых межвидовых и межродовых видов.
Преодоление покоя семян
Определение жизнеспособности семян
Восстановление материнских гаплоидов, развивающихся в результате элиминации хромосом в результате межвидовой гибридизации.
Используется в исследованиях по физиологии прорастания и развития семян.

Техники

В зависимости от культивируемого органа ее можно назвать культурой эмбриона , яйцеклетки или яичника . Культура яйцеклеток или культура эмбрионов in vitro — это модифицированный метод спасения эмбрионов, при котором эмбрионы культивируются, пока они еще находятся внутри яйцеклеток, чтобы предотвратить их повреждение во время процесса удаления. ^{[ 8 ]} С другой стороны, культура завязей или стручков предполагает использование в культуре всей завязи. Становится необходимым удалить весь маленький эмбрион, чтобы предотвратить ранний аборт эмбриона. Однако технически сложно изолировать крошечные неповрежденные эмбрионы, поэтому часто используются яичники с молодыми эмбрионами или целые оплодотворенные яйцеклетки. ^{[ 9 ]}

Факторы, которые следует учитывать

Эмбрионы вырезают вручную и сразу же помещают в культуральную среду , которая обеспечивает необходимые питательные вещества для поддержания выживания и роста (Miyajima 2006). Хотя процессы дезинсекции и удаления эксплантатов для этих трех методов различаются, многие факторы, способствующие успешному восстановлению жизнеспособных растений, схожи. Основными факторами, влияющими на успех, являются; время культивирования , состав среды , температура и освещение . Сроки в основном относятся к стадии созревания эмбриона перед удалением. Оптимальное время, особенно для спасения эмбрионов, полученных при несовместимом скрещивании, — непосредственно перед абортом эмбриона. Тем не менее, из-за трудностей, связанных с выращиванием молодых эмбрионов по сравнению с теми, которые достигли автотрофной фазы развития, эмбрионам обычно позволяют развиваться in vivo как можно дольше. Хотя в целом для исследований по спасению эмбрионов чаще всего используются два основных типа базальных сред, а именно среда Мурасиге и среда Скуга. (РС) ^{[ 10 ]}^{[ не удалось пройти проверку ]} и B-5 Гамборга ^{[ 11 ]}^{[ не удалось пройти проверку ]} media (Bridgen, 1994), состав среды будет варьироваться в зависимости от концентрации необходимых добавок к среде. Обычно это зависит от стадии развития эмбриона. Например, молодым эмбрионам потребуется сложная среда с высокими концентрациями сахарозы, тогда как более зрелые эмбрионы обычно могут развиваться на простой среде с низким уровнем сахарозы. Требования к температуре и освещению обычно зависят от вида, и поэтому они обычно регулируются так, чтобы они соответствовали тем же температурным требованиям, что и у его родителя, при этом эмбрионы культур холодного сезона требуют более низких температур, чем эмбрионы культур теплого сезона.

См. также

Ссылки

^ Сейдж, ТЛ; Струмас, Ф.; Коул, WW; Баррет, С. (2010). «Спасение эмбрионов и регенерация растений после межвидовых скрещиваний рода Hylocereus (Cactaceae)». Эвфитика . 174 : 73–82. дои : 10.1007/s10681-010-0135-x . S2CID 7837522 .
^ Мияджума, Д. (2006). «Семязачатки, не сумевшие образовать семена у циннии ( Zinnia violacec Cav)» Хортикская наука . 107 (2): 176–182. doi : 10.1016/j.science.2005.06.014 .
^ Рид, Сандра (2005). Роберт Н. Триджано; Деннис Дж. Грей (ред.). Развитие растений и биотехнология (PDF) . ЦРК Пресс. стр. 235–239. ISBN 0-8493-1614-6 . Архивировано из оригинала (PDF) 12 марта 2012 г. Проверено 18 апреля 2011 г.
^ Бриджен, Марк П. (1994). «Обзор культуры эмбрионов растений» . ХортСайенс . 29 (11): 1243–1246. дои : 10.21273/hortsci.29.11.1243 .
^ Шарма, ДР; Даур, Р.; Кумар К. (1996). «Спасение эмбрионов у растений-обзор». Эвфитика . 89 (3): 325–337. дои : 10.1007/BF00022289 . S2CID 206766831 .
^ Аманате-Бордеос, AD; Нельсон, Р.Дж.; Олива, НП; Далмачо, Род-Айленд; Люнг, Х.; Ситч, Луизиана (1992). «Перенос устойчивости к бактериальному и бактериальному ожогу от тетраплиодного дикого риса Oryza minuta к культурному рису O. sativa ». Теор. Прил. Жене . 84 (3–4): 345–354. дои : 10.1007/bf00229493 . ПМИД 24203194 . S2CID 6451011 .
^ Мехетре, СС; Ахер, А.Р. (2004). «Спасение эмбрионов: инструмент для преодоления несовместимой межвидовой гибридизации у Gossypium Linn. --Обзор». Индийский журнал биотехнологии . 3 : 29–36.
^ Сиснерос, Арольдо; Тель-Зур (2010). «Спасение эмбрионов и регенерация растений после межвидовых скрещиваний рода Hylocereus (Cactaceae)». Эвфитика . 174 : 73–82. дои : 10.1007/s10681-010-0135-x . S2CID 7837522 .
^ Икеда, Н.; Ниими, Ю. Хан Д. (2003). «Получение рассады из семяпочек, вырезанных на стадии зиготы у Lilium spp». Культ органов и тканей растений . 73 (2): 159–166. дои : 10.1023/А:1022818413617 . S2CID 7305410 .
^ Мурасиге, Т; Скуг, Ф. (1962). «Пересмотренная среда для быстрого роста и биоанализов с культурами тканей табака». Физиол. Растение . 15 (3): 473–497. дои : 10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x . S2CID 84645704 .
^ Гамборг, OL; Миллер, РА; Одзима, К. (1968). «Потребность в питательных веществах суспензионных культур клеток корня сои». Эксп. Сотовый Res . 50 (1): 151–158 [157]. дои : 10.1016/0014-4827(68)90403-5 . ПМИД 5650857 .

Внешние ссылки

http://www.stbw.nl/Embryo-Rescue%20Techniques.pdf

[1] Сейдж, ТЛ; Струмас, Ф.; Коул, WW; Баррет, С. (2010). «Спасение эмбрионов и регенерация растений после межвидовых скрещиваний рода Hylocereus (Cactaceae)». Эвфитика . 174 : 73–82. дои : 10.1007/s10681-010-0135-x . S2CID 7837522 .

[2] Мияджума, Д. (2006). «Семязачатки, не сумевшие образовать семена у циннии ( Zinnia violacec Cav)» Хортикская наука . 107 (2): 176–182. doi : 10.1016/j.science.2005.06.014 .

[3] Рид, Сандра (2005). Роберт Н. Триджано; Деннис Дж. Грей (ред.). Развитие растений и биотехнология (PDF) . ЦРК Пресс. стр. 235–239. ISBN 0-8493-1614-6 . Архивировано из оригинала (PDF) 12 марта 2012 г. Проверено 18 апреля 2011 г.

[Bridgen,_1994-4] Бриджен, Марк П. (1994). «Обзор культуры эмбрионов растений» . ХортСайенс . 29 (11): 1243–1246. дои : 10.21273/hortsci.29.11.1243 .

[5] Шарма, ДР; Даур, Р.; Кумар К. (1996). «Спасение эмбрионов у растений-обзор». Эвфитика . 89 (3): 325–337. дои : 10.1007/BF00022289 . S2CID 206766831 .

[6] Аманате-Бордеос, AD; Нельсон, Р.Дж.; Олива, НП; Далмачо, Род-Айленд; Люнг, Х.; Ситч, Луизиана (1992). «Перенос устойчивости к бактериальному и бактериальному ожогу от тетраплиодного дикого риса Oryza minuta к культурному рису O. sativa ». Теор. Прил. Жене . 84 (3–4): 345–354. дои : 10.1007/bf00229493 . ПМИД 24203194 . S2CID 6451011 .

[7] Мехетре, СС; Ахер, А.Р. (2004). «Спасение эмбрионов: инструмент для преодоления несовместимой межвидовой гибридизации у Gossypium Linn. --Обзор». Индийский журнал биотехнологии . 3 : 29–36.

[8] Сиснерос, Арольдо; Тель-Зур (2010). «Спасение эмбрионов и регенерация растений после межвидовых скрещиваний рода Hylocereus (Cactaceae)». Эвфитика . 174 : 73–82. дои : 10.1007/s10681-010-0135-x . S2CID 7837522 .

[9] Икеда, Н.; Ниими, Ю. Хан Д. (2003). «Получение рассады из семяпочек, вырезанных на стадии зиготы у Lilium spp». Культ органов и тканей растений . 73 (2): 159–166. дои : 10.1023/А:1022818413617 . S2CID 7305410 .

[10] Мурасиге, Т; Скуг, Ф. (1962). «Пересмотренная среда для быстрого роста и биоанализов с культурами тканей табака». Физиол. Растение . 15 (3): 473–497. дои : 10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x . S2CID 84645704 .

[11] Гамборг, OL; Миллер, РА; Одзима, К. (1968). «Потребность в питательных веществах суспензионных культур клеток корня сои». Эксп. Сотовый Res . 50 (1): 151–158 [157]. дои : 10.1016/0014-4827(68)90403-5 . ПМИД 5650857 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]