Растения обладают уникальной способностью. Если кусочки листьев, почек или стеблей поместить в особую питательную среду, то они способны регенерировать до целого растения — клона. Российские учёные улучшили технологию клонирования растений.
Сохранить краснокнижные растения теперь будет легче: учёные предложили улучшенный алгоритм для их размножения. Молодые исследователи из Южного федерального университета разработали математическую модель подбора нужной концентрации питательной среды, которая необходима для технологии микроклонального размножения.
Как клонируют растения?
В чём суть такой технологии? Микроклональное размножение растений придумали ещё в конце 50-х годов прошлого века. Дело в том, что растительные клетки обладают уникальной способностью. Если изолированные части растения поместить в специальную питательную среду, то они могут восстановиться до полноценного растения — регенерировать. То есть можно взять от растения любые мелкие части — почки, кусочки побегов, листьев, поместить в пробирку со специальной питательной средой, где они начинают расти.
Полученные микрорастения делят на черенки, помещают в другую питательную среду, пока они не подрастут. Далее высаживают в почву. Таким образом вырастают новые растения, идентичные исходному, — то есть клоны. Подобным способом из одного побега можно получить десятки и сотни тысяч новых, причём за более короткое время, чем размножение семенами и черенками. Плюс можно изначально создать стерильные условия, и растение не будет заражено грибковыми и другими инфекциями.
На сегодняшний день микроклональное размножение — один из самых популярных и высокоэффективных методов сохранения генофонда редких и исчезающих видов растений. Благодаря ему возможно не только сохранять исчезающие виды растений in vitro (в пробирке), но и проводить исследования — в области генетики, селекции, медицины, где применяются растения.
Что придумали российские учёные?
Сложность в том, что на каждом этапе клонирования необходимо подобрать соответствующую питательную среду. Однако до сих пор учёным приходилось каждый раз определять её состав вручную — это процесс долгий. Так вот, молодые исследователи Академии биологии и биотехнологий Д. И. Ивановского ЮФУ во главе руководителем молодежной лаборатории «Молекулярная биотехнология растений» ЮФУ Василием Чохели разработали алгоритм подбора оптимальной питательной среды для микроклонального размножения растений.
«Хотя в мире существует бесчисленное множество видов математического моделирования и математического подбора питательных сред, мы разработали алгоритм, который, на наш взгляд, будет наиболее точен и удобен в использовании. Благодаря чёткой схеме алгоритм поможет учёным минимизировать путаницы и позволит более оптимально подбирать концентрации и, соответственно, добиться лучших результатов экспериментов», — рассказал aif.ru кандидат биологических наук Василий Чохели.
Учёные берут несколько вариаций питательных сред, которые отличаются между собой по составу и концентрации минералов, органических веществ, фитогормонов. Далее анализируют все среды и оценивают три главных параметра: минеральное питание, регулятор роста и концентрацию регулятора роста. Именно так и подбирается оптимальная среда для исследуемого растения.
«Мы ищем более точную концентрацию гормона, при которой растение будет давать наибольший коэффициент мультипликации», — пояснил Чохели.
В недавнем исследовании учёные уже протестировали новый алгоритм, изучив с помощью него эффект влияния разных фитогормонов на размножение копеечника крупноцветкового, иссопа мелового, левкоя душистого. Исследования ведутся при финансовой поддержке Минобрнауки.