19 сентября 2025 г.
В этой статье мы представляем протокол для оптимизации асимбиотического прорастания семян, развития рассады и удлинения побегов у Hemipilia cucullata. Протокол также позволяет индуцировать протокормообразные тела из стерильных эксплантов листьев, способствуя эффективному размножению in vitro для сохранения и устойчивого использования этой находящейся под угрозой исчезновения лекарственной орхидеи.
Мои исследования сосредоточены на оптимизации протоколов культивирования тканей для орхидей, находящихся под угрозой исчезновения, для улучшения сохранения, широкомасштабного размножения и устойчивого использования этих ценных лекарственных растений. Основной проблемой является достижение стабильных скоростей прорастания и регенерации для всех видов орхидей, поскольку каждый из них требует оптимизации среды для конкретных видов и точного контроля условий роста. Мы разработали эффективные протоколы культивирования тканей для нескольких исчезающих растений, что позволяет восстанавливать виды и способствует восстановлению естественной среды обитания.
Не существует эффективной воспроизводимой системы культивирования тканей для обработки, размножения, восстановления и консервации Hemipilia cucullata. Наземные орхидеи часто нуждаются в специфических симбиотических грибах, выделение и идентификация которых сложны. Симбиотический метод упрощает размножение и обходит эти этапы.
Наши практические решения обеспечивают высокую всхожесть и быструю регенерацию растений из зрелых состояний, устраняя грибковую зависимость и предлагая более быстрый и надежный подход к размножению Hemipilia cucullata. Для начала поместите капсулу в стакан. Добавьте одну-две капли моющего средства в стакан для полоскания.
Промойте капсулу под проточной водой из-под крана в течение пяти минут. Затем с помощью стерильной абсорбирующей бумаги удалите остатки поверхностной воды из капсулы. Теперь погрузите капсулу в 75% этанол на 30 секунд.
Простерилизуйте капсулу, погрузив ее в 50 миллилитров 20% раствора гипохлорита натрия, содержащего примерно 5% доступного хлора. Затем добавьте в раствор две капли неразбавленного бытового средства для мытья посуды и выдержите капсулу в течение 10 – 12 минут. Промойте капсулу пять раз стерильной дистиллированной водой, чтобы удалить остатки дезинфицирующего средства.
Затем с помощью стерильного скальпеля удалите примерно один миллиметр с верхушки и цветоножки капсулы. Сделайте небольшой надрез на верхнем конце капсулы, чтобы обнажить семена и соберите их в стерильную чашку Петри. С помощью стерильных щипцов равномерно распределить примерно от 500 до 600 семян в каждой питательной бутылке, содержащей приготовленную среду.
Дайте семенам впитать воду и осесть на дне жидкой среды. Поддерживайте культуру при температуре 25 градусов Цельсия с 12-часовым циклом света и темноты и интенсивностью света 36 микромолей на квадратный метр в секунду. Наблюдайте за всхожестью семян еженедельно.
Запишите все видимые морфологические изменения и сфотографируйте культуры для документирования. Отбирайте здоровые саженцы размером от одного до двух сантиметров без видимого почернения или полного пожелтения для удлинения побегов. Используя стерилизованные и охлажденные щипцы, асептически перенесите 8-12 ростков в каждую бутылку, содержащую свежеприготовленную среду для удлинения побегов.
Равномерно распределите ростки внутри каждой бутылки. После пяти недель удлинения побегов выберите саженцы с полностью развитыми побегами и здоровыми листьями для отбора образцов листьев. Полностью разрыхленные стерильные листья вырезают со здорового ростка с помощью стерильного скальпеля.
Удалите верхушечную область и края листьев. Затем разрежьте каждый лист на сегменты примерно 0,5 на 0,5 сантиметра с помощью стерильного скальпеля в асептических условиях. Поместите 10 сегментов листа на индукционную среду PLB адаксиальной поверхностью вверх.
Убедитесь, что каждый сегмент плотно соприкасается со средой. Затем культивируйте их в течение пяти недель. Наконец, оцените количество успешно индуцированных PLB и рассчитайте скорость индукции в процентах.
Запишите среднюю высоту бутона в сантиметрах и подсчитайте количество бутонов, образовавшихся на одну посадку. Прорастание семян в жидкой среде заметно характеризовалось появлением зеленых зародышей из семенной оболочки примерно через 60 дней, которые впоследствии формировали сферические протоклубки к 80-85 дням. Наибольшая всхожесть 72% была достигнута в жидкой среде с добавлением 0,5 мг на литр NAA.
Среда В5, содержащая 0,5 мг на литр бензиладенина и 0,2 мг на литр NAA, давала самую высокую скорость протокорма, в среднем 5,3 новообразованных протокорма на эксплант. Протоклубнелуковицы, культивируемые в среде B5 с оптимизированной комбинацией регуляторов роста, показали энергичный рост и здоровую зеленую пигментацию, превосходящую те, которые выращивались на среде MS в тех же условиях. Наибольшее количество ветвей на растение, в среднем четыре, наблюдалось при концентрации одного миллиграмма на литр каждого бензиладенина и NAA, за которым следовал только NAA (0,5 мг на литр).
Удлинение побега было наиболее усилено при комбинации 0,5 мг на литр бензиладенина и одного миллиграмма на литр NAA, в результате чего средняя высота рассадки составила 4,8 сантиметра. Самая высокая скорость индукции протокормоподобных тел (44,3%) была достигнута при использовании бензиладенина в три миллиграмма на литр с 0,2 миллиграмма на литр NAA.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Данное исследование посвящено оптимизации протоколов культуры тканей для находящейся под угрозой исчезновения лекарственной орхидеи Hemipilia cucullata с целью улучшения прорастания семян, развития проростков и удлинения побегов. Разработанные методы способствуют размножению in vitro, что направлено на сохранение вида и его устойчивое использование.
Оптимизированные протоколы культуры тканей для Hemipilia cucullata устраняют критический барьер в сохранении и масштабируемом размножении исчезающих лекарственных растений. Обеспечивая высокоэффективное асимбиотическое прорастание и регенерацию из зрелых семян и эксплантов листьев, данная платформа способствует надежному созданию ресурсов ex situ и устойчивому использованию растений. Воспроизводимость и количественные показатели делают этот протокол базовым инструментом для биотехнологических процессов, ориентированных на редкие или высокоценные виды.
Данный протокол интегрируется в технологический цикл биотехнологии растений — от этапа первичного поиска до создания доклинических ресурсов, поддерживая как исследования, основанные на гипотезах, так и трансляционную преемственность.