Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Биотехнология растений» для студентов специальности 050701 «Биотехнология» очной формы обучения (стр. 1 из 15)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

ИННОВАЦИОННЫЙ ЕВРАЗИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Методические указания

К ЛАБОРАТОРНЫМ работам

по дисциплине «Биотехнология растений»

для студентов специальности

050701 «Биотехнология»

очной формы обучения

ПАВЛОДАР 2008 год

УТВЕРЖДЕНО

Директор Инженерной Академии

Док. вет. наук, проф. _________ Е.Б. Никитин

«___» _______________ 2008 г.

Автор: преподаватель И.В. Тимофеева

Кафедра «Прикладная биотехнология»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ

по дисциплине «Биотехнология растений»

для студентов специальности 050701 «Биотехнология»

очной формы обучения

на базе общего среднего образования

Разработана на основании Государственного общеобязательного стандарта высшего образования ГОСО РК 3.08.076-2004 и Типовой учебной программы по дисциплине «Биотехнология растений» специальности 050701 «Биотехнология» (г. Алматы, 2005г.)

Утверждена на заседании научно-методического совета Инженерной Академии и рекомендована к изданию

Протокол № ____ от __________2008г.

Председатель НМС факультета

очного обучения

Инженерной академии

Канд. техн. наук, профессор ______________ Е.К. Ордабаев

Рассмотрена на заседании кафедры «Прикладная биотехнология»

Протокол № 2 от 26 сентября 2008 г.

Зам. зав. кафедрой «Прикладная биотехнология»

Канд. техн. наук, профессор _______________ М.С. Омаров

Согласовано:

Начальник ИМО ______________ Н.М. Ушакова

Содержание

Введение................................................................................................................................................4

Лабораторная работа № 1....................................................................................................................9

Лабораторная работа № 2....................................................................................................................11

Лабораторная работа № 3....................................................................................................................13

Лабораторная работа № 4....................................................................................................................14

Лабораторная работа № 5....................................................................................................................16

Лаборатроная работа № 6....................................................................................................................17

Лабораторная работа № 7....................................................................................................................18

Лабораторная работа № 8....................................................................................................................20

Лабораторная работа № 9....................................................................................................................21

Лабораторная работа № 10..................................................................................................................22

Лабораторная работа № 11..................................................................................................................23

Лабораторная работа № 12..................................................................................................................25

Лабораторная работа № 13..................................................................................................................26

Лабораторная работа № 14..................................................................................................................28

Лабораторная работа № 15..................................................................................................................29

Список литературы..............................................................................................................................31

Введение

Общая тематика лабораторных работ

Лабораторная работа № 1 Методы стерилизации растительного материала, посуды, инструментов и питательных сред.

Лабораторная работа № 2 Приготовление питательных сред.

Лабораторная работа № 3 Выращивание стерильных проростков.

Лабораторная работа № 4 Выделение и культивирование апикальных меристем картофеля.

Лабораторная работа № 5 Микроразмножение картофеля черенкованием побегов.

Лабораторная работа № 6 Выделение и культивирование апикальных меристем земляники. Микроклональное размножение земляники.

Лабораторная работа № 7 Индукция корнеобразования при микроклональном размножении на примере земляники.

Лабораторная работа № 8 Каллусная культура.

Лабораторная работа № 9 Соматический эмбриогенез в каллусной ткани.

Лабораторная работа № 10 Суспензионная культура. Получение суспензионной культуры из каллуса.

Лабораторная работа № 11 Подсчёт плотности клеток в суспензионной культуре.

Лабораторная работа № 12 Высев суспензии на твёрдую агаризованную среду (метод Плейтинга).

Лабораторная работа № 13 Выделение протопластов: приготовление ферментных растворов и ферментация тканей.

Лабораторная работа № 14 Культивирование протопластов, выделенных из мезофила листа

Лабораторная работа № 15 Индивидуальное культивирование протоластов в микрокаплях.

Основные цели и задачи выполнения лабораторных работ

Цели:

Знать способы стерилизации помещений, растительного материала, посуды, инструментов и питательных сред; состав питательных сред; методики выделения апикальных меристем растений, протопластов из мезофилла листа, получения суспензионных культур и их выращивание на питательных средах.

Уметь пользоваться методиками приготовления питательных сред; выделять апикальные меристемы растений; выращивать стерильные проростки семян гороха, сои; выделять протопласты из мезофилла листа.

Задачи:

Ознакомиться со способами стерилизации объектов биотехнологии растений, с методиками приготовления питательных сред.

Научиться культивировать стерильные проростки, апикальные меристемы растений картофеля, земляники, табака.

Научиться получать суспензии, выращивать из на твёрдых и жидких питательных средах, вести подсчёт плотности клеток.

Научиться выделять протопласты из мезофилла листа, культивировать их на стерильных питательных средах.

Теоретическое обоснование лабораторных работ

Одно из основных условий успешного культивирования изолированных органов, тканей, клеток и протопластов состоит в соблюдении строгой стерильности. Тщательная стерилизация необходима, так как на искусственных питательных средах, предназначенных для культивирования растительных тканей и клеток хорошо развиваются и микроорганизмы, что создает опасность для культивируемого материала. Стерилизуют бокс, инструменты, посуду, растительный материал, питательные среды, ватные пробки и все другие материалы, необходимые для работы.

Питательные среды для культивирования изолированных клеток и тканей должны включать все необходимые растениям макроэлементы, витамины, углеводы, фитогормоны. В качестве источников ауксинов в питательных средах обычно используют 2,4-дихлорфеноксиуксусную кислоту (2,4-Д)- 1-10 мг/л, а также индолилуксусную кислоту (ИУК) – 1-30 мг/л, и -нафтилуксусную кислоту (НУК) – 0,1-2 мг/л. ИУК почти в 30 раз менее активна, чем 2,4-Д.

Стерильные проростки выращивают с целью получения асептических растений и получения эксплантов in vitro. В зависимости от задачи опыта семена высевают на воду или агаризованную питательную среду.

Существуют три возможных пути использования стерильных проростков: 1) для получения эксплантов из дифференцированных тканей, которые при переносе на питательную среду, содержащую фитогормоны, дифференцируются и в результате интенсивной пролиферации образуют каллусную ткань; 2) для получения каллуса непосредственно на проростках; 3) для получения протопластов из частей проростка, обычно из листьев, иногда из корней.

Из апикальных меристем в питательной среде получают безвирусные растения картофеля, которые могут быть размножены и высажены в теплицы для получения безвирусных клубней. Для ускоренного размножения материала используются также клубни, полученные in vitro.

Размножение черенкованием основано на подавлении апикального доминирования и активации пазушных меристем при удалении верхушки побега. Из пазушной почки развивается побег.

При культивировании апикальных меристем земляники на питательной среде с высоким содержанием кинетина (0,5-1 мг/л) под действием этого гормона происходит подавление апикального доминирования верхушечной меристемы и активация пазушных меристем.

Каллусы на искусственных питательных средах, включающих фитогормоны, легко образуются на эксплантах из самых различных органов: из асептически прорастающих семян, отрезков стеблей и корней, изолированных фрагментов паренхимы, тканей клубня, изолированной сердцевины стебля, из листа, зародышей и др. Сущность метода выращивания изолированных тканей растений и получения каллуса заключается в том, что выделенный кусочек ткани (эксплант) стерилизуют и переносят на искусственную питательную среду, содержащие минеральные соли, органические вещества, фитогормоны. На такой питательной среде клетки начинают делиться.

Регенерацию in vitro рассмотрим на примере соматического эмбриогенеза у люцерны. Переход дедифференцированных каллусных клеток к вторичной дифференцировке и образование организованных структур в каллусной ткани зависят от соотношения гормонов в питательной среде. Преобладание цитокининов над ауксинами приводит к индукции стеблевого органогенеза или к соматическому эмбриогенезу. Преобладание ауксинов над цитокининами способствует образованию корней в каллусной ткани-корневому органогенезу.