БИОРЕАКТОРЫ В ПРОЗВОДСТВЕ ПОСАДОЧНОГО МАТЕРИАЛА ДЕКОРАТИВНЫХ РАСТЕНИЙ

Традиционное микроразмножение с использованием агаризованных или полуагаризованных сред - обычно трудоемкий способ размножения элитных клонов коммерческих декоративных растений, при этом лимитирован высокими лабораторными затратами. Другими ограничениями на этом пути служат дорогостоящие приборы, низкий индекс пролиферации, долгий цикл размножения перед посадкой и пересадкой, и высокая степень гибели от патогенов. Эти ограничения являются главными недостатками традиционного микроразмножения для масштабирования перспективных видов декоративных растений. В настоящее время для микроразмножении декоративных растений применение биореакторов лимитировано, однако, они могут применяться как эффективные средства для производства элитного посадочного материала. Биореактор не только обеспечивает оптимальные условия для роста, но и дает много преимуществ в достижении как максимальной урожайности и высокого качества растениц, но и достаточно снижает затраты на производство. Сегодня эта технология завоевывает популярность в развивающихся странах для коммерческого микроразмножения декоративных растений, таких как орхидеи, лилии, гипеаструм, гладиолусы, спатифилум, антуриум, хризантема, гербера, анектохилус, тюльпаны и т.д., с использованием тонкого слоя клеток, культуры меристем, органогенеза и соматического эмбриогенеза. Часть биорекаторов было разработано и используется для оценки эффективности массового микроразмножения декторатичных растений. Образование протокормо-подобные тел было индуцировано из цветоноса фаленопсиса с использованием суспензионной культуры в биореакторе. Многие сорта лилий успешно размножены в биореакторах. Сорт лилии Марко Поло показал позитивный рост луковичек почти в 10 раз быстрее, чем на агаризованной среде в биореакторе баллонного типа. Современная биореакторная технология с использованием жидких культур обеспечивает более широкое управление традиционными системами микроразмножения. Однако, мониторинг важных параметров процесса, таких как температура, pH, концентрация кислорода и двуокиси углерода внутри биореактора показывает необходимость разработки их для каждого растения.

Bioreactor, In vitro propagation, Ornamental crops, Somatic embryogenesis

1. Adelberg J., Fari M.G. Applied physiology and practical bioreactors for plant propagation. Propag // Ornam. Plants. - 2010. - Vol. 10. - P. 205 - 219.

2. Aitken-Christie J., Kozai T., Takayama, S. Automation and environmental control in plant tissue culture, General introduction and overview. Kluwer Academic Publishers: Dordrecht: Netherlands, 1995. - 118 p.

3. Cardarelli M., Cardona C.M. Influence of ozone treatments on in vitro propagation of Lilium in bioreactor // Acta Hortic. Proc. VI Int. Symp. on Production and Establishment of Micropropagated Plants. - 2017. (in press)

4. De Hertogh A., Schepeen J.M., Kamenetsky R., Le Nard M., Okubo H. The Globalization of Flower Bulb Industry // CRC Press. - 2012. - P. 1-16.

5. Frometa O.M., Morgado Maritza M.E., Silva J.A.T., Morgado D.T.P., Gradaille M.A.D. In vitro propagation of Gerbera jamesonii Bolus ex Hooker f. in a temporary immersion bioreactor // Plant Cell Tiss Organ Cult. - 2017. - Vol. 129. - P. 543 - 551.

6. Haberlandt G. Kulturversuche mit isolierten Pflanzenzellen // Sitzungsber. Math. Naturwiss. Kl. Kais. Akad. Wiss. - 1902. - Vol. 111. - P. 69 - 92.

7. Hee H.B., Woo Y.B., Hoe D.H. Micropropagation of Lilium cv. Casa Blanca using bulblets section in Bioreactor // Korean Journal Plant Tissue Culture. - 2001. - Vol. 28(3). - P. 135 - 140.

8. Ho C.W., Jian W.T., Lai H.C., Plant regeneration via somatic embryogenesis from suspension cell cultures of Lilium x formolongi hort. using a bioreactor system // In Vitro Cell. Dev. Biol. Plant. - 2006. - Vol. 42. - P. 240 - 246.

9. Kim S.J., Hahn E.J., Paek K.Y., Murthy H.N. Application of bioreactor culture for large scale production of Chrysanthemum transplants // Acta Hortic. - 2003. - Vol. 625. - P. 187 - 91.

10. Kim Y.S., Hahn E.J., Paek K.Y. A large scale production of lilium bulblets through bioreactor culture. Proc. IV IS on In Vitro Cult. & Hort. Breeding Eds. // Acta Hortic. - 2001. - Vol. 560. - P. 383 - 386.

11. Kunitake H., Imamizo H., Mii H. Somatic embryogenesis and plant regeneration from immature seed-derived calli of ugosa rose (Rosa rugosa Thurb.) // Plant Sci. - 1993. - Vol. 90. - P. 187 - 94.

12. Levin R., Vasil I.K. An integrated and automated tissue culture system for mass propagation of plants // In Vitro Cell. Dev. Biol. Plant. - 1989. - Vol. 25. - P. 21 - 27.

13. Lian M.L., Chakrabarty D., Paek K.Y. Bulblet formation from bulbscale segments of Lilium Oriental Hybrid 'Casablanca' using bioreactor system // Biol. Plant. - 2003. - Vol. 46. - P. 199 - 203.

14. Nhut D.T., Hanh N.T.M., Tuan P.Q., Nquyet L.T.M., Tram N.T.H., Chinh N.C., Nguyen N.H., Vinh D.N. Liquid culture as a positive condition to induce and enhance quality and quantity of somatic embryogenesis of Lilium longiflorum // Sci Hortic. - 2006. - Vol. 110. - P. 93-97.

15. Paek K.Y., Chakrabarty D., Hahn E.J. Application of bioreactor systems for large production of horticultural and medicinal plants // Plant Cell Tissue Organ Culture. - 2005. - Vol. 8. - P. 128 - 300.

16. Park S.Y., Murthy H.N., Yoeup P.K. Mass multiplication of protocorm-like bodies using bioreactor system and subsequent plant regeneration in Phalaenopsis // Plant Cell, Tissue and Organ Culture.- 2000. - Vol. 63. - P. 67 - 72.

17. Preil W. General introduction: a personal reflection on the use of liquid media for in vitro culture // In A. K. Hvoslef-Eide and W. Preil, eds. Liquid culture systems for in vitro plant propagation. Springer: Dordrecht: Netherlands, 2005. - P. 118.

18. Pueschel A.K., Schwenkel H.G., Winkelmann. Inheritance of the ability for regeneration via somatic embryogenesis in Cyclamen persicum // Plant Cell Tissue Organ Cult. - 2003. - Vol. 72. - P. 43 - 51.

19. Sanchez J., Daquinta M., Capote I., Jaime A., Silva T., Chadwick B. Frequency of Immersion and Paclobutrazol Application Affect the Propagation of Zantedeschia sp. Var. 'Treasure' Shoots in a Temporary Immersion System // Floriculture and Ornamental Biotechnology, Global Science Books, 2009. - Vol. 3 (1). - P. 46 - 48.

20. Schwenkel H.G. Development of a reproducible regeneration protocol for Cyclamen // In: Schwenkel HG, editor. Reproduction of Cyclamen persicum Mill. through somatic embryogenesis using suspension culture systems. COST Action Brussels: European Commission. - 2001. - P. 8 - 11.

21. Sreedhar R.V., Venkatachalam L., Thimmaraju R., Bhagyalakshmi N., Narayan M.S., Ravishankar G.A. Direct organogenesis from leaf explants of Stevia rebaudiana and cultivation in bioreactor // Biologia Plantarum. - 2008. - Vol. 52 (2). - P. 355 - 360.

22. Takahashi S., Matsubara K., Yamagata H., Morimoto T. Micropropagation of virus free bulblets of Lilium longiflorum by tank culure // Acta Hortic. - 1996. - Vol. 319. - P. 83 - 88.

23. Takayama S., Misawa M. Mass propagation of Begonia x hiemalis plantlets by shake culture // Plant Cell Physiol. - 1981. - Vol. 22. - P. 461 - 467.

24. Zaidi N., Khan N.H., Zafar F., Zafar S.I. Bulbous and cormous monocotyledonous ornamental plants // In Vitro. Science Vision. - 2000. - Vol. 6 (1). - P. 58 - 73.

25. Ziv, M. Simple bioreactors for mass propagation of plants // Plant Cell Tiss. Org. Cult. - 2005. - Vol. 81. - P. 277 - 285.