научно-исследовательский проект
Эмбриокультура овощных растений
Культивирование незрелых зародышей в условиях in vitro
научно-исследовательский проект
Эмбриокультура овощных растений
Культивирование незрелых зародышей в условиях in vitro


Мы рекомендуем посещать этот сайт с компьютера
О нашем проекте
Наша команда работает над проблемой ускорения создания F1 гибридов и сортов овощных культур с использованием технологии эмбриокультуры: изолирование незрелых зародышей в культуру in vitro. Это исследование поможет значительно сократить период культивирования растений и может быть применимо для нового научного направления в селекции растений - Speed Breeding.
Наша команда
Преимущества технологий Speed Breeding

Speed Breeding - технология селекции, сочетающая классические и современные методы селекции, существенно сокращающая селекционный процесс, посредством уменьшения сроков выращивания

Ускорение
Сокращения сроков получения генеративных поколений растений
Продовольственная безопасность
В доктрине "Продовольственной безопасности РФ" сказано, что доля отечественных семян должна быть не ниже 75%
Финансы
Ускорение генерации может в значительной мере сэкономить средства на создание новых сортов или гибридов
Выбор овощных культур
Выбранные нами культуры: а именно, огурец, томат и капуста белокочанная лидируют в опросах по самым популярным овощным культурам по данным Института общественного мнения
Стадии развития зародышей
Благодаря ускоренному культивированию еще незрелых семязачатков, значительно экономится время выращивания культуры. Для нашего исследования мы брали семязачатки 20, 30 и 40 дней после опыления
Мы использовали два типа питательных сред:
  • MS (Мурасиге Скуга)
  • В5 (среда Гамбурга)
  • Агаризованная вода (не питательная среда, а субстрат)
Типы питательных сред
Схема эксперимента
Выбор овощных культур
Выбранные нами культуры: а именно, огурец, томат и капуста белокочанная лидируют в опросах по самым популярным овощным культурам по данным Института общественного мнения
Стадии развития зародышей
Благодаря ускоренному культивированию еще незрелых семязачатков, значительно экономится время выращивания культуры. Для нашего исследования мы брали семязачатки 20, 30 и 40 дней после опыления
Мы использовали два типа питательных сред:
  • MS (Мурасиге Скуга)
  • В5 (среда Гамбурга)
  • Агаризованная вода (не среда, а субстрат)
Типы питательных сред
Схема эксперимента
План работы
1
Постановка целей и задач
Цель: Изучение метода эмбриокультуры как элемента технологии Speed Breeding
Задачи:
1. Изолирование недозрелых семян на 20, 30, 40 ДПО*
2. Культивирование in vitro незрелых зародышей на различном типе питательных средах
3. Изучение развития зародышей методами микроскопии
2
Поиск литературы
Вторым этапом стал поиск и анализ литературы, подготовка к исследованию
3
Планирование эксперимента
Была разработана методология проведения эксперимента, стратегии проведения и исследования
4
I этап: изолирование
На данном этапе проводилось культивирование незрелых семязачатков в несколько типов питательных сред (MS, B5, агаризованная вода) в стерильных условиях
5
II этап: Культивирование
Во время этого этапа семязачатки начинают выходить, команда собирает данные по всхожести и занимается статистикой, работа над созданием сайта
6
III этап: пересадка на твердую питательную среду
Растения из жидкой питательной среды пересаживаются в твердую для дальнейшего роста и развития
7
Сбор, анализ и обсуждение полученных результатов
Сбор, обработка и анализ данных, необходимых для изучения технологии Speed Breeding. Представленные результаты позволят выявить закономерности, тенденции и обосновать выводы, сделанные в ходе исследования
План работы
1
Постановка целей и задач
Цель: Изучение метода эмбриокультуры как элемента технологии Speed Breeding
Задачи:
1. Изолирование недозрелых семян на 20, 30, 40 ДПО*
2. Культивирование in vitro незрелых зародышей на различном типе питательных средах
3. Изучение развития зародышей методами микроскопии
2
Поиск литературы

Вторым этапом стал поиск и анализ литературы, подготовка к исследованию

3
Планирование эксперимента
Была разработана методология проведения эксперимента, стратегии проведения исследования
4
I этап: изолирование
На данном этапе проводилось культивирование незрелых семязачатков в несколько типов питательных сред (MS, B5, агаризованная вода) в стерильных условиях
5
II этап: Культивирование
Во время этого этапа семязачатки начинают выходить, команда собирает данные по всхожести и занимается статистикой, работа над созданием сайта
6
III этап: пересадка на твердую питательную среду
Растения из жидкой питательной среды пересаживаются в твердую для дальнейшего роста и развития
7
Сбор, анализ и обсуждение полученных результатов
Сбор, обработка и анализ данных, необходимых для изучения технологии Speed Breeding. Представленные результаты позволят выявить закономерности, тенденции и обосновать выводы, сделанные в ходе исследования
Нами был проведен опрос обучающих центра "Сириус" с целью выявления самых популярных овощных культур
Опрос, проведенный среди обучающихся центра "Сириуса"
Опрос, проведенный институтом общественного мнения
На основе этих данных были исследованы следующие культуры: огурец, капуста белокочанная и томат
Нами был проведен опрос обучающихся центра "Сириус" с целью выявления самых популярных овощных культур
Опрос, проведенный среди обучающихся центра "Сириуса"
Опрос, проведенный институтом общественного мнения
На основе этих данных были выбраны следующие культуры: огурец, капуста белокочанная и томат
Плоды огурца разного возраста:
  • N01 - 20 ДПО
  • №02 - 30 ДПО
  • №03 - 40 ДПО
Плоды томата разного возраста:
  • N01 - 20 ДПО
  • №02 - 30 ДПО
  • №03 - 40 ДПО
Плоды капусты белокочанной разного возраста:
  • N01 - 20 ДПО
  • №02 - 30 ДПО
  • №03 - 40 ДПО
Плоды растений разного возраста, использованные в проекте
Плоды огурца разного возраста:
  • N01 - 20 ДПО
  • №02 - 30 ДПО
  • №03 - 40 ДПО
Плоды томата разного возраста:
  • N01 - 20 ДПО
  • №02 - 30 ДПО
  • №03 - 40 ДПО
Плоды капусты белокочанной разного возраста:
  • N01 - 20 ДПО
  • №02 - 30 ДПО
  • №03 - 40 ДПО
Плоды растений разного возраста, использованные в проекте
В нашем исследовании использовалось три типа питательных сред
MS
B5
Агаризованная вода
Агар-агар 7 г/литр
Вода
*После выхода зародышей, они были пересажены в соответственную твердую питательную среду (то есть MS в агаризованную MS и т.д.)
В нашем исследовании использовалось три типа питательных сред
MS
B5
Агаризованная вода
Эта страница некорректно отображается на мобильной версии
Результаты
График выхода томата
График выхода огурца
График выхода капусты
Лепестковая диаграмма, показывающая распределение вышедших семян в средах
Количество вышедших зародышей в зависимости от среды
Результаты
График выхода томата
График выхода огурца
График выхода капусты
Значения p-value
Лепестковая диаграмма, показывающая распределение вышедших семян в средах
Количество вышедших зародышей в зависимости от среды
Выводы
В дальнейшем мы планируем подобрать подходящие условия для наиболее эффективного роста огурца и провести подробное фенотипирование и оцифровку растений. На основании проведенного исследования можно сделать вывод, что наш метод позволяет ускорить рост и развитие растений. По сравнению с традиционным методом селекции, за год мы можем получить сорт, который будет устойчив к мутировавшим болезням и изменениям климата.

Наиболее подходящий возраст для выращивания томата и огурца является 20 дней после опыления (50 и 30% на среде MS, 25% и 5% на среде B5), для капусты - 30 дней после оплодотворения (42,5% и 35% на среде MS и B5 соответственно).

1.Наименьший выход у томата мы наблюдали у 40-дневных семязачатков - 47,5% и 15%, мы связываем это с тем, что зародыш был уже слишком большим и не смог выйти из оболочки.
2.По результатам культивирования капусты на жидких питательных средах наибольший выход был на среде MS, 42,5%. Худший выход был на среде B5 - 35%.
3.Выход зародышей у огурца на первых этапах культивирования был на среде MS, однако далее они погибли.
4.Среда MS и B5 является наиболее подходящими средами для выращивания таких культур как томат и капуста, агаризованная вода - хороший субстрат для выхода зародышей из плодов в возрасте 40 дней после опыления, но не является заменой питательной среды.
5.Наличие или отсутствие надреза семязачатков не влияет на выход зародышей.
6.По результатам исследования мы выяснили, что наиболее адаптированной культурой для использования в эмбриокультуре является капуста, так как у данной культуры мы наблюдали наибольший выход зародышей на всех трех выбранных средах.
7.Огурец оказался очень требовательной культурой и необходим дальнейший подбор условий культивирования и в том числе подбора специальной питательной среды. Томат, в отличие от огурца, менее требовательная культура, но, для более эффективного развития, требует дальнейших исследований для подбора условий.
Выводы
Выводы
Нам удалось доказать, что среда имеет большое значение для всех трех культур (это показывает лепестковая диаграмма)
В дальнейшем мы планируем подобрать подходящие условия для наиболее эффективного роста огурца и провести подробное фенотипирование и оцифровку растений. На основании проведенного исследования можно сделать вывод, что наш метод позволяет ускорить рост и развитие растений. По сравнению с традиционным методом селекции, за год мы можем получить сорт, который будет устойчив к мутировавшим болезням и изменениям климата.

Работа нашей команды