187396. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kultúrnövények in vitro szövettenyésztéses szaporítási hatásfokának megjavítására
1 187 396 2 A találmány kultúrnövények in vitro szövettenyésztéses szaporítása során a szaporítás hatásfokának megjavítására szolgáló eljárás, amelynél a hatásfok megjavítását az (I.) általános képletű N-szubsztituált-acetamid vegyületekkel végzett kezeléssel éri el. - Az (I.) általános képletben a szubsztituensek jelentése a következő: R lehet metil-, klórmetil-, diklór-metil- vagy triklór;metil-gyök; R, és R2 lehet egyező vagy eltérő, s jelenthet 1-8 szénátomos alkil-, 2-6 szénatomos alkenil-, 3-6 szénatomos cikloalkil-, fenil-, benzil-gyököt; jelenthet hidrogénatomot azzal a megkötéssel, hogy R, és R2 egyidejűleg hidrogénatom nem lehet; R, és R2 együttesen a nitrogénatommal hexametilén-imino csoportot alkothat. Az in vitro körülmények között lefolytatott szövettenyésztéses növényszaporítási eljárások az elmúlt két évtizedben terjedtek el a gyakorlatban. Az Amerikai Egyesült Államokban több mint húsz laboratóriumi szaporító nagyüzem működik, s Nyugat-Európában is számos olyan laboratórium üzemel, ahol száz-kétszázezer növényt állítanak elő havonta szövettenyésztéses mikroszaporítással. Gyakorlati szempontból a szövettenyésztéses szaporítás lényege abban ájl, hogy a növényi hajtáscsúcsok, gyökércsúcsok merisztémikus szöveteiből steril körülmények között mindenféle növényi kórokozóktól mentes növények szaporíthatok el a hagyományos szaporítóanyag-termelés gyo: saságát több nagyságrenddel meghaladó sebességgel, lényegesen kisebb területfelhaszrtálással, s ezek következtében gazdaságosabban. Magyarországon a szövettenyésztéses növényszaporítási eljárás nagyüzemi elterjedése napjainkban van folyamatban. Bár a szövettenyésztéses szaporítás a hagyományos szaporítási módszereknél gazdaságosabb, a benne rejlő lehetőségeket mégsem tudták kihasználni az eddigi eljárások különféle fogyatékosságai miatt. Az eljárások legnagyobb fogyatékossága, hogy míg in vitro körülmények között a növények kor- * látlanul szaporodnak, addig a talajba történő átültetés során - növénykultúrától függően - a steril körülmények között nevelt növények 20-60%-a elpusztul az új, a korábbinál kedvezőtlenebb in vivo körülmények között [Broome; Zimmermann; Hort. Science, 13, 151-153 (1978); Earle; Langhans; Hort. Science, 10, 608-610 (1975); Sutter, Langhans; J. Am. Soc. Hort. Science, 104, 494-496 (1979)]. Bár a témával foglalkozó kutatók törekedtek arra, hogy az in vitro nevelés technikai feltételeinek javításával (kisebb hőmérséklet-ingadozás, magas relatív páratartalom stb.) segítsék elő a szaporítás hatékonyságát, azonban ezek az intézkedések nem jártak a kívánt sikerrel. A szövettenyésztéses szaporítási eljárás vizsgálatára irányuló kutatásaink célja volt annak felderítése, hogyanik okozzák a lombikból kikerülő növények rossz alkalmazkodóképességét, az átültetett növények jelentékeny pusztulását. Kutatásaink célja volt továbbá olyan eljárás kidolgozása, amellyel a szövettenyésztéses szaporítás hatékonysága lényegesen megjavítható, az in vitro körülmények között szaporított növények túlnyomó hányada in vivo körülmények között is életképes, erőteljesen fejlődő legyen. Kutatásaink során tanulmányoztuk üvegházi és szabadföldi kísérletekben több kultúrnövény (szegfű, gerbera, szőlő, páfrány) viaszainak és membránlipidjeinek összetételét, valamint ezen sejtalkotórészek bioszintézisének folyamatát. Kísérleteink eredményeként megállapítottuk, hogy az említett sejtalkotórészek szerkezetében jelentős változások mutathatók ki a szövettenyésztéssel szaporított növényeknél. Kiderült, hogy a lombikban nevelt növények leveleinek felületét bevonó viaszok szintézise gátolt. Megállapítottuk, hogy míg a hagyományos tenyésztésű növényeknél a sejtmembrán lipofil alkotórészeiben a nagyobb telítetlenségű zsírsavak szintetizálódtak, addig a szövettenyésztéssel szaporított növényeknél a nagyobb telítetlenségű zsírsavak szintézise gátolt. Ennek következménye, hogy a sejtmembránok törékenyek lesznek, s nem tudják ellátni megfelelően a különböző membránfunkciókat. Egyik kísérletsorozatunkban izotóp-technikával vizsgáltuk a hagyományos tenyésztési eljárással és az in vitro szaporítási eljárással nevelt növények viaszkomponenseinek összetételét. A növényeket 10 p Ci/p mól aktivitású C 14-el jelzett ecetsav oldattal 25 °C-on 4 órán át inkubáltuk, majd a viaszkomponenseket vékonyréteg kromatográfiával szétválasztva, arányaikat a fajlagos aktivitás alapján határoztuk meg. Kisérleteink eredményeit a következő táblázatban foglaltuk össze: viaszkomponensek %-os megoszlása hidro- I. r. sav xidike- alkotón hol 11. r. , . alkohol hld észter Szénhidr. Kontroll in vitro 31,13 3,32 19,44 42,56 nyo- 3,24 mokban 1,53 14,33 2,04 20,95 5,40 2,71 24,84 28,48 Ezekből a mérési adatokból megállapítható, hogy az in vitro körülmények között szaporított növények viaszaiban a komponensek megoszlása értékelhetően eltér a kontrollnövényekéhez képest. A savak felhalmozódása növeli a levél felületének permeábilitását, s hasonlóan hat az I. rendű alkoholok mennyiségének csökkenése. Ez a két jelenség egyszerre játszódik le, s hatására az in vitro tenyésztett növények a szabadba (in vivo) kiültetve nem képesek a sejtek víztartalmát megőrizni. Ugyancsak vizsgáltuk kísérleteinkben a kétféle módon nevelt növényekből izolált totál lipidek zsírsav összetételét. A vizsgálatok eredményeit a következő táblázatban foglaltuk össze. 5 10. 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
