Лазерное излучение в селекционной практике

В биологии давно и успешно применяются различные физические факторы воздействия, направленные на повышение урожайности сельскохозяйственных культур, повышение иммунитета растений, животных и человека. Наиболее широкое применение нашли лазеры, генерирующие в красной и инфракрасной областях спектра. Проникающая способность этих факторов исчисляется долями миллиметра. Рассеиваясь при этом, энергия лазерного излучения целиком переходит в тепловую. Исследования, проведенные Инюшиным (1970, 1974, 1983) по применению лазерного излучения в сельском хозяйстве, показали возможность прибавки до 10-15% урожая при обработке семян, защищенных мощными, как правило не прозрачными, покровными тканями. Исследования Остапенко, Жуковой (1989) при применении предгибридизационной обработки пыльцы малины излучением гелий-неонового лазера с экспозицией 1-9 мин., показали повышение выхода семян в 2, 5-2, 8 раза. По данным Шевчука и др. (1989), когерентное излучение успешно применяется в создании сортов гречихи устойчивых к болезням, причем выход устойчивых гибридов зависит от длины волны. В своей работе Суминов и др. (1994) приводят результаты экспериментов по использованию излучения гелий-неоновых лазеров для воздействия на семена различных овощных культур. Растения, выросшие из активированных излучением ОКГ семян давали прирост раннего урожая огурцов в закрытом грунте до 150-200%, а общий урожай увеличивался на

20-40%. Однако сами авторы не дают ясного ответа о механизме стимулирующего эффекта данного воздействия на сухие семена, поскольку очевидно, что красному ЭМИ до клеточных структур семени не добраться из-за твердых непрозрачных оболочек. Интересны результаты исследований Гаряева (1994) по защите семян от интенсивного поражающего воздействия ионизирующей радиации излучением, модулированным информацией, исходившей от специального генератора ЭМИ.

Нами на протяжении ряда лет проводились опыты по использованию излучения оптического квантового генератора при облучении пыльцы для преодоления нескрещиваемости при отдаленной гибридизации (таблица 7).

Отмечается стимулирующий эффект при скрещивании представителей таксонов различных рангов. Однако из таблицы видно, что следует учитывать плоидность включенных в скрещивания родительских форм, по крайней мере для той экспозиции, которую мы взяли, 25 мин.

7. Результаты гибридизации вишни с использованием лазерного излучения

Нами были предприняты попытки вызвать морфогенетические процессы в каллусах вишни, которые при обычном культивировании не способны к образованию меристематических зачатков и получению растений регенерантов. Объектами исследования служили каллусные ткани и полностью сформировавшиеся растения вишни в культуре in vitro. Культивирование объектов проходило по обычной методике в 16 мм и 21 мм биологических пробирках. В качестве питательной среды использовалась среда Мурасиге и Скуга. Облучение проходило на установках, изготовленных в лаборатории института. Источником излучения служил гелий-неоновый лазер ЛГН-207 с длиной волны 632,8 нм. Облучение велось расфокусированным лучом через короткофокусную линзу. Чтобы исключить действие на каллусную ткань вторичных метаболитов объекты находились каждый в своем культуральном сосуде. Излучение гелий-неонового лазера направлялось под углом в 45° на микрорастение полностью сформировавшее стеблевую и корневую системы. За культуральным сосудом (пробиркой) с этим микрорастением располагалась пробирка с каллусной тканью. В результате облучения у каллусов, которые без обработки проявили себя полностью неспособными к дифференцировке, появились морфогенные образования стеблевого типа (таблица 8). В дальнейшем эти участки ткани были отделены от "материнского" каллуса и пересажены на свежую питательную среду размножения, содержащую 1 мг/л 6-бензиламинопурина. Полученные конгломераты почек разделялись и микропобеги, достигшие 15-20 мм в длину, пересаживались на среду укоренения - 2 мг/л ИМК. Растения, сформировавшие корневую систему, после адаптации пересаживались в условия защищенного грунта, а потом и в открытый грунт.

8. Действие ИТП на морфогенез каллусных тканей вишни (лазер ЛГН-207, экспозиция 144 с)

Исходя из наших опытов, можно предположить о дистанционной передаче морфогенетической информации от растения (донора), каллусу (реципиенту), с последующей его дифференцировкой и образованием микростеблей, пригодных для дальнейшего микроразмножения по общепринятым методикам.