37
VYTAUTO DIDŽIOJO UNIVERSITETAS ŽEMĖS ŪKIO AKADEMIJA, MIŠKŲ IR EKOLOGIJOS FAKULTETAS MIŠKO BIOLOGIJOS IR MIŠKININKYSTĖS INSTITUTAS Gerda Kazakauskaitė KARPOTOJO BERŽO (BETULA PENDULA ROTH) KULTŪRA IN VITRO Bakalauro baigiamasis darbas Miškininkystės studijų programa, valstybinis kodas 612D50001 Miškininkystės studijų kryptis Vadovas Prof. Dr._Simas Gliožeris __ _____________ (Moksl. Laipsnis, vardas, pavardė) (Parašas) (Data) Apginta Edmundas Bartkevičius _____________ __________ (Fakulteto/studijų instituto dekanas/direktorius) (Parašas) (Data) Kaunas, 2020

VYTAUTO DIDŽIOJO UNIVERSITETAS...žiedas; 1e – kuokelis; 1f – vaisinio žirginio žvynelis; 1g – riešutėlis. Šio augalo mediena yra be branduolio, gelsvo arba rausvo atspalvio,

  • Upload
    others

  • View
    1

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: VYTAUTO DIDŽIOJO UNIVERSITETAS...žiedas; 1e – kuokelis; 1f – vaisinio žirginio žvynelis; 1g – riešutėlis. Šio augalo mediena yra be branduolio, gelsvo arba rausvo atspalvio,

VYTAUTO DIDŽIOJO UNIVERSITETAS

ŽEMĖS ŪKIO AKADEMIJA, MIŠKŲ IR EKOLOGIJOS FAKULTETAS

MIŠKO BIOLOGIJOS IR MIŠKININKYSTĖS INSTITUTAS

Gerda Kazakauskaitė

KARPOTOJO BERŽO (BETULA PENDULA ROTH) KULTŪRA IN VITRO

Bakalauro baigiamasis darbas

Miškininkystės studijų programa, valstybinis kodas 612D50001

Miškininkystės studijų kryptis

Vadovas Prof. Dr._Simas Gliožeris __ _____________

(Moksl. Laipsnis, vardas, pavardė) (Parašas) (Data)

Apginta Edmundas Bartkevičius _____________ __________

(Fakulteto/studijų instituto dekanas/direktorius) (Parašas) (Data)

Kaunas, 2020

Page 2: VYTAUTO DIDŽIOJO UNIVERSITETAS...žiedas; 1e – kuokelis; 1f – vaisinio žirginio žvynelis; 1g – riešutėlis. Šio augalo mediena yra be branduolio, gelsvo arba rausvo atspalvio,

2

Pirmosios pakopos Miškininkystės studijų programos baigiamųjų darbų vertinimo komisija (patvirtinta

Kanclerio 2020 m. gegužės 8 d. įsakymu Nr. ŽŪA-2020-14):

Pirmininkas: Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro Miškų instituto direktorius dr. Marius

Aleinikovas.

Nariai: VDU Žemės ūkio akademijos Miškų ir ekologijos fakulteto prodekanas, Miško

biologijos ir miškininkystės instituto docentas dr. Remigijus Žalkauskas;

VDU Žemės ūkio akademijos Miško biologijos ir miškininkystės instituto lektorius dr.

Julius Bačkaitis;

VDU Žemės ūkio akademijos Miškotvarkos ir medienotyros instituto docentas dr.

Almantas Kliučius;

VĮ Valstybinių miškų urėdijos direktoriaus pavaduotojas miškotvarkai Martas Lynikas.

Miškų ir ekologijos fakulteto pirmosios pakopos Miškininkystės studijų programos studentų

baigiamųjų darbų vertinimo komisijos įvertinimas:

......................................................................................................................................................... Miškų ir ekologijos fakulteto pirmosios pakopos Miškininkystės studijų programos studentų baigiamųjų darbų vertinimo komisijos įvertinimas ir pirmininko parašas

Darbo vadovas: prof. dr. Simas Gliožeris, VDU Žemės ūkio akademija, Biologijos ir augalų

biotechnologijos institutas

Recenzentas: prof. dr. Darius Danusevičius, VDU Žemės ūkio akademija, Miško biologijos ir

miškininkystės institutas

Instituto direktorius: prof. dr. Gediminas Brazaitis, VDU Žemės ūkio akademija, Miško biologijos ir

miškininkystės institutas

Page 3: VYTAUTO DIDŽIOJO UNIVERSITETAS...žiedas; 1e – kuokelis; 1f – vaisinio žirginio žvynelis; 1g – riešutėlis. Šio augalo mediena yra be branduolio, gelsvo arba rausvo atspalvio,

3

Turinys

SANTRAUKA ......................................................................................................................................... 4

SUMMARY ............................................................................................................................................. 5

ĮVADAS ................................................................................................................................................... 6

1. LITERATŪROS APŽVALGA ............................................................................................................ 8

1.1. Beržų charakteristika .................................................................................................................... 8

1.2. Karpotojo beržo charakteristika ................................................................................................... 9

1.3 Mikrodauginimas in vitro ............................................................................................................ 11

1.4. Maitinamosios terpės .................................................................................................................. 13

2. DARBO METODIKA ....................................................................................................................... 15

3. DARBO REZULTATAI IR JŲ APTARIMAS ................................................................................. 18

3.1. BAP poveikis karpotojo beržo daigų augimui in vitro ............................................................... 18

3.2.TDZ poveikis karpotojo beržo sėklų augimui in vitro ................................................................ 28

IŠVADOS .............................................................................................................................................. 33

LITERATŪROS SĄRAŠAS ................................................................................................................. 34

Page 4: VYTAUTO DIDŽIOJO UNIVERSITETAS...žiedas; 1e – kuokelis; 1f – vaisinio žirginio žvynelis; 1g – riešutėlis. Šio augalo mediena yra be branduolio, gelsvo arba rausvo atspalvio,

4

SANTRAUKA

Gerda Kazakauskaitė

Karpotojo beržo (Betula pendula Roth) kultūra in vitro

Bakalauro baigiamasis darbas 37 puslapių, 24 paveikslai, 1 lentelė, 36 literatūros šaltiniai.

Tyrimo atlikimo vieta – darbas buvo atliktas VDU ŽŪA Agronomijos fakulteto Biologijos ir

augalų biotechnologijos instituto ir JTC Agrobiotechnologijos laboratorijoje 2019 – 2020

metais.

Tyrimo objektas – karpotojo beržo (Betula pendula Roth) sėklos.

Tyrimo tikslas – ištirti ir įvertinti karpotojo beržo augimo perspektyvumą maitinimo terpėse:

be augimo reguliatorių ir su įvairių koncentracijų BAP ir TDZ augimo reguliatoriais.

Uždaviniai:

1. įvertinti įvairių BAP koncentracijų poveikį karpotojo beržo daigų augimui in vitro

2. ištirti tidiazurono įtaką karpotojo beržo sėklų morfogenezei kultūroje in vitro.

Tyrimo metodai – Karpotojo beržo daigai auginti ant MS (Murashige, Skoog, 1962) terpės

100 ml talpos kolbutėse su skirtingomis citokinino BAP koncentracijomis. Buvo vertinama

išaugusių daigų aukštis, tarpubamblių skaičius, šaknų skaičius ir ilgis, lapelių skaičius bei

masė. Karpotojo beržo sėklų morfogenezė in vitro tirta MS mitybos terpėje su įvairiomis

citokinino tidiazurono (TDZ) koncentracijomis.

Tyrimo rezultatai: įvairų koncentracijų BAP slopino karpotojo beržo sėklų augimą kultūroje

in vitro. Pirmą mėnesį daigai geriau augo ir vystėsi mitybos terpėje be augimo reguliatorių. Po

antrojo subkultivavimo daigų šaknies ilgiui, šaknų ir lapelių skaičiui efektyviausias buvo 0,1

mg L-1

BAP. Karpotojo beržo sėklų morfogenezei veiksmingiausias buvo 0,05 - 0,1 mg L-1

tidiazuronas.

Reikšminiai žodžiai: augimo reguliatoriai, karpotasis beržas, sėklos.

Page 5: VYTAUTO DIDŽIOJO UNIVERSITETAS...žiedas; 1e – kuokelis; 1f – vaisinio žirginio žvynelis; 1g – riešutėlis. Šio augalo mediena yra be branduolio, gelsvo arba rausvo atspalvio,

5

SUMMARY

Gerda Kazakauskaitė

In vitro culture of silver birch (Betula pendula Roth)

Bachelor‘s thesis 37 pages, 24 pictures, 1 table, 36 literature sources.

The place of the research – Bachelor graduation work was done in Vytautas Magnus

university Agricultural academy faculty of Agronomy Institute of biology and plant

biotechnology and JRC labaratory of agrobiotechnology in 2019 – 2020.

The object of the research – seeds of silver birch (Betula pendula Roth).

The aim of the study – to investigate and evaluate the growth prospects of silver birch in

nutrient media : without growth regulators and with various concentrations of BAP and TDZ.

Tasks:

1. to examine the effect of different concentrations of BAP on the growth of carp birch

seedlings in vitro

2. to study the effect of thidiazuron on carp birch seeds in culture in vitro.

Methods of the research – silver birch seeds were sterilized, laminar dried and placed in Petri

dishes on nutrient MS medium (Murashige and Skoog, 1962) with different concentrations of

growth regulators and stored in a climatic chamber. In maturation media with BAP

concentration, the height of grown seedlings, number of internodes, number and length of

roots, number of leaves and weight were evaluated. In the experiment with TDZ concentrations

the adventitious shoots, their number, height and weight were evaluated.

Results of the study: BAP at various concentrations has an inhibitory effect on the growth of

silver birch seedlings. All growth parameters were higher in MS medium without growth

regulators. After the second subculture 0.1 mg L-1

of BAP was most effective for seedling root

length, number of roots and leaves. Thidiazuron of 0.05 mg L-1

concentration was the most

effective for adventitious shoot frequency and height, and 0.1 mg L-1

TDZ concentration was

the most effective for the adventitious shoot number.

Key words: silver birch, seeds, growth regulators

Page 6: VYTAUTO DIDŽIOJO UNIVERSITETAS...žiedas; 1e – kuokelis; 1f – vaisinio žirginio žvynelis; 1g – riešutėlis. Šio augalo mediena yra be branduolio, gelsvo arba rausvo atspalvio,

6

ĮVADAS

Augalų biotechnologija – tai greitai auganti mokslo šaka, kuri stipriai pasitarnauja augalų

selekcijos srityje. Ji nuolat vystosi, nes mokslo ir technologijų plėtra suteikia daug patobulinimų. Ši

technologija suteikia galimybę kurti ir praturtinti genetinę įvairovę, o taip pat palengvina ir pagreitina

selekcinius procesus. Dabar dažiausiai naudojamas metodas – mikrodauginimas, kurio tikslas yra

padauginti augalus in vitro sistemoje. Žinoma, tai reikalauja specialios laboratorijos su specialia

įranga, todėl šis metodas yra labai brangus (Duchovskis, 2006).

Genetinė įvairovė yra ypač svarbus veiksnys šiuolaikinio pasaulio miškams, ypač

pastaruoju metu pastebimų ryškių klimato ir aplinkos pokyčių sąlygomis bei su žmogaus veikla

susijusių ligų ir kenkėjų masiniu išplitimu (Pliūra, 1998).

Kiekvienais metais pasaulyje medienos sunaudojimas siekia apie 2000 milijonų kubinių

metrų ir jos poreikis vis auga, kasmet 1,7% (Pliūra, 2006). Didėjant medienos apdirbimo

technologijoms, didėja ir medienos poreikis žmonijai. Todėl šiais laikais yra siekiama išauginti kuo

kokybiškesnę ir didesnį tūrį turinčią medieną per kuo trumpesnį laikotarpį. Tam yra atliekami

biotechnologijos moksliniai tyrimai, kad išsiaiškinti, kaip išauginti medžių sodinukus, kurie būtų

perspektyviausi ir atneštų didžiausią naudą ateityje.

Tik 1960 metais buvo pradėti genetiniai, selekciniai tyrimai Lietuvoje. Žinoma, pirmasis

tyrimo objektas buvo spygliuočiai medžiai ir tik po kelių dešimtmečių buvo įtraukti ir lapuočiai

medžiai. Kiekvienas medis turi invidualių savybių, paveldimų iš tėvamedžių, tačiau tam didelės įtakos

turi aplinkos sąlygos (Stoncelis, 2019).

Mikrodauginimas in vitro - tai plačiai naudojamas augalų dauginimo būdas. Dirbant su

eksplantų dauginimu labai svarbus faktorius yra švara ir sterilumas. Tam naudojamas alkoholio,

chlorido, etanolio ar kitokie tirpalai eksplanto sterilinimui, kadangi maitinamoji terpė yra palanki

aplinka mikroorganizmams daugintis. Maitinamojoje terpėje gausu angliavandenių, vitaminų, augimo

reguliatorių, padedančių dauginamam augalui gyventi, maitintis ir vystytis (Sliesaravičius, 2006).

Terpių sudėtis yra gan įvairi, skiriasi įvairių komponentų kiekiai ir koncentracijos, tam kad nustatyti,

kurioje terpėje augalas geriausiai vystosi. Tačiau kiekvieną in vitro technologiją būtina taikyti

skirtingoms augalų rūšims ir sukurti optimalias išorines ir vidines sąlygas konkrečių augalų rūšių

audiniuose ir ląstelėse saugomai genetinei programai realizuoti (Stanys, Stanienė ir kiti, 2008).

Karpotasis beržas (Betula pendula Roth) – yra beržinių šeimos (Betulaceae) augalas, kurio

reiklumas dirvožemiui ir aplinkos sąlygoms nėra didelis. Jis gali augti beveik visose augavietėse, tiek

drėgname, tiek sausesniame dirvožemyje ir jo derlingumas beržui nėra svarbi sąlyga. Šis augalas taip

pat dar ir greitai atželia ir užima gaisraviečių plotus, bei plynųjų kirtimų plotus. Beržų mediena taip pat

Page 7: VYTAUTO DIDŽIOJO UNIVERSITETAS...žiedas; 1e – kuokelis; 1f – vaisinio žirginio žvynelis; 1g – riešutėlis. Šio augalo mediena yra be branduolio, gelsvo arba rausvo atspalvio,

7

plačiai naudojama žmonių, todėl svarbus faktorius tas, kad būtina atlikti tyrimą, kuris ištirs, kaip

išauginti kokybiškiausią bei persektyviausią beržo medieną.

Objektas – karpotojo beržo (Betula pendula Roth) sėklos.

Tikslas - ištirti ir įvertinti įvairių BAP ir TDZ koncentracijų poveikį karpotojo beržo

augimui in vitro

Uždaviniai:

1. įvertinti įvairių BAP koncentracijų poveikį karpotojo beržo daigų augimui in vitro

2. ištirti tidiazurono įtaką karpotojo beržo sėkloms kultūroje in vitro.

Page 8: VYTAUTO DIDŽIOJO UNIVERSITETAS...žiedas; 1e – kuokelis; 1f – vaisinio žirginio žvynelis; 1g – riešutėlis. Šio augalo mediena yra be branduolio, gelsvo arba rausvo atspalvio,

8

1. LITERATŪROS APŽVALGA

1.1. Beržų charakteristika

Beržai – beržinių šeimos (Betulaceae Roth), beržų genties (Betula Roth) augalas. Tai

vasaržaliai medžiai ir krūmai, paplitę Šiaurės pusrutulyje, vidutinio ir šalto klimato juostoje, rečiau

šiltose srityse, kalnų ir lygumų miškuose, pelkėse (Navasaitis, 2005). Beržynai gana tolygiai

pasiskirstę visoje Lietuvoje (Baliuckienė, 2011). Beržai yra šviesamėgiai, sparčiai augantys, greitai

subrandinantys sėklas, taip pat greitai suželia atviruose gaisraviečių plotuose arba plynų kirtimų

plotuose (Hynynen, 2010).

Beržas išsiskiria savo ypatinga kamieno žieve – plonais lakštais atsilapojančia tošimi

liemuo, baltai rusvos spalvos (1 pav.). Beržų vaisiai yra vienasėkliai riešutėliai, su dviem plėviškais

sparneliais, kitaip vadinami beržo sėklomis. Žiedai būna žirginiai kuokeliniai, kurie sukraunami

vasarą, arba piesteliniai, kurie suauga prieš pat žydėjimą (Aleksandravičiūtė ir kiti, 1961).

1 pav. Karpotasis beržas (Betula pendula Roth)

Page 9: VYTAUTO DIDŽIOJO UNIVERSITETAS...žiedas; 1e – kuokelis; 1f – vaisinio žirginio žvynelis; 1g – riešutėlis. Šio augalo mediena yra be branduolio, gelsvo arba rausvo atspalvio,

9

Kiekvienais derėjimo metais beržų sėklos vidutiniškai sudaro apie 20 % derlingų sėklų,

tačiau, pasitaiko, kad beržų sėklų derlius gali būti 5–10 % derlingų sėklų. Tam didžiausią įtaką turi

vidutinė oro temperatūra ir santykinė drėgmė. Gausiausiai beržo sėklų išbyra, kai vidutinė paros

temperatūra siekia apie 18 °C (Bareika, 2010).

Beržai pasižymi savo sparčiu ir intensyviu augimu, paprastai užauga 15 – 25 metrų

aukščio, rečiau pasitaiko, kad užauga net iki 30 – 35 metrų aukščio. Aukščiausias beržas užfiksuotas

Suomijoje – net 39 metrų. Subrendusio beržo kamieno skersmuo yra apie 35 – 49 cm. Lietuvos

miškuose normaliai augantys beržai, pasiekę vidutiniškai 65 metų amžių, yra 25 -27 metrų aukščio ir

25 – 26 cm skersmens. Taip pat beržai pasižymi savo geromis medienos savybėmis, naudojama

celiuliozės pramonėje bei plokščių gamyboje. Taip pat beržas populiarus tuo, kad nerikalauja didelių

išlaidų įveisimo, priežiūros, apsaugos ir auginimo srityse (Bareika, 2019).

Lietuvoje dažniausiai sutinkamos beržų rūšys yra plaukuotasis (Betula pubescens Roth) ir

karpotasis (Betula pendula Roth) beržai. Šias dvi rūšis yra lengva atpažinti vieną nuo kitos pagal

svyrančias šakas ir giliai suaižėjusią liemens tošį karpotojo beržo ir nesvyrančios lajos, lygios baltos

liemens tošies plaukuotojo beržo ( Aleksandravičiūtė ir kiti, 1961). Tačiau karpotasis beržas yra labiau

paplitęs ir selekciniu požiūriu sąlyginai labiau parspektyvus Lietuvoje nei kitos beržų rūšys ir jo

produktyvumas priklauso nuo augavietės ir vidutiniškai siekia 230 m3/ha (Jusas, 2008).

Beržai gali augti ir kaip medžiai, ir kaip krūmai. Jie yra patraukli kraštovaizdžio dalis,

dažnai sutinkami pakelėse arba miesto aikštėse bei parkuose, tačiau rudenį, lapų metimo procesas

sukelia didelių nepatogumų miesto švarai. Taip pat beržynų miškai suteikia miško gyvūnams

prieglobstį - buveines, palaiko turtingą florą ir fauną, žmoniją aprūpina šildymo ištekliais – beržinėmis

malkomis ( Miles, 1973, Snieškienė, Stankevičienė, 2011).

1.2. Karpotojo beržo charakteristika

Karpotieji beržai natūraliai auga visoje Europos dalyje iki pat Sibiro vidurio, gali pasiekia

net pietinius regionus, tokius kaip Iberijos pusiasalis, Pietų Italija ir Graikija (Beck, Caudullo ir kiti,

2016). Jie yra tipiški mezofitai, t. y. vidutinio drėgnumo vietų augalai (Bareika, 2010). Šių beržų laja

yra kiaušiniškos formos, šakos – svyrančios, jaunų medelių žievė yra plona, balta su besilupančia

tošimi, subrendusių medžių – žievė stora, kieta ir giliai suskeldėjusi (Navasaitis, 2005). Jauni ūgliai

pliki, lipnių nusėti lipniomis karpelėmis, atauginiai ūgliai gali būti plaukuoti. Lapai trikampio formos

arba rombo formos, statmenai nukirstu arba pleistišku pamatu, plikais lapkočiais (2 pav.). Medis

užauga iki 30 metrų aukščio ir gyvena iki 150 metų (Aleksandravičiūtė, 1961). Lietuvoje karpotųjų

beržų sėklos subręsta liepos mėnesio antrojoje – rugpjūčio mėnesio pirmojoje pusėje (Bareika, 2013).

Page 10: VYTAUTO DIDŽIOJO UNIVERSITETAS...žiedas; 1e – kuokelis; 1f – vaisinio žirginio žvynelis; 1g – riešutėlis. Šio augalo mediena yra be branduolio, gelsvo arba rausvo atspalvio,

10

Karpotasis beržas nėra reiklus dirvožemio derlingumui, yra šviesamėgis augalas

(Navasaitis, 2005). Tačiau yra labai jautrus oro taršai, būtent ši savybė riboja jo plitimą miestų

želdynuose, taip pat atsparus dirvožemio suplūkimui, sausroms bei kenkėjams ir ligoms. Tačiau nors ir

yra atsparus kenkėjams, beržus mielai renkasi mažasis žiemsprindis (Operophthera brumata L.),

didysis žiemsprindis (Erannis defolaria L.), neporinis verpikas (Ocneria dispar L.) ir lapgraužiai

(Chrysomelidae L.) (Armanienė, 2016). Karpotiesiems beržams labai svarbus dirvožemio drėgnumas,

pakankamas kritulių kiekis bei oro temperatūra pirmojoje vegetacijos laikotarpio pusėje

(Stravinskienė, 2010).

2 pav. Betula pendula Roth. 1 – Šakutė su vaisiniu žirginiu; 1b – piestelinis žiedas; 1c – pažiedė; 1d – kuokelinis

žiedas; 1e – kuokelis; 1f – vaisinio žirginio žvynelis; 1g – riešutėlis.

Šio augalo mediena yra be branduolio, gelsvo arba rausvo atspalvio, ne tik tvirta, bet ir

stangri, todėl yra plačiau naudojama nei kitų rūšių mediena. Iš karpotojo beržo medienos gaminami

Page 11: VYTAUTO DIDŽIOJO UNIVERSITETAS...žiedas; 1e – kuokelis; 1f – vaisinio žirginio žvynelis; 1g – riešutėlis. Šio augalo mediena yra be branduolio, gelsvo arba rausvo atspalvio,

11

baldai, buities ir sporto įranga, popierius, taip pat yra puikios beržinės malkos. Iš žievės gaminama

aktyvinta anglis, degutas. Taipogi beržas dovanoja lietuvių pamėgtą gerti - sulą (Navasaitis, 2015).

Intensyviausias sulos tekėjimo inervalas nustatytas tarp 12 – 18 h dienos. Vis daugiau

žmonių sulą laiko naudinga jų sveikatai. Šiaurės šalių mokslininkai atliko beržo sulos cheminės

sudėties tyrimus, kurie atkleidė produkto maistinę ir vaistinė vertę. Beržo sula yra vertinga maisto

sudedamoji dalis, naudojama gaminant įvairius maisto produktus ir gėrimus. Teigiama, kad karpotasis

beržas išskiria mažsenį sulos kiekį, tačiau saldesnį nei plaukuotasis beržas, todėl labiau mėgiamas

vartotojų (Ozolinčius, Bareika ir kt., 2016).

1.3 Mikrodauginimas in vitro

Žoržas Morelis, prancūzų mokslininkas, pirmasis pasiekęs pirmųjų mikrodaugunimo

pasiekimų 1950 metais. Jam pavyko gauti pirmuosius orchidėjos augalus – regenerantus. Morelio

tyrimo rezultatas – mikrodauginimo procesas yra begalinis bei galima gauti daug genetiškai vienodos

medžiagos.

Vienas efektyviausių mikrodauginimų – in vitro. Tai vegetatyvinis dauginimo būdas,

kuriuo sparčiai ir gausiai yra dauginami augalai – nedidelėje erdvėje ir iš mažo eksplanto galima gauti

daug augalų. Yra du mikrodauginimo aspektai: mikrodauginimas, kai indukuojama morfogenezė,

regeneruojami augalai, ir mikrovegetatyvinis dauginimas, kai klonuojant augalus išlaikomos jų

genetinės ir fiziologinės savybės (Sliesaravičius, 2006).

Eksplantas – tai dauginamos kultūros elementas: sėkla, pumpuras, lapas ir kiti. Kutūros

sėkmę augime lemia eksplanto dydis, didesni vystosi produktyviau, kadangi jis yra sukaupęs didesnį

kiekį maisto medžiagų ( Khehra, 1992).

Mikrodauginimo etapai ir metodai (3 pav.) :

1. Augalo išrinkimas, gerai sterilizuotų eksplantų gavimas;

2. Savaiminis mikrodauginimas, kai pasiekamas maksimalus ūglių kiekis;

3. Daigų ūglių išsišaknidijimas, adaptacija prie dirvožemio sąlygų;

4. Tolimesnis daigų auginimas šiltnamyje ir ruošimas sodinti lauke (Kuusienė, 2006).

Page 12: VYTAUTO DIDŽIOJO UNIVERSITETAS...žiedas; 1e – kuokelis; 1f – vaisinio žirginio žvynelis; 1g – riešutėlis. Šio augalo mediena yra be branduolio, gelsvo arba rausvo atspalvio,

12

3 pav. Augalų mikrodauginimo schema. 1- eksplanto parinkimas; 2- sterilios kultūros gavimas; 3- pumpurų

susidarymas; 4- mikroūglių susiformavimas; 5- mikroūglių dauginimas; 6- mikroūglių įšaknidijimas; 7- augalų

perkelimas į žemesnę temperatūrą; 8- augalų auginimas šiltnamio sąlygomis; 9- augalo persodinimas į lauką.

Sėklos ar daigų dalys sodinamos į terpes, kurios atlieka dvi funkcijas: maitinamąją, tai yra

suteikia eksplantui jam reikalingas mineralines druskas, vandenį ir kitas medžiagas, ir sudaro fizikinę

terpę, tinkamą ekplanto augimui. Būtent todėl sodinant sėklas į maitinamąją terpę reikia kruopščiai jas

sterilizuoti, kad ant jų neliktų jokių mikroorganizmų, kadangi ši terpė yra puikus substratas jų

augimui. Sterilizacija gali būti atliekama:

1. Fizinis mikroorganizmų sunaikinimas sausu karštu oru, garais arba švitinant (ultravioletiniu

arba gama švitinimu);

2. Cheminis mikroorganizmų naikinimas naudojant sterilizuojančius junginius (etileno oksidas,

alkoholis, hipochloritas ir kiti);

3. Fizinis mikroorganizmų pašalinimas filtruojant ir plaunant.

Maitinamųjų terpių sterilizavimas paprastai vyksta autoklave, rečiau filtruojant. Sterilizuota maistinė

terpė, stikliniai indai ir kiti reikmenys tūrėtų būti laikomi sterilioje spintoje arba metalinėje dėžėje, kuri

buvo dezinfekuojama 96% alkoholiu. Augalo augimą ir vystymąsi in vitro lemia:

1. Genetinis augalo sudėjimas;

2. Maistinės medžiagos: vanduo, makroelementai, mikroelementai ir cukrus;

3. Fiziniai augimo veiksniai: šviesa, temperatūra, pH, O2 ir CO2 koncentracijos;

Page 13: VYTAUTO DIDŽIOJO UNIVERSITETAS...žiedas; 1e – kuokelis; 1f – vaisinio žirginio žvynelis; 1g – riešutėlis. Šio augalo mediena yra be branduolio, gelsvo arba rausvo atspalvio,

13

Organinės medžiagos: augimo reguliatoriai, vitaminai, angliavandeniai ir kiti (Pierik, 1997).

Morfogenezė – organizmų organų, sistemų ir kūno dalių atsiradimas bei raida jų

ontogenezės ir filogenezės metu. Yra 4 pagrindiniai keliai: embriogenezė – organizmo embrioninis

vystymasis, embrioidogenezė – somatinių embrionų susidarymas, organogenezė – organų

susidarymas ir histogenezė – audinių susiformavimas. Valdant morfogenezę in vitro kultūroje,

siekiama užtikrinti augalų sėkmingą padauginimą ir jų perkėlimą į substratą, kuriame gebėtų toliau

vystytis. Augalų morfogenezė in vitro gali būti tiesioginė, kai struktūros (pumpurai, šaknys)

formuojasi ant eksplantų ir netiesioginė, kai pradžioje susiformuoja kalius, ir tik po to formuojasi

augalų organai (Sliesaravičius, Stanys, 2005).

1.4. Maitinamosios terpės

Maitinamosios terpės paskirtis – sudaryti atitinkamą fizikinę bei cheminę terpę eksplanto

augimui ir aprūpinti augalą reikalingomis medžiagomis. Vieniems pakanka minimalios sudėties terpės,

kitiems – būtini papildomi augimo reguliatoriai: citokininai, auksinai, kinetinai ir kiti. Maitinamosios

terpės parinkimas yra itin svarbus eksplanto morfogenezės procesams. Rizogenezė – šaknų

vystymasis, labiau pasireiškia terpėje esant didesnio kiekio auksinams, o citokininas skatina pridėtinių

ūglių formavimąsi (Burbulis ir kt., 2009).

Augimo reguliatoriai, kitaip vadinami hormonais arba fitohormonais. Jų pagrindinės

funkcijos yra skatinti ląstelių dalijimąsi, indukuoti viršutinių ir pridėtinių pumpurų vystymąsi, taip pat

silpnina apikalinį dominavimą. Išskiriamos penkios pagrindinės fitohormonų klasės: citokininai,

auksinai, giberelinai, abscizo rūgštis ir etilenas. Dideliu aktyvumu pasižymi sintetiniai citokininai BAP

(6– benzilaminopurinas), kinetinas. Įvairūs augimo reguliatoriai suteikia galimybę stebėti augalo

audinių reakcijas, vystymosi pokyčius. Labai svarbus reiškinys maitinamojoje terpėje – auksino ir

citokininų santykis (Coleman, 2003).

Auksinai – nors ir nedideliais kiekiais, bet yra svarbus terpės priedas, būtinas eksplanto

fiziologiniams procesams ir yra laikomas svarbiausiu augalų vystymosi koordinatoriumi. Jis

stimuliuoja ląselių augimą ir dalijimąsi, tačiau slopina šoninių ūglių formąvimąsi, lapų senėjimą ir

kitus procesus (Bendokas, Stanys, 2009).

Giberelinai – natūraliai aptinkami lapuose bei sparčiai augančiose augalo dalyse. Jis

spartina ūglių augimą ir tarpubamblių didėjimą.

Abscizo rūgštis – aptinkama lapuose, pumpuruose, vaisiuose ir sėklose ir dalyvauja jų

kritimo kontrolėje, stimuliuoja pažeistų ląstelių senėjimo procesus.

Makroelementai – tai yra augalo augimui būtinas azotas, fosforas, magnis, kalis, kalcis,

geležis ir siera, kai kuriems augalams dar reikalingi chloras ir silicis. Mikroelementai – manganas,

varis, cinkas, molibdenas, kobaltas, boras.

Page 14: VYTAUTO DIDŽIOJO UNIVERSITETAS...žiedas; 1e – kuokelis; 1f – vaisinio žirginio žvynelis; 1g – riešutėlis. Šio augalo mediena yra be branduolio, gelsvo arba rausvo atspalvio,

14

Angliavandeniai – dažniausiai naudojama 1 – 10 % koncentracijos sacharozė, rečiau

gliukozė, maltozė, galaktozė ir kiti (Gradeckas, 2006).

Vitaminai – biologiškai aktyvios medžiagos, kurios yra lygiai taip pat labai svarbus

maitinamosios terpės priedas. Jų nepakankamumas iššaukia augalo ląstelės fermentų neveiklumą, taip

pat medžiagų apykaitos sutrikimą. Dažniausiai naudojami vitaminai B1 - tianinas, B6 – piridoksinas,

nikotino rūgštis. Dar vienas svarbus komponentas – angliavandeniai, kurie atlieka hetrotrofinės

mitybos funkciją (Gradeckas, 2006; Werner, 2003).

Sacharozė – taip pat svarbus komponentas maitinamojoje terpėje, kuris aprūpina

izoliuotus eksplantus angliavandeniais. Šie aprūpina augalą energija, turi didelės įtakos ląstelių

fiziologijai, augimui ir diferenciacijai (Peterson, 1999; Armini, 2011).

Page 15: VYTAUTO DIDŽIOJO UNIVERSITETAS...žiedas; 1e – kuokelis; 1f – vaisinio žirginio žvynelis; 1g – riešutėlis. Šio augalo mediena yra be branduolio, gelsvo arba rausvo atspalvio,

15

2. DARBO METODIKA

Sėklos rinktos iš VDU ŽŪA dendroparke augančių karpotojo beržo (Betula

pendula Roth) motinmedžių 2019 m. gruodžio mėn. Dvi savaites surinktos sėklos laikytos šaldytuve 4

°C temperatūroje polikarbonatiniuose De Wit mėgintuvėliuose. Po 2 savaičių, pašalinus sėklų

sparnelius, jos 24 val. plautos po tekančio vandens srove. Dezinfekuotos 10 min. 0,3% fungicido

Miedzian tirpale, perplovus dejonizuotu vandeniu sterilintos 3 min. 72 % spirite, perplovus keletą

kartų dejonizuotu vandeniu laikytos 20 min. biocido Sanosil S 20 % tirpale, triskart perplovus

dejonizuotu vandeniu sterilintos sėklos supiltos į sterilius plastikinius vokelius ir 3 paras laikytos

šaldytuve 2 °C temperatūroje. Šaldytos sėklos pakartotinai sterilintos 1% sidabro nitrato tirpale,

perplovus keletą kartų dejonizuotu vandeniu patalpintos į 30 % baliklio ACE tirpalą. Perplovus tris

kartu po 5 min. steriliu dejonizuotu vandeniu laminare ant sterilaus filtrinio popieriaus nusausintos

sėklos patalpintos į sterilias 85 mm skersmens Petri lėkšteles ant sukietintos MS (Murashige, Skoog,

1962) terpės be augimo reguliatorių (sudygusios sėklos naudotos pirmajam bandymui). Terpės

sudėtis pateikta 1 lentelėje.

1 lentelė. MS mitybos terpės sudėtis

Medžiaga Kiekis mg L-1

Makroelementai

NH4NO3 1650

KNO3 1900

CaCl2*2H2O 300

MgSO4*7H2O 470

KH2PO4 170

Mikroelementai

CoCl2*6H2O 0,025

CuSO4*6H2O 0,025

H3BO3 0,620

KI 0,830

MnSO4*4H2O 22,30

Page 16: VYTAUTO DIDŽIOJO UNIVERSITETAS...žiedas; 1e – kuokelis; 1f – vaisinio žirginio žvynelis; 1g – riešutėlis. Šio augalo mediena yra be branduolio, gelsvo arba rausvo atspalvio,

16

Na2MoO4*2H2O 0,25

ZnSO4*7H2O 8,60

FeSO4*7H2O 27,80

Na2 EDTA*2H2O 37,30

Vitaminai

Mezoinozitas 100

Tiaminas HCl 0,10

Piridoksinas HC1 0,50

Nikotino rūgštis 0,50

Glicinas 2,00

Priedai

Sacharozė 30000

Agaras 8000

pH 5,7 ± 0,1

Pirmasis bandymas. Sudygusios sėklos (daigai) iš MS mitybos terpės be augimo reguliatorių

perkeltos ant MS mitybos terpės su įvairiomis citokinino BAP koncentracijomis į 100 ml talpos

Erlenmejerio kolbutes su 25 ml sterilios terpės pagal bandymo schemą:

1. Kontrolė 0,0 mg L-1

BAP;

2. 0,1 mg L-1

BAP;

3. 0,5 mg L-1 BAP;

4. 1,0 mg L-1 BAP;

5. 2,0 mg L-1 BAP;

6. 5,0 mg L-1 BAP.

Antrasis bandymas. Sterilintos karpotojo beržo sėklos patalpintos ant MS mitybos terpės į 85

mm skersmens Petri lėkšteles ant sukietintos MS terpės su įvairiomis citokinino tidiazurono (TDZ)

koncentracijomis pagal bandymo schemą:

1. Kontrolė 0,0 mg L-1

TDZ;

2. 0,05 mg L-1 TDZ;

Page 17: VYTAUTO DIDŽIOJO UNIVERSITETAS...žiedas; 1e – kuokelis; 1f – vaisinio žirginio žvynelis; 1g – riešutėlis. Šio augalo mediena yra be branduolio, gelsvo arba rausvo atspalvio,

17

3. 0,1 mg L-1 TDZ;

4. 0,5 mg L-1 TDZ;

5. 1,0 mg L-1 TDZ;

6. 2,0 mg L-1 TDZ;

7. 5,0 mg L-1 TDZ.

Tyrimas atliktas trimis pakartojimais, vienoje lėkštelėje (kolbutėje) buvo patalpinta 10-13

sudygusių sėklų arba daigų (4 pav.). Auginimo sąlygos: sterili kultūra auginta klimatinėje kameroje 25

°C temperatūroje, esant šviesos intensyvumui – 50 µmol ir 16/8 h (dieną/naktį) fotoperiodui.

4 pav. Dygstančios karpotojo beržo sėklos

Page 18: VYTAUTO DIDŽIOJO UNIVERSITETAS...žiedas; 1e – kuokelis; 1f – vaisinio žirginio žvynelis; 1g – riešutėlis. Šio augalo mediena yra be branduolio, gelsvo arba rausvo atspalvio,

18

3. DARBO REZULTATAI IR JŲ APTARIMAS

3.1. BAP poveikis karpotojo beržo daigų augimui in vitro

U. Kurten ir kt. (1990) somatinius karpotojo beržo embrionus išaugino 0,5 MS mitybos terpėje

iš sėklų gemalų ir suaugusių lapų audinių. Iš sėklų išaugintų daigų eksplantus mikrodauginimo

tyrimams in vitro naudojo ir Petrozavodsko Universiteto mokslininkai (Rusija)( Ветчинникова и др.,

2005). K. Jokinen K. ir T. Törmälä karpotojo beržo mikrodauginimui naudojo pumpurus (1991).

Nykstančių beržų rūšis (Betula medwedewii, Betula megrelica, Betula raddeana) iš sėklų MS mitybos

terpėje su įvairiais augimo reguliatoriais daugino Tibilisio universiteto ir Botanikos sodo mokslininkai

(Gaidamashvili et al., 2015).

Mūsų bandymuose po 6 savaičių augimo karpotojo beržo daigai aukščiausi buvo MS mitybos

terpėje be augimo reguliatorių (kontrolinis variantas) – 2,20 cm. Esant mitybos terpėje įvairių

koncentracijų BAP (0,1-5,0 mg L-1

) daigų aukštis buvo 0,27-1,5 cm (5 pav.). Kaip matome iš pateiktų

duomenų, didėjant mitybos terpėje citokinino BAP kiekiui tolygiai mažėjo ir daigų aukštis. Ypač

slopinantį poveikį daigų augimui in vitro turėjo 5,0 mg L-1

BAP – daigų aukštis, lyginant su

kontroliniu

5 pav. BAP poveikis daigų aukščiui (po 6 savaičių)

variantu, sumažėjo 1,93 cm arba 87,7 %. 0,5 ir 1,0 mg L-1

citokinino BAP poveikis buvo panašus -

lyginant su kontroliniu variantu (MS mitybos terpė be BAP) daigai buvo 1,3-1,4 cm žemesni.

2,20

1,50

0,90 0,80

0,50

0,27

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

Kontrolė 0,1 0,5 1,0 2,0 5,0

Au

kšti

s, c

m

BAP, mg L-1

Page 19: VYTAUTO DIDŽIOJO UNIVERSITETAS...žiedas; 1e – kuokelis; 1f – vaisinio žirginio žvynelis; 1g – riešutėlis. Šio augalo mediena yra be branduolio, gelsvo arba rausvo atspalvio,

19

Daugiausiai tarpubamblių (6 vnt.) turėjo MS mitybos terpėje be augimo reguliatorių

(kontrolinis variantas) augę daigai (6 pav., 7 A pav.) Iš pateiktų duomenų galime matyti, kad mitybos

terpėje didinat citokinino BAP koncentracijas (0,1-5,0 mg L-1

) daigai auga silpniau ir tarpubamblių

turi mažiau (6 pav.). Didžiausiu citokinino kiekiu (5,0 mg L-1

) papildytoje terpėje karpotojo beržo

daigai turėjo tik vieną tarpubamblį.

6 pav. BAP poveikis daigų tarpubamblių skaičiui (po 6 savaičių)

Dėl 1,0 mg L-1

BAP poveikio tarpubambliuose pradėjo formuotis kalius, dėl 2,0 mg L-1

BAP ir 5,0

mg L-1

BAP poveikio pridėtiniai pumpurai (7 B, C, D pav.)

A BAP 0,0 mg L

-l

7 pav. BAP poveikis daigų morfogenezei (po 6 savaičių)

6

3

2 2 2

1

0

1

2

3

4

5

6

7

Kontrolė 0,1 0,5 1,0 2,0 5,0

Tarp

ub

amb

lių s

kaič

ius,

vn

t

BAP, mg L-1

Page 20: VYTAUTO DIDŽIOJO UNIVERSITETAS...žiedas; 1e – kuokelis; 1f – vaisinio žirginio žvynelis; 1g – riešutėlis. Šio augalo mediena yra be branduolio, gelsvo arba rausvo atspalvio,

20

B BAP 1,0 mg L

-l

C BAP 2,0 mg L-l

D BAP 5,0 mg L-l

7 pav. tęsinys. BAP poveikis daigų morfogenezei (po 6 savaičių)

Page 21: VYTAUTO DIDŽIOJO UNIVERSITETAS...žiedas; 1e – kuokelis; 1f – vaisinio žirginio žvynelis; 1g – riešutėlis. Šio augalo mediena yra be branduolio, gelsvo arba rausvo atspalvio,

21

Karpotojo beržo daigų šaknų skaičiui, kaip ir tarpubamblių kiekiui tirtos BAP koncentracijos turėjo

slopinantį poveikį. Esant MS mitybos terpėje didžiausios koncentracijos (5,0 mg L-1

) BAP daigai

šaknų nesuformavo. Kontrolinio varianto (MS terpė be citokinino) terpėje šešias savaites augę daigai

turėjo vidutiniškai po 2 šaknis (8 pav.). Dėl 0,1-2,0 mg L-1

BAP poveikio šaknų skaičius sumažėjo

dvigubai.

8 pav. BAP poveikis daigų šaknų skaičiui (po 6 savaičių)

Po šešių savaičių ilgiausias šaknis turėjo daigai augę MS mitybos terpėje be augimo

reguliatorių (kontrolė) – 3,5 cm (9 pav.). Didėjant terpėje BAP koncentracijai šaknys trumpėjo,

9 pav. BAP poveikis daigų šaknies ilgiui (po 6 savaičių)

2

1 1 1 1

0 0

0,5

1

1,5

2

2,5

Kontrolė 0,1 0,5 1,0 2,0 5,0

Šakn

ų s

kaič

ius,

vn

t

BAP, mg L-1

3,5

1,5 1,5

1,2

0,7

0 0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

Kontrolė 0,1 0,5 1,0 2,0 5,0

Šakn

ies

ilgis

, cm

BAP, mg L-1

Page 22: VYTAUTO DIDŽIOJO UNIVERSITETAS...žiedas; 1e – kuokelis; 1f – vaisinio žirginio žvynelis; 1g – riešutėlis. Šio augalo mediena yra be branduolio, gelsvo arba rausvo atspalvio,

22

0,1-1,0 mg L-1

BAP šaknų augimui turėjo panašų poveikį. Dėl 5,0 mg L-1

slopinančio poveikio daigai

šaknų nesuformavo.

Daigų, augusių MS mitybos terpėje be augimo reguliatorių, lapelių skaičius buvo

didžiausias (7 vnt.) 7 lapeliai. Tirtos BAP koncentracijos lapelių formavimąsi slopino (10 pav.).

10 pav. BAP poveikis lapelių skaičiui (po 6 savaičių)

Daigų masei po 6 savaičių augimo ant MS mitybos terpės tirtos citokinino BAP

koncentracijos turėjo įvairų poveikį (11 pav.) – vidutinė daigų masė buvo 0,94-2,83 mg. Menkiausi

11 pav. BAP poveikis daigų masei (po 6 savaičių)

7

3

4 4

6

3

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Kontrolė 0,1 0,5 1,0 2,0 5,0

Lap

elių

ska

ičiu

s, v

nt

BAP, mg L-1

5,44

0,94 0,95

2,03

2,83

1,56

0

1

2

3

4

5

6

Kontrolė 0,1 0,5 1,0 2,0 5,0

Mas

ė, m

g

BAP, mg L-1

Page 23: VYTAUTO DIDŽIOJO UNIVERSITETAS...žiedas; 1e – kuokelis; 1f – vaisinio žirginio žvynelis; 1g – riešutėlis. Šio augalo mediena yra be branduolio, gelsvo arba rausvo atspalvio,

23

daigai ir mažiausia jų masė buvo dėl citokinino BAP 0,1-0,5 mg L-1

poveikio – 0,94 mg. Didžiausios

masės buvo kontrolinio varianto daigai 5,44 mg .

Po antro subkultivavimo (praėjus 10 savaičių po patalpinimo ant mitybos terpės) karpotojo

beržo daigai aukščiausi buvo augdami MS mitybos terpėje be augimo reguliatorių (kontrolė) – 2,4 cm.

Iš pateiktų duomenų galima matyti, kad didėjant citokinino BAP koncentracijai mitybos terpėje (1,0-

5,0 mg L-1

), daigų augimas buvo slopinamas (12 pav.). Didžiausią slopinantį poveikį daigų aukščiui

turėjo 0,5 mg L-1

BAP koncentracija, lyginant su kontroliniu variantu, daigai buvo 2,18 cm arba 88,75

% žemesni. Mažiausios slopinančios įtakos daigų augimui turėjo 0,1 mg L-1

BAP – daigai buvo

žemesni tik 18,75 %.

12 pav. BAP poveikis daigų aukščiui (po 10 savaičių)

M. Gaidamashvili ir kt. (2015) bandymuose tirtų beržų rūšių daigai po 8 savaičių augimo

modifikuotoje MS terpėje, papildytoje BAP ir giberelinu daigai buvo 2,0-3,0 cm aukščio. Nurodoma,

kad karpotojo beržo augimas in vitro kultūroje labai priklauso nuo genotipo (Vaičiukynė et al., 2017).

Po dešimties savaičių augimo didžiausias karpotojo beržo daigų tarpubamblių skaičius buvo

mitybos terpėje, papildyta 0,1 mg L-1

BAP (13 pav.). Kontrolinėje terpėje augę daigai tarpubamblių

turėjo 6,2 vnt. (0,9 vnt. mažiau, nei augę terpėje su 0,1 mg L-1

BAP). Terpėje didėjant BAP

koncentracijoms (0,5-5,0 mg L-1

) tarpubamblių kiekis mažėjo. Mažiausiai 1,1 vnt. (5,6 karto mažiau

nei kontrolinio varianto daigai) tarpubamblių turėjo beržo daigai augę 10 savaičių MS mitybos terpėje,

papildytoje 5 mg L-1

BAP (13 pav.).

2,4

1,71

0,97 0,8

0,5

0,27

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

Kontrolė 0,1 0,5 1,0 2,0 5,0

Aukšt

is,

cm

BAP, mg L-1

Page 24: VYTAUTO DIDŽIOJO UNIVERSITETAS...žiedas; 1e – kuokelis; 1f – vaisinio žirginio žvynelis; 1g – riešutėlis. Šio augalo mediena yra be branduolio, gelsvo arba rausvo atspalvio,

24

13 pav. BAP poveikis daigų tarpubamblių skaičiui (po 10 savaičių)

Didžiausią šaknų skaičių po antro subkultivavimo (praėjus 10 savaičių po patalpinimo į terpes su

BAP) turėjo daigai augantys mitybos terpėje papildytoje 0,1 mg L-1

BAP. Kontrolinio varianto daigai

šaknų turėjo 40,5% mažiau, nei augimo terpėje su 0,1 mg L-1

BAP (14 pav.). Didžiausią slopinantį

poveikį šaknims turėjo 5,0 mg L-1

BAP, 1,0-2,0 mg L-1

BAP poveikis buvo panašus.

14 pav. BAP poveikis daigų šaknų skaičiui (po 10 savaičių)

6,2

7,1

3,2

2,0 2,0

1,1

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

Kontrolė 0,1 0,5 1,0 2,0 5,0

Tar

pub

amb

lių s

kai

čius,

vnt.

BAP, mg L-1

2,2

3,7

1,2 1 1

0 0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

Kontrolė 0,1 0,5 1 2 5

Šak

nų s

kai

čius,

vnt.

BAP, mg L-1

Page 25: VYTAUTO DIDŽIOJO UNIVERSITETAS...žiedas; 1e – kuokelis; 1f – vaisinio žirginio žvynelis; 1g – riešutėlis. Šio augalo mediena yra be branduolio, gelsvo arba rausvo atspalvio,

25

Po 10 savaičių augimo MS mitybos terpėje karpotojo beržo daigai turėjo 0,74-5,2 cm ilgio šaknis

(15 pav.) Ilgiausios šaknys išaugo dėl 0,1 mg L-1

BAP (5,2 cm)(16 pav.), trumpiausios – dėl 2,0 mg L-

1 BAP poveikio (17 pav.). Kontrolinio varianto šaknys buvo 0,9 cm trumpesnės, nei dėl minimalios

(0,1 mg L-1

) tirtos koncentracijos BAP poveikio.

15 pav. BAP poveikis daigų šaknų ilgiui (po 10 savaičių)

16 pav. 0,1 mg L-1

BAP poveikis rizogenezei

4,1

5,2

3,5

1,2

0,74

0 0

1

2

3

4

5

6

Kontrolė 0,1 0,5 1 2 5

Šak

nie

s il

gis

, cm

BAP, mg L-1

Page 26: VYTAUTO DIDŽIOJO UNIVERSITETAS...žiedas; 1e – kuokelis; 1f – vaisinio žirginio žvynelis; 1g – riešutėlis. Šio augalo mediena yra be branduolio, gelsvo arba rausvo atspalvio,

26

17 pav. 0,1 mg L-1

BAP poveikis rizogenezei

Po antro subkultivavimo (praėjus dešimčiai savaičių) nustatyta, kad mitybos terpėje didėjant

BAP koncentracijai daigai suformuoja mažiau lapelių (18 pav.). Mažiausiai beržo daigai lapelių

suformavo dėl 5,0 poveikio.

18 pav. BAP poveikis daigų lapelių skaičiui (po 10 savaičių)

Praėjus dešimčiai savaičių karpotojo beržo daigo masė augusių ant MS mitybos

terpės buvo 1,72-33,8 mg (19 pav.). Naudotos BAP koncentracijos (0,1-5,0 mg L-1

) masės augimą

slopino.

6

5

3

4 4

2

0

1

2

3

4

5

6

7

Kontrolė 0,1 0,5 1 2 5

Lap

elių

skai

čius,

vnt

BAP, mg L-1

Page 27: VYTAUTO DIDŽIOJO UNIVERSITETAS...žiedas; 1e – kuokelis; 1f – vaisinio žirginio žvynelis; 1g – riešutėlis. Šio augalo mediena yra be branduolio, gelsvo arba rausvo atspalvio,

27

19 pav. BAP poveikis daigų masei (po 10 savaičių)

33,8

14,7

1,72 1,86 2,81 2,7

0

5

10

15

20

25

30

35

Kontrolė 0,1 0,5 1 2 5

Mas

ė, m

g

BAP, mg L-1

Page 28: VYTAUTO DIDŽIOJO UNIVERSITETAS...žiedas; 1e – kuokelis; 1f – vaisinio žirginio žvynelis; 1g – riešutėlis. Šio augalo mediena yra be branduolio, gelsvo arba rausvo atspalvio,

28

3.2. TDZ poveikis karpotojo beržo sėklų augimui in vitro

MS mitybos terpėje be citokinino tidiazurono karpotojo beržo sėklos po 10 savaičių pridėtinių

ūglių nesuformavo. Didžiausias pridėtinių ūglių formavimosi dažnis nustatytas MS mitybos terpėje

praturtintoje 0,05 mg L-1

TDZ (100 %). Dėl dvigubai didesnės (0,1 mg L

-1 ) TDZ koncentracijos

poveikio TDZ nustatytas 15,1 procentiniais punktais mažesnis pridėtinių ūglių formavimosi dažnis (20

pav.). Toliau terpėje didėjant tidiazurono kiekiui (0,5 – 5,0 mg L-1

) pridėtinių ūglių formavimosi

dažnis tolygiai mažėjo. Mažiausias pridėtinių ūglių formavimosi dažnis buvo dėl didžiausios (5,0 mg

L-1

) TDZ koncntracijos poveikio.

20 pav. TZD poveikis pridėtinių ūglių dažniui (po 10 savaičių)

Karpotojo beržo sėklos dėl mitybos terpėje esančių įvairių citokinino TDZ koncentracijų

poveikio per 10 augimo savaičių suformavo skirtingą pridėtinių ūglių kiekį (21, 23 pav.). Daugiausiai

iš vienos sėklos suformuotų pridėtinių ūglių buvo MS terpėje dėl 0,1 mg L-1

(43,7 vnt.), - mažiausiai

(4,7 vnt.)– dėl 5,0 mg L-1

TDZ poveikio (21, 23 pav.). Naudotos 0,05 ir 0,5 mg L-1

TDZ

koncentracijos pridėtinių ūglių kiekiui formuotis turėjo beveik vienodą poveikį (24,2-24,5 vnt.),

panašus poveikis buvo ir tirtų 1,0-2,0 mg L-1

TDZ koncentracijų.

0

100

84,9

60,1

32,3

11,7 7,2

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Kontrolė 0,05 0,10 0,50 1,00 2,00 5,00

Pri

dėt

inia

i ūgli

ai,

%

TDZ, mg L-1

Page 29: VYTAUTO DIDŽIOJO UNIVERSITETAS...žiedas; 1e – kuokelis; 1f – vaisinio žirginio žvynelis; 1g – riešutėlis. Šio augalo mediena yra be branduolio, gelsvo arba rausvo atspalvio,

29

21 pav. TDZ poveikis pridėtinių ūglių kiekiui (po 10 savaičių)

Pridėtinių ūglių aukščiui didžiausią įtaką turėjo 0,05 mg L-1

TDZ koncentracija (ūgliai buvo

0,87 cm aukščio). Kaip matome iš pateiktų duomenų, didėjant TDZ koncentracijai (0,1-5,0 mg L-1

)

mitybos terpėje pridėtinių ūglių aukštis sumažėja 76 – 45 % (22 pav.).

22 pav. TDZ poveikis pridėtinių ūglių aukščiui (po 10 savaičių)

0

24,2

43,7

24,5

11,5 11,1

4,7

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Kontrolė 0,05 0,10 0,50 1,00 2,00 5,00

Pri

dėt

inių

ūgli

ų k

iekis

, vnt.

TDZ, mg L-1

0

0,87

0,45 0,47

0,22 0,21 0,22

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

Kontrolė 0,05 0,10 0,50 1,00 2,00 5,00

Pri

dėt

inių

ūgli

ų a

ukšt

is,

cm

TDZ, mg L-1

Page 30: VYTAUTO DIDŽIOJO UNIVERSITETAS...žiedas; 1e – kuokelis; 1f – vaisinio žirginio žvynelis; 1g – riešutėlis. Šio augalo mediena yra be branduolio, gelsvo arba rausvo atspalvio,

30

A 0,05 mg L-1

B 0,1 mg L-1

23 pav. TDZ poveikis beržo sėklų morfogenezei

Page 31: VYTAUTO DIDŽIOJO UNIVERSITETAS...žiedas; 1e – kuokelis; 1f – vaisinio žirginio žvynelis; 1g – riešutėlis. Šio augalo mediena yra be branduolio, gelsvo arba rausvo atspalvio,

31

C 2,0 mg L-1

D 5,0 mg L-1

23 pav. tęsinys. TDZ poveikis beržo sėklų morfogenezei

Page 32: VYTAUTO DIDŽIOJO UNIVERSITETAS...žiedas; 1e – kuokelis; 1f – vaisinio žirginio žvynelis; 1g – riešutėlis. Šio augalo mediena yra be branduolio, gelsvo arba rausvo atspalvio,

32

Karpotojo beržo sėklos dėl TDZ, turinčio ir auksino, ir citokinino savybių formavo ne tik

pridėtinius ūglius, bet ir kalių (pridėtiniai ūgliai + kalius = bendroji masė). Bendrajai masei augti

24 pav. TDZ poveikis bendrajai masei (po 10 savaičių)

didžiausią poveikį turėjo 0,1 mg L-1

koncentracijos TDZ (sėklos bendroji masė 65,3 mg). Didėjant

mitybos terpėje TDZ koncentracijai vidutinė sėklos bendroji masė mažėjo (24 pav.).

0

40,8

65,3

42,1

19

11,4 8,2

0

10

20

30

40

50

60

70

Kontrolė 0,05 0,10 0,50 1,00 2,00 5,00

Ben

dro

ji m

asė,

mg

TDZ, mg L-1

Page 33: VYTAUTO DIDŽIOJO UNIVERSITETAS...žiedas; 1e – kuokelis; 1f – vaisinio žirginio žvynelis; 1g – riešutėlis. Šio augalo mediena yra be branduolio, gelsvo arba rausvo atspalvio,

33

IŠVADOS

1. Po pirmojo subkultivavimo benzilaminopurinas slopina karpotojo beržo daigų augimą in

vitro kultūroje, po antrojo subkultivavimo 0,1 mg L-1

BAP koncentracija tinkamiausia tarpubamblių

bei šaknų vystymuisi, o daigų aukščiui, lapelių skaičiui ir masei tinkamiausia terpė nepapildyta BAP

augimo reguliatoriumi.

2. Pridėtinių ūglių aukščiui ir dažniui iš sėklų formuotis tinkamiausia yra 0,05 mg L-1

TDZ

koncentracija, o pridėtinių ūglių kiekiui ir masei tinkamiausia 0,10 mg L-1

TDZ koncentracija.

Page 34: VYTAUTO DIDŽIOJO UNIVERSITETAS...žiedas; 1e – kuokelis; 1f – vaisinio žirginio žvynelis; 1g – riešutėlis. Šio augalo mediena yra be branduolio, gelsvo arba rausvo atspalvio,

34

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1. Aleksandravičiūtė B., Apalia Dz., Brundza K., Bagdonaitė A., Čibiras L., Jankevičienė R.,

Lekavičius A., Lukaitienė M., Lisaitė B., Marcinkevičienė J., Navasaitis A., Pipinys J.,

Snarskis P., Stancevičius A., Šarkinienė I., 1961. Lietuvos TSR flora Ⅲ. Vilnius: Valstybinė

politinės ir mokslinės literatūros leidykla. P. 92-96.

2. Amiri S., Kazemitabar S., 2011. Enhancement of callus induction and regeneration efficiency

from embryo cultures of Datura stramonium by adjusting carbon sources and concentrations.

African Journal of Biotechnology. Vol. 10. P. 10101–10102.

3. Armanienė V. 2016. Beržų būklė ir augimas dabartinėmis ir modeliuoto klimato sąlygomis.

Kaunas: Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centras. P. 10.

4. Baliuckienė A., 2011. Lietuvos miško genetiniai ištekliai. Akademija, Lietuvos Respublikos

aplinkos ministerija. Prieiga per internetą: https://gamtosknyga.lt/wp-

content/uploads/2017/09/Misko-genetiniai-istekliai.pdf .

5. Bareika V. 2010. Karpotųjų (Betula pendula Roth.) ir plaukuotųjų (Betula pubescens Ehrh.)

beržų paplitimas pelkinėse augavietėse. Girionys: Kauno miškų ir aplinkos inžinerijos kolegija.

P. 37-40.

6. Bareika V. 2013. Karpotojo (Betula pendula roth.) ir plaukuotojo (B. pubescens ehrh.) beržų

sėklų byrėjimo fenologijos ypatumai. Girionys : Kauno miškų ir aplinkos inžinerijos kolegija.

P. 37.

7. Bareika V. 2019. Lietuvos beržynai ir jų augimo perspektyvos. Kaunas: Kauno miškų ir

aplinkos inžinerijos kolegija. P. 42-46.

8. Beck P., Caudullo G., De Ringo D., Tinner W. Betula pendula, Betula pubescens and other

birches in Europe: distribution, habitat, usage and threats // ineraktyvus. 2016, Kovas. Prieiga

per internetą:

https://www.researchgate.net/publication/299405431_Betula_pendula_Betula_pubescens_and_

other_birches_in_Europe_distribution_habitat_usage_and_threats .

9. Bendokas V., Stanys V., 2009. Augalų fiziologija ir biotechnologija. Babtai, Lietuvos

sodininkystės ir daržininkystės institutas. P. 76. Prieiga per internetą:

https://www.researchgate.net/profile/Vidmantas_Bendokas/publication/237353329_Plant_hor

mones_in_apple_trees_with_different_canopy_architecture/links/55701e6108aefcb861ddbd9a.

pdf.

Page 35: VYTAUTO DIDŽIOJO UNIVERSITETAS...žiedas; 1e – kuokelis; 1f – vaisinio žirginio žvynelis; 1g – riešutėlis. Šio augalo mediena yra be branduolio, gelsvo arba rausvo atspalvio,

35

10. Burbulis N., Blinstrubienė A., Kuprienė R., Žilėnaitė L. 2009. Augalų genetinės įvairovės

kūrimas somatinių audinių kutūroje: mokomoji knyga. Akademija, Lietuvos žemės ūkio

universitetas. P. 64.

11. Coleman J., Evans D., Kearns A., 2003. Plant Cell Culture. Garland Science, vol. 12, p. 208.

12. Duchovskis P. 2006. Augalų morfogenezė in vitro ir jos reguliavimas. Babtai, Lietuvos

sodininkystės ir daržininkystės institutas. P. 3-4

13. Gaidamashvili M., Khurtsidze E., Barblishvili T. 2015. Micropropagation of Threatened

Betula Species for in vitro Conservation. International Conference on Plant, Marine and

Environmental Sciences (PMES-2015) Jan. 1-2, 2015 Kuala Lumpur (Malaysia).

14. Gradeckas P. 2006. Lapuočių ir spygliuočių organogenezės reguliavimas kultūroje in vitro.

Girionys, Lietuvos miškų institutas. P. 10-12.

15. Hynynen J., Niemistö P., Viherä-Aarnio A., Brunner A., Hein S., Velling P. 2010. Forestry: An

International Journal of Forest Research. Vol. 83, No. 1. Internetinė prieiga:

https://academic.oup.com/forestry/article/83/1/103/546795 .

16. Jokinen K., Törmälä T. (1991). Micropropagation of silver birch (Betula pendula Roth.) and

clonal fidelity of mass propagated birch plants. In: Ahuja M. R. (Ed.). Woody Plant

Biotechnology, Plenum Press, New York. P. 31-36.

17. Jusas M., 2008. Hibrido Populus tremuloides L. x Populus tremula L. x Betula pendula Roth

mikrodauginimo in vitro sąlygų ištyrimas ir augalų regenerantų išauginimas. Akademija,

Lietuvos žemės ūkio universitetas.

18. Khehra G., Mathias R., 1992. The interaction og genotype explantad media on the regeneration

of shoots from complex explants of Brassica napus L. The Journal of the Indian Botanical

Society. Vol.21. P. 93–128.

19. Kurtén U., Nuutila, A.M., Kauppinen V., Kurten, M.R. 1990. Somatic embryogenesis in cell

cultures of birch (Betula pendula Roth.) Plant Cell, Tissue and Organ Culture. Vol. 23. P. 101-

105.

20. Kuusienė S. 2006. Morfogenezė in vitro. Mikrodauginimas. Girionys, Lietuvos miškų

institutas. P. 15-21.

21. Miles J., 1973. Effect of birch on moorlands. Institute of Terrestrial Ecology, Natural

Environment Research Council. Prieiga per internetą :

http://nora.nerc.ac.uk/id/eprint/5141/1/Effects_Birch_moorland.pdf .

22. Navasaitis M. 2005. Dendrologija. Vilnius: Margi raštai. P. 344-348.

23. Ozolinčius R., Bareika V., Rubinskienė M., Viškelis P., Mažeika R., Staugaitis G., 2016.

Chemical composition of Silver Birch ( Betula pendula Roth.) and Downy Birch ( Betula

pubescens Ehrh.) sap. Institute of Forestry, Lithuanian Research Centre for Agriculture and

Page 36: VYTAUTO DIDŽIOJO UNIVERSITETAS...žiedas; 1e – kuokelis; 1f – vaisinio žirginio žvynelis; 1g – riešutėlis. Šio augalo mediena yra be branduolio, gelsvo arba rausvo atspalvio,

36

Forestry. P. 223. Prieiga per

internetą:https://www.balticforestry.mi.lt/bf/PDF_Articles/201622%5B2%5D/Baltic%20Forest

ry%202016.2_222-229.pdf.

24. Peterson K., Hansen J., Krogstrup P., 1999. Significance of different carbon sources and

sterilization methods on callys induction and plant regeneration of Miscanthus x ogiformis

Honda ‘Giganteus‘. Plant Cell Tissue and Organ Culture. Vol. 58. P. 189 – 197.

25. Pierik R.L.M. 1977. In vitro culture of higher plants. The Netherlands, Department of

Horticulture, Wageningen Agricultural University. P. 36-45.

26. Pliūra A. 2006. Biotechnologijos priemonių taikymas miško augalų selekcijoje. Kaunas,

Lietuvos miškų institutas. P. 4.

27. Pliūra A., 1998. European long-term gene conservation strategies. Ash (Fraxinus excelsior L.).

– Report of the third meeting. Estonia, Sagadi. P. 13.

28. Sliesaravičius A. 2006. Biotechnologija žemės ūkyje. Kaunas, Lietuvos žemės ūkio

universitetas. P. 4-16.

29. Sliesaravičius A., Stanys V., 2005. Žemės ūkio augalų biotechnologija. Vilnius, Enciklopedija.

P. 17-69.

30. Snieškienė V., Stankevičienė A., 2011. Nauji želdiniai Lietuvos miestų gatvėse. Kaunas,

Vytauto Didžiojo universiteto Kauno botanikos sodas. P. 96. Prieiga per internetą:

https://vdu.lt/cris/bitstream/20.500.12259/33544/1/ISSN2345-0215_2011_T_15.PG_95-

103.pdf .

31. Stanys V., Stanienė G., Rugienius R., Gelvonauskienė D., Šikšnianas T., Mažeikienė I. 2008.

In vitro technologijos sodo augalų selekcijai paspartinti. Prieiga per internetą:

https://www.researchgate.net/publication/268517572_In_vitro_techniques_for_accelerated_orc

hard_plant_breeding .

32. Stoncelis A. 2019. Pagrindinių miško medžių rūšių medienos savybių priklausomybė nuo

aplinkos sąlygų ir nuo genotipo. Kaunas, Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centras. P. 7.

33. Stravinskienė V. 2010. Journal of environmental engineering and landscape management:

medžių būklės stebėsena ir vertinimas kauno miesto aplinkoje. Kaunas : Vytauto Didžiojo

universitetas, Gamtos mokslų fakultetas. P. 219.

34. Vaičiukynė M., Žiauka J., Kuusienė S. 2017. Factors that determine shoot viability and root

development during in vitro adaptation and propagation of silver birch (Betula pendula Roth)

Biologija. Vol. 63. No. 3. P. 246–255

35. Werner T., 2003. Cytokinin-Deficient Transgenic Arabidopsis Plants Show Multiple

Developmental Alterations Indicating Opposite Functions of Cytokinins in the Regulation of

Page 37: VYTAUTO DIDŽIOJO UNIVERSITETAS...žiedas; 1e – kuokelis; 1f – vaisinio žirginio žvynelis; 1g – riešutėlis. Šio augalo mediena yra be branduolio, gelsvo arba rausvo atspalvio,

37

Shoot and Root Meristem Activity. American society of plant biologists. P. 2532-2550. Prieiga

per internetą: http://www.plantcell.org/content/plantcell/15/11/2532.full.pdf.

36. Ветчинникова Л. В., Ветчинникова Т. Ю., Устинова А. В. 2005. Клональное

микроразмножение карельской березы в Карелии. Труды лесоинженерного факультета

ПетрГУ. C. 17-22.