Анотація до роботи:

Шевченко Н.О. Вплив кріопротекторів і режимів кріоконсервування на збереженість меристемних тканин рослин. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.19 – кріобіологія. – Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України, Харків, 2006.

Дисертаційну роботу присвячено вивченню дії кріопротекторів і режимів заморожування на збереженість меристем картоплі і винограду. Для вирішення поставлених у роботі задач було вивчено токсичну дію різних концентрацій кріопротекторів рядів амідів, діолів, гліцерину та ДМСО на меристеми, вплив повільного програмного заморожування, методу вітрифікації та надшвидкого заморожування на збереженість меристем картоплі і винограду. У роботі було показано, що найменш токсичними у досліджених концентраціях виявилися гліцерин, ДМСО, етиленгліколь та 1,2-пропандіол. Показано можливість спрощення методу повільного програмного заморожування меристем винограду при застосуванні 1 М ДМСО. Вивчено вплив загартування на результат кріоконсервування меристем картоплі. Було досліджено перспективність використання 1,2-пропандіолу у якості кріопротектора для заморожування меристем картоплі методом повільного програмного заморожування. Показано перспективність використання модифікованого розчину, що вітрифікується, для кріоконсервування меристем картоплі і винограду. Розроблено метод надшвидкого заморожування меристем картоплі в стерильних умовах з застосуванням шуги азоту у якості теплоносія при заморожуванні.

До теперішнього часу залишається актуальною проблема розробки методів кріоконсервування меристемних тканин рослин для створення низькотемпературних банків біологічних об’єктів. Дисертаційну роботу присвячено дослідженню етапів технологічного процесу кріоконсервування меристем картоплі і винограду. Проведено вивчення дії кріопротекторів, холодового загартування проростків картоплі, швидкості охолодження та режимів кріоконсервування на збереженість і морфогенез меристем. Розроблено метод надшвидкого заморожування меристем картоплі.

1. Встановлено, що кріопротектори ряду амідів проявляють виражену токсичну дію на меристеми картоплі, в меншій мірі – на меристеми винограду. Найменшу токсичність проявляють диметилсульфоксиду та 1,2-пропандіол, які в 1,5 М концентрації забезпечують збереженість більш ніж 70 % меристем. Гліцерин і етиленгліколь у концентраціях 0,5 М – 1,5 М токсичної дії на меристеми картоплі і винограду не виявляли.

2. Повільне програмне охолодження меристем винограду під захистом 1 М диметилсульфоксиду зі швидкістю 0,2C/хв до -40C без застосування етапу інкапсуляції-дегідратації зі спонтанною ініціацією кристалоутворення за температури плавлення середовища забезпечує їх збереженість на рівні 45 %.

3. Заморожування меристем картоплі сорту Косинь за методом Towill забезпечує їх збереженість на рівні 28,5 %. Найбільшу збереженість меристем картоплі за використання 1 М диметилсульфоксиду дозволяє одержати швидкість охолодження до -40C 0,4C/хв – 50 %. Використання 1,2-пропандіолу у 1 М концентрації забезпечує збереженість 70 % меристем. Холодове загартування проростків ефективне при заморожуванні меристем під захистом диметилсульфоксиду, збереженість підвищується до 72 %. У випадку застосування 1,2-пропандіолу такого ефекту не спостерігається.

4. Встановлено, що застосування етапів попередньої підготовки меристем картоплі до дегідратації розчинами для вітрифікації знижує ефективність результатів кріоконсервування. Попередня підготовка меристем винограду істотно не впливає на підвищення збереженості після кріоконсервування.

5. Розчин, запропонований для вітрифікації, у склад якого входять етиленгліколь, гліцерин, сахароза дозволяє виключити ряд етапів попередньої підготовки меристем до заморожування і забезпечує збереженість меристем картоплі і винограду на рівні 80 % після заморожування.

6. Визначено ефективність і доцільність використання різних теплоносіїв у технологічному процесі надшвидкого заморожування. Установлено, що використовування шуги азоту для охолодження і водяної бані з температурою 40C для відігріву забезпечує збереженість меристем картоплі на рівні 85 % при застосуванні усіх досліджених кріопротекторів.

7. Обробка меристем розчинами диметилсульфоксиду, 1,2-пропандіолу, етиленгліколю та надшвидке заморожування викликає зворотне інгібування росту паростків у культурі. Застосування диметилсульфоксиду і повільного програмного заморожування, та розчину PVS 2 викликає утворення калюсу у меристем картоплі та винограду. Обробка апексів модифікованим розчином, що вітрифікується та заморожування методом вітрифікації не призводить до утворення калюсу у меристем картоплі та значно знижує калюсоутворення у меристем винограду.

Публікації автора:

1. Шевченко Н.А., Стрибуль Т.Ф., Розанов Л.Ф. Действие многоатомных спиртов, амидов и ДМСО на сохранность меристем винограда и картофеля // Проблемы криобиологии. – 2004. – №3. – С. 79-85.

   Шевченко Н.А. Сохранность меристем винограда и картофеля при использовании режимов быстрого замораживания // Проблемы криобиологии. – 2004, №4. – С. 30 - 33.

   Шевченко Н.А., Стрибуль Т.Ф., Розанов Л.Ф. Оптимизация метода витрификации меристем картофеля // Проблемы криобиологии. – 2005. №4. – С. 657 – 664.

   Стрибуль Т.Ф., Шевченко Н.А., Розанов Л.Ф. Изучение влияния холодового закаливания картофеля на сохранность меристем, криоконсервированных медленным замораживанием // Проблемы криобиологии. – 2006, №1. – С. 60 – 65.

   Шевченко Н.О., Стрибуль Т.Ф. Оптимізація методу повільного заморожування меристем картоплі // Проблемы криобиологии. – 2005, №4. – С. 751 – 752.

   Шевченко Н.А., Стрибуль Т.Ф., Кадникова Н.Г. Определение токсичности диолов на сохранность меристем картофеля и винограда // Матеріали VII міжнародної наково-практичної конференції “Наука і освіта ’2004”, 10-25 лютого 2004. – Том 69. – С.29 – 31.

   Стрибуль Т.Ф., Шевченко Н.А. Методические подходы к криоконсервации меристемальных тканей // Цитология. – 2004. Том 46, №10. С. 867 – 868.

   Кадникова Н.Г., Снурников А.С., Шевченко Н.А. Некоторые аспекты длительного хранения культур растений в низкотемпературных банках // Виноградарство и виноделие: Сб. науч. тр. ИВиВ «Магарач». Ялта, 2003. – С. 125 – 127.

   Стрибуль Т.Ф., Шевченко Н.А., Кадникова Н.Г. Анализ методов криоконсервирования меристемальной ткани винограда. // Виноградарство и виноделие: Сб. науч. тр. ИВиВ «Магарач». Ялта, 2003. – С. 121 – 123.