36УДК 581.1:634.741
ОПЫТ КЛОНАЛЬНОГО МИКРОРАЗМНОЖЕНИЯ НЕКОТОРЫХ СОРТОВ AMELANCHIER ALNIFOLIA
Раева-Богословская Е.Н., м.н.с.
ФГБУН Главный ботанический сад имени Н.В. Цицина РАН, Москва, Россия, [email protected]
Аннотация
Были исследованы особенности развития в культуре in vitro некоторых сортов ирги ольхолистной (Красноярская, Mandan, Tissen). Выявлены особенности регенерации эксплантов различных сортов ирги на начальных этапах субкультивирования. Изучено влияние 6 -бензиламинопурина на коэффициент размножения, среднюю высоту и количество адвентивных микропобегов. Установлен минимальный порог концентрации регулятора роста для эффективного клонального микроразмножения вышеперечисленных сортов. Ключевые слова: Amelanchier alnifolia, клональное микроразмножение, регуляторы роста, регенерация
EXPERIENCE O F CLONAL MICROPROPAGATION VARIETIES OF AMELANCHIER ALNIFOLIA
Raeva-Bogoslovskaya E.N., junior scientist
Tsitsin Main botanical garden RAS, Moscow, Russia Abstract
The peculiarities of the in vitro development of some Amelanchier alnifolia varieties (Krasnoyarskya, Mandan, Tissen) were investigated. The features of the regeneration of the primary serviceberry explants at the initial sub-culture stages were revealed. The effect of the growth regulator 6-benzylaminopurine on the multiplication factor, height and number of micro-shoots were studied. The minimum threshold of growth regulator concentration for effective propagation of studied varieties by biotechnological methods was established.
Key words: Amelanchier alnifolia, clonal micropropagation, growth regulators, regeneration
Введение
Род Ирга Amelanchier Medik. насчитывает 23 вида, представленных листопадными древовидными кустарниками с пышными белыми соцветиями и съедобными плодами. Один из наиболее часто используемых в садоводстве видов является ирга ольхолистная Amelanchier alnifolia (Nutt.) Nutt. ex M. Roem., на основе которой выведено много плодовых сортов.
В России на сегодняшний день ирга является перспективной малораспространенной культурой. По содержанию сахаров плоды ирги превосходят плоды рябины, малины, клюквы и черники (12% на сырой вес плодов); по содержанию аскорбиновой кислоты - плоды груши, клюквы, винограда и стоят на одном уровне с плодами рябины (40 мг%) (Бурмистров, 2003). Высокое содержание антоцианов позволяет использовать плоды ирги в качестве натурального, безопасного пищевого красителя (Гурьянов, 2000). Помимо ценных плодовых качеств были также отмечены и лекарственные свойства растения. Благодаря высокому содержанию полифенолов, наличию кумаринов и в-ситостерина в плодах, иргу можно применять как капилляроукрепляющее, противосклеротическое, противовоспалительное и желчегонное средство (Леонченко, 2003)
Большая часть ассортимента ирги ольхолистной представлено зарубежными сортами, выведенными на территории Канады, где её возделывают в промышленных масштабах с XIX века. В Государственном реестре селекционных достижений РФ на 2019 год представлено только два сорта ирги: Звёздная ночь и Сластёна, оригинатором которых является ФГБНУ «Федеральный научный центр имени И.В. Мичурина».
Ирга размножается генеративными и вегетативными способами. Из вегетативных способов размножения наиболее простые - это размножение корневой порослью и делением куста, более трудоемкие - зеленое черенкование, прививка (Куклина, 2007). Однако, вышеперечисленные методы малоэффективны для промышленного использования, так как дают недостаточное количество посадочного материала.
Одним из современных методов размножения является клональное микроразмножение. Данный способ активно практикуется для получения посадочного материала в промышленных масштабах многих плодовых культур. С помощью этого метода можно произвести оздоровление растительного материала, ускоренно размножить ценные отборные формы, а также редкие сорта (Молканова, 2018).
Материалы и методика
Объектами исследования являлись сорта ирги ольхолистной Amelanchier alnifolia: Красноярская, Mandan и Tissen.
На этапе получения асептической культуры в качестве первичного экспланта были использованы почки, отобранные с растений в период вегетации (июнь). Экспланты помещали на среду Murashige-Skoog (1962) (MS), содержащую 0,5 мг/л 6-бензиламинопурина (6-БАП).
На этапе собственно размножения для определения влияния гормонального состава питательной среды на морфогенетический потенциал сортов ирги ольхолистной была использована среда MS с добавлением 6-БАП в концентрации 0,2; 0,3 и 0,5 мг/л. В качестве контроля использовали MS без регулятора роста. После 28 дней субкультивирования подсчитывали количество адвентивных микропобегов, а также рассчитывали их среднюю высоту и коэффициент размножения.
Результаты и их обсуждение
Изучение на этапе индуцирования особенностей органогенеза первичных эксплантов способствует прогнозированию последующих стадий клонального микроразмножения. Число субкултивирований определяет временной интервал, в течение которого можно получить достаточное количество материала для проведения дальнейших научных исследований или последующего микрочеренкования (рисунок 1).
Рисунок 1 - Влияние числа субкультивирований на коэффициент размножения сортов ирги ольхолистной
Особенность сортов Amelanchier alnifolia заключалась в медленным развитием на начальных этапах культивирования in vitro. Увеличение коэффициента размножения было зафиксировано после четвёртого субкультивирования. Наименьший коэффициент размножения на четвёртом пассаже был отмечен у сорта Mandan -1,5, наибольший у сорта Красноярская - 2,5. Сорт Tissen занял промежуточное значение - 2,0. Оптимальный период субкультивирования составил 28 дней.
Регуляторы роста являются одним из главных факторов, стимулирующих реализацию морфогенетического потенциала растения. Для поддержания устойчивой пролиферирующей культуры in vitro важную роль играет правильный подбор концентраций фитогормонов, определяющий не только успешное размножение, но и экономичность процесса. В данном исследовании было выявлено достоверное влияние концентрации 6-БАП на коэффициент размножения (рисунок 2).
5,0
- w
£ s 4.0
я г
В I 3,0
5 о
t 5 2,0
■О4 ^
о £ 1,0
Й а
0,0
0,5
4,2
vi
2.0
1.0
0,3 0,2
Концентрация 6-БАП. мг/л
Контроль
Рисунок 2 - Влияние концентрации фитогормона на коэффициент размножения сортов ирги ольхолистной (НСР05=1,3)
Повышение коэффициента размножения прямо пропорционально повышению концентрации фитогормона. Наибольший морфогенетический потенциал сорта Лте1апоЬ11ег аШМа показали на среде, содержащей 0,5 мг/л 6-БАП (коэффициент размножения составил 4,2); наименьший на среде без добавления регулятора роста (коэффициент размножения 1,1). Концентрация 6-БАП 0,3 мг/л является критическим значением, после которого отсутствует существенное различие между гормональной и безгормональной питательной средой. Дальнейшее понижение доли 6-БАП в питательной среде делают нерентабельным применение биотехнологических методов для
размножения исследуемых сортов ирги ольхолистной.
Число образованных микропобегов также влияет на объем получаемого посадочного материала, что делает важным исследование этого признака. Регулятор роста 6-бензиламинопурин в концентрации 0,5 мг/л оказывало наибольшее влияние на число образованных микропобегов у изучаемых сортов ирги (3,1), что существенно превышало результат, полученный на среде, содержащей гормон в концентрации 0,3-0,2 мг/л, (1,9 и 1,4 соответственно) (рисунок 3).
зд
1.9 1.4
1.0
0,5 0,3 0,2 Контроль
Концентрация 6-БАП. мг/л
Рисунок 3 - Влияние концентрации фитогормона на число адвентивных микропобегов (НСР05=0,7)
Высота микропобега оказывает существенное влияние на ризогенез и адаптивные способности растения-регенеранта к условиям ex vitro. Микропобеги, высота которых превышает 1,5 см, успешнее проходят последующие этапы клонального микроразмножения. В опыте по изучению влияния концентрации 6-БАП на высоту микропобегов установлено, что все испытанные концентрации способствовали существенному увеличению средней высоты микропобегов (рисунок 4).
1.5 1,8 1,7
1,2
0,5 0,3 0,2 Контроль
Концентрация 6-БАП. мг/л
Рисунок 4 - Влияние концентрации фитогормона на среднюю высоту микропобегов (НСР=0,2)
При снижении концентрации фитогормона происходит значительное увеличение высоты микропобега. Максимальная высота достигается при концентрации 0,3 мг/л 6-БАП и равна 1,8 см., минимальная на безгормональной питательной среде - 1,2 см. Таким образом, для достижения оптимальной высоты микропобега перед этапом укоренения рекомендуется проводить субкультивирование на среде, содержащей 0,3 мг/л 6-БАП.
Выводы
В результате проведенных исследований было выявлено, что изучаемые сорта Amelanchier alnifolia (Краснояраская, Mandan и Tissen) характеризовались медленным развитием на первых этапах клонального микроразмножения. Установлен оптимальный период субкультивирования равный 28 дням. Максимальный коэффициент размножения, а также число микропобегов, были получены на питательной среде, содержащей 6-БАП в концентрации 0,5 мг/л (4,2 и 3,1 соответственно). Наибольшая высота микропобегов у ирги была получена на питательной среде, содержащей 0,3 мг/л 6-БАП, и равнялась 1,8 см.
Концентрация 0,3 мг/л является критическим значением, после которого дальнейшее понижение доли 6-БАП в питательной среде делает нерентабельным применение биотехнологических методов для размножения изучаемых сортов ирги ольхолистной.
Литература
1. Бурмистров Л.А. Адаптивный потенциал интродуцированных сортов ирги (Amelanchier alnifolia) в условиях северо-запада России // Состояние и перспективы развития нетрадиционных садовых культур: Матер. Междунар. научн. - методич. конф. 12-14 августа 2003 г. - Мичуринск. - С. 127
2. Гурьянов И.В. Хозяйственно-биологическая оценка новых плодовых культур в лесостепи Алтая// Плодоовощеводство края на пороге тысячелетия: состояние отрасли, пробл., пути их решения. - Барнаул, 2000. - С. 62-64.
3. Куклина А.Г. Жимолость, ирга: Пособие для садоводов-любителей. - М.: Издателство «Ниола-Пресс»; Издательский дом «Юнион-паблик», 2007. - 240 с.
4. Леонченко В.Г., Жбанова Е.В. Пищевая и биологическая ценность плодов нетрадиционных садовых растений // Состояние и перспективы развития нетрадиционных садовых культур. - Воронеж, 2003. - С. 202-207.
Молканова О.И., Егорова Д.А., Мелещук Е.А. Использование биотехнологических методов в сохранении и ускоренном размножении ягодных культур // Селекция и сорторазведение садовых культур. - 2018 г. - Т. 5. № 1. - С. 73-76.
УДК 58(470.57)
ИТОГИ СЕЛЕКЦИИ ИРИСА САДОВОГО В ЮЖНО-УРАЛЬСКОМ БОТАНИЧЕСКОМ САДУ-ИНСТИТУТЕ УФИЦ РАН
Реут А.А., к.б.н._
Южно-Уральский ботанический сад-институт - обособленное структурное подразделение Федерального государственного бюджетного научного учреждения Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук, Уфа, Россия, [email protected]
Аннотация
Приводятся краткие итоги 20-летней селекционной работы с ирисами садовыми в ЮжноУральском ботаническом саду-институте - обособленном структурном подразделении Федерального государственного бюджетного научного учреждения Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук. Описываются основные этапы селекционных работ, дается характеристика новых сортов ириса (Акмулла, Амина, Зигальга, Инзер, Ирендык, Кашкадан, Нугуш, Сагит Агиш, Салават-Чемпион, Салям, Ургун, Юрюзань). Высокие декоративные и хозяйственно-ценные признаки новых сортов дают возможность использовать их в городском озеленении для оформления клумб, групповых посадок, массивов, бордюров, рабаток, альпийских горок, а также использовать для срезки. Ключевые слова: ирис садовый, межсортовая гибридизация, селекция, новые сорта, озеленение
THE RESULTS OF THE SELECTION OF IRIS HYBRIDA HORT. IN THE SOUTH-URAL BOTANICAL GARDEN-INSTITUTE OF UFRC RAS
Reut A.A., candidate of biological sciences_
South-Ural Botanical Garden-Institute of Ufa Federal Research Centre of Russian Academy of Sciences, Ufa, Russia, [email protected]
Abstract
The short results of 20-year breeding work with Iris hybrida hort. in South-Ural Botanical GardenInstitute of Ufa Federal Research Centre of Russian Academy of Sciences are given. The main stages of selection work are described, the characteristic of new varieties of iris (Akmulla, Amina, Zigalga, Inzer, Irendyk, Kashkadan, Nugush, Sagit Agish, Salavat-Chempion, Salyam, Urgun, Yuryuzan) is given. High ornamental and agronomic characteristics of these varieties give the opportunity to use them in city landscaping to design flower beds, group plantings, patterns, borders, perennial borders, rockeries, and use for cutting.
Key words; Iris hybrida hort., intervarietal hybridization, selective breeding, new varieties, gardening
Введение
Ирис - широко известный, красивоцветущий многолетник, распространенный во всем мире. История интродукции и культуры ириса охватывает более четырех тысячелетий. Издавна большой популярностью ирисы пользуются в Германии, Англии, Франции, США, Японии, где создана и создается основная масса сортов. В СССР культура ирисов начала развиваться в конце сороковых годов и на сегодняшний день распространилась почти во все регионы СНГ. Крупные коллекции сортовых и дикорастущих ирисов сосредоточены в Москве (ГБС), Санкт-Петербурге (БИН), Владивостоке (Родионенко, 1988). Однако на Южном Урале этот многолетник практически не используется в озеленении, что объясняется отсутствием зонального ассортимента, распространением в культуре низкокачественных сортов, не изученностью биологических свойств, агротехники и приемов использования в озеленении. Отсутствие сортов местной селекции также отрицательно сказывается на разнообразии культивируемых в регионе ирисов.
