CC BY
87
УДК 634.8:631 532.2.02:631.527.6
ОСОБЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВА ОЗДОРОВЛЕННОГО ПОСАДОЧНОГО МАТЕРИАЛА ВИНОГРАДА
М. С. БА ГУКА ЕВ, аспирант
А.К. РАДЖАБОВ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева E-mail: radgabo v @pochta. г и
Резюме. В статье приводятся результаты исследований по оздоровлению посадочного материала винограда. совершенствованию технологии введения в культуру и дальнейшее размножение методом in vitro. Изучено влияние регуляторов роста цитокининого и аук-синого характера действия и условия кулы ивирования растений винограда.
Ключевые слова: виноград, сорт, посадочный материал, клональное микроразмножение, регенерация. экспланты, меристема, агаризованнаясубстанция, регуляторы роста, субстрат, кластер-побег.
В последние годы значительно расширились и углубились исследования по проблеме культуры тканей многих сельскохозяйственных растений, в том числе винограда [1,2.3].
Из-за недостаточной производительности существующих методов размножения посадочного материала продвижение в производство новых сортов затягивается [4|. Один из эффективных способов решения этой проблемы — клональное микроразмножение [5].
Цель наших исследований — изучить особенности регенерации растений и разработать рациональные приемы клонального микроразмножения посадочного материала винограда комплексно-усто йчи -вых сортов, а также усовершенствовать способы адаптации растений винограда, размноженных методом in vitro. для увеличения приживаемости в условиях in vivo.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили в 2005-2008 гг Их объектом были комплексно-устойчивые сорта винограда Августин, Молдова. Восторг. Мускат итальянский. Ранний Мага-рача. Подарок Магарача, Виорика.
В качестве исходного материала были взяты интенсивно растущие зеленые побеги с производственных насаждений, которые разрезали на одноглазко-вые экспланты и далее проводили вычленение меристем ь ламинарных боксах. Эксплант растения перед вычленением меристемы стерилизовали в 2 %-ном растворе гипохлорита натрия, затем удаляли покровные чешуи, последовательно обнажая верхушечную меристему с примордиальными листочками. Эту операцию проводили под стереоскопическим микроскопом МБС-10. Меристемы от 300 до 600 микрон немедленно помещали на поверхность мо-
дифицированной питательной среды Мурасиге-Ску-га с витаминами (тиамин — I мг/л, пиридоксин — 1 мг/л, никотиновая кислота — I мг/л, мезоинозит — 50 мг/л). сахарозой (2 %) и агаром (0,7 %), pH —
6.4...6.5 в чашки Петри, которые, в свою очередь, были размещены в культуральной комнате с соответствующими условиями (освещенность 3...4 тыс. люкс, температура 27...28°С, относительная влажность воздуха 65...70 %).
В качестве регуляторов роста в питательную среду добавляли ауксины и цитокинины в различных концентрациях и сочетаниях. Из группы ауксинов использовали ИМ К, из группы цитокининов — 6-бензиламинопурин (БАП) и гиббереллоьую кислоту (ГК).
Результаты и обсуждение. На первом этапе выращивания (2 недели) около 50 % меристем, начали некротизировать. Оставшиеся, через месяц после посадки развились в кластер-побеги размером 2... 2.5 мм. Их повторно пересаживали в биологические пробирки размером 40 х 120 мм на питательную среду с такими же компонентами.
Степень приживаемости апикальных меристем на этапе введения в культуру in vitro у группы столовых сортов (Августин. Восторг, Мускат итальянский. Ранний Магарача) составила 50... 60 %, а у технических (Подарок Магарача, Виорика, Ркацители) —
40...45 % (табл. I).
Таблица I. Приживаемость апикальных меристем на этапе введения в культуру in vitro (2005-2006 гг.), л = 20
Сорт Инфицировано, шт. Погибло, шт. Прижи- ваемость
шт. %
Августин 4 6 10 50,0
Молдова 5 4 11 55,0
Восторг Мускат 2 7 11 55,0
итальянскии Ранний 2 6 12 60,0
Магарача, Подарок 4 4 12 60,0
магарача 5 6 9 45,0
Виорика 4 8 8 40,0
Ркацители 8 4 8 40,0
В течение 45...55 дней образовались регенеранты размером 6...10 см. Далее эти растения были расчеренкованы.
Приживаемость кластер-побегов оказалась достаточно высокой. Она колебалась от 75 % у сорта Ркацители до 91,6 % у сорта Мускат итальянский (табл. 2). Доля инфицированных побегов на этом этапе была очень низкой.
Растсния-регенеранты разрезали на фрагменты, включавшие узел с листом и почкой (нижняя часть междоузлия длиннее верхней на 1...2 см). Микроче-
ренки высаживали на агаровую среду в биологические пробирки (40 х 120 мм), которые закрывали
Таблица 2. Приживаемость кластер-побегов и образование регенерантов растений
Сорт Число высаженных кла- Инфи- циро- По- гиб- Прижи- ваемость
стер-побе-гов, шт. вано, шт. ло, шт. шт. : % I
Августин 10 0 2 8 80,0
Молдова 11 0 1 10 90,1
Восторг Мускат итальян- 11 0 2 9 81,8
ский Ранний 12 1 0 11 91,6
магарача Подарок 12 0 2 10 83,3
магарача 9 0 2 7 77,8
Виорика 8 0 1 7 87,5
Ркацители 8 2 0 6 75,0
фольгой и помещали в культуральную комнату с соответствующими условиями.
Растения, выращиваемые на среде с концентра-
Таблица 3. Влияние 6-БАЛ на развитие одноглаз-ковых черенков винограда в условиях in vitro (см).
Сорта Концентрация, мг/л НСРоь
0,1 0,5 1,0 2,0 ! 5,0
Августин 4,8 10,2 12,1 8,2 0.0 1,96
Молдова 5,1 11,5 11,9 7,9 0,0 2,06
Восторг 5,0 9,9 10,6 7,2 0.0 1,84
Мускат
итальянски и 48 9,8 12,0 8,1 0,0 2,08
Ранний
Магарача 5.1 11,6 11,9 8,4 0,0 1,86
Подарок
Магарача 4,4 7,0 9,2 5,0 0,0 1,56
Виорика 4,6 8,2 11,5 5,8 0,0 2.18
Ркацители 4,9 9,1 11,8 6,1 0,0 2,35
цией 0.1 мг/л 6-БАП развивались очень медленно (табл. 3). Вероятно, это связано с тем. что такая низкая концентрация препарата слабо стимулирует процессы органогенеза. Самые лучшие результаты зафиксированы при концентрации регулятора роста 1.0...2.0 мг/л. Реакция растений проявилась в образовании и развитии листьев, конус нарастания у верхушек вытягивался. В варианте с 5,0 мг/л 6-БАП развитие побега подавлялось.
В опыте по изучению способов подготовки субстрата (песок) установлено, что приживаемость и развитие побегов в контрольном варианте (табл, 4) почти у
всех исследуемых сортов винограда очень невысокая (50...60 %). Приживаемость растений, высаженных на субстрат, стерилизованный в термостате или обработанный марганцовокислым калием в зависимости от сорта находилась в пределах 90... 100 %. В варианте с песком, промытым простой водопроводной водой, она была выше, чем r контроле, но в целом побеги развивались слабо.
Лучшие результаты были получены при обработке песка марганцовокислым калием в сочетании с раствором Чеснокова. В этом случае наблюдалась хорошая приживаемость, рост и развитие растений. По всей видимости такая ситуация объясняется следующими факторами: первое — наличие стерилизованного субстрата, второе — внесение с раствором Чеснокова в зону корневой системы доступных для усвоения минеральных веществ.
Для усиления корнеобразования и укоренения пробирочных растений в сосуд-пакетах при пересадке на субстрат, а также для ускоренения выгонки растений после закалки корневую систему растений сортов Августин и Подарок Магарача, размноженных in vitro, при пересадке в сосуд-пакеты обрабатывали растворами ИМ К и ИУК в концентрациях 100 и 200 мг/л. Это усиливало рост корневой системы и сокращало продолжительность периода адаптации (табл. 5). Наилучшие результаты обеспечило использование ИМК в концентрации 100 мг/л. В этом случае отмечается наилучшая укореняемость (!00 %), наибольшая дайна длина корней (34,5...37,8 см) и побега (10 см), а также сокращение периода адаптации (20...21 день).
Выводы,Проведенные исследования показали возможность успешного размножения винограда методом культуры изолированных тканей и органов in vitro, что объясняется высокой потенциальной способностью этой культуры к вегетативному размно-
Таблица 4. Приживаемость, рост и развитие растений в сосуд-пакетах на субстратах, подготовленных различными способами (период культивирования 40 дней), п — 30
Вариант Сорт Приживаемость Длина побега, см Число междоузлий с листом, шт.
шт. %
Песок Августин 16 53,3 9,2 9,0
(контроль) Молдова 18 60,0 8,4 8,8
Подарок Магарача 15 50,0 9,8 9,2
Песок стерили- Августин 30 100,0 14,5 12,4
зованый Молдова 28 93.3 14,0 12,1
в термостате Подарок Магарача 28 93.3 11,8 10,8
Песок Августин 18 60.0 12,7 10,4
промытый Молдова 16 53,3 12,8 10,6
водой Подарок Магарача 18 60,0 12,4 10,9
Песок Августин 27 90,0 13,8 11,3
промытый Молдова 28 93,3 14,5 12,2
КМп04 Подарок Магарача 28 93,3 13,4 11,8
Песок промытый Августин 30 100,0 17,6 14,2
КМпОо + раствор Молдова 28 93,3 18,7 15,4
Чеснокоаа Подарок Магарача 30 100,0 16,5 15,1
НСР05 Августин 2,07
Молдова 3,22
Подарок Магарача 3,46
Таблица 5. Влияние регуляторов роста на прододжите.:и>ность адаптации и рост растений винограда в сосуд-пакетах (песчаный субстрат) (2007-2008 г.г.)
Укореняе- Длина, см Число Продолжитель-
мость узлов, ность адапта-
шт. % корней | побега шт. ции, дней
Сорт Августин
Контроль 26 86,7 20,6 10,0 8,2 28
ИМК - 50 мг/л 30 100 28,5 10.0 8.0 22
100 мг/л 30 100 37,8 10.0 8.2 20
200 мг/л 29 96,7 34,2 10.0 8,4 26
Контроль 28 93,3 - 9.0 7.6 28
ИУК - 50 мг/л 28 93,3 - 9.0 7.4 25
100 мг/л 30 100 - 9.0 7.2 23
200 мг/л 30 100 - 9,0 7.2 24
Сорт Подарок Магарача
Контроль 28 93,3 18,3 10,0 8,4 30
ИМК - 50 мг/л 30 100 26,6 10,0 8,2 26
100 мг/л 30 100 34.5 10,0 8,5 21
200 мг/л 30 100 32,8 10,0 9,0 24
Контроль 30 100 - 9,0 7,2 30
ИУК - 50 мг/л 29 96,7 - 9,0 7.4 28
100 мг/л 30 100 - 9.0 7.4 24
200 мг/л 30 100 - 9,0 7.2 24
жению вообще и к микро-клональному в частности.
Регенерация побегов и:? изолированных апексов лучше всего проходила при использовании I... 2 мг/л 6-БАП.
Наилучшие условия для приживаемости и развития пробирочных растений создаются при обработке песка для субстрата марганцовокислым калием в сочетании с раствором Чеснокова. Перед посадкой в грунт теплицы корневую систему растений целесообразно обрабатывать ИМК в концентрации 100 мг/л.
Литература.
!. НургутинА. К , кутенко Р I., Катаев/: //. !!., Толодрпга II. Я. Імітрое клональноераїшожение виноградногорастения//с.-х. биология. — 1‘.Ж(. — М> 7. ■ с. 48 50.
1 Нур/утин А. Г>. Микроклоналыюе раумножение винограда: перевод растении в почвенную культуру // Биотехнология культивируемых клеток и биотехнологии: Междунар. конф.: Те;, докл. ■ Новосибирск. — /(Ш‘. — т. 2. — с. М2
.1 Бутенко Р Т. Применение метода культуры толироеаччых верхушечных почек дли изучения процесса роста и органчгешпа растений / / Фитология растений. — I960. — Т. 7. — ві,чі. 6. — і. 715-72.1
4. Бутенко P. Г. Использование культуры тканей растений « селыкихчлйктвешши науке и практике. // “С.-х. биология ". — 197і). — Г. И. Вып.З. ■■ С. т-516.
5. Дорошенко II.П. Повышение регенерациочноіі способности меристем при получении Оакирусного материала винограда// Виноград и вино России,- lW7.-M2-c.6-9
6. Литеек А. И.. Куіьмечко А. П., Гуіун //. И., Мішакова Р. И. Технологии клонального микрорачмчожиичя винограда // Питомниковод-ство — решающий фактор рачвития виноградарства. — Кишинев, I9S5. — с. 66-67.
7. Bigelbrechi Srltwerfilfeger U. In vitro grafting of'grapevine shoo; apices их an aid to the recovery of virus-free clones// Phitolactica. — №79.
мь п. - p. m-ms.
SPECIAL FEATURES OF DEVELOPED GRAPE PLANT MATERIAL PRODUCTION M.S. Batukaev, A,K. Radzhabov
Summary. This article doscribos research on the improvement of grape seed, improved technologies, the introduction of the culture and further multiplication method in vitro. The influence of growth regulators cytokinins and auxins nature and conditions of crop cultivation of grapes
Keywords: grape, variety, planting material, mrcropropagation of clonal, regeneration, oxplants, meristem, agar substance, growth regulators, substrate, cluster-stalk.
УДК 631.51.01
ПРЯМОЙ ПОСЕВ ПРИ НУЛЕВОЙ ОБРАБОТКЕ ПОЧВЫ
В.П. БУРЕНОК, кандидат ce.tr,скохотистяеиных наук, пав. отделом
Л.А. ЯЗЕВА, чае. лабораторией Т.П. КУКШЕНЕВЛ, научный сотрудник Кемеровский НИИСХ E-mail: kemniish (фт ail.ru
Резюме. В задачу исследований входило і іроеєрить возможность исключения из технолог ии обработки почвы
отвальной вспашки, дать экономический анализ нулевой технологии (прямого посева), в сравнении с классической. Прямой посев создает более благоприятные условия для роста и развития растений пшеницы и ячменя, улучшается структурно-агрегатный состав почвы (увеличивает си доля микроагрегатов на 3,9...9,1 %), повышается общая пористость (на 1.. .3 %), усиливается микробиологическая активность почвы. Урожайность ячменя в варианте с прямым посевом выше, чем при классической технологии, на 0,75 т/га, пшеницы — 0,55 т/га.
