CC BY
163
УДК 634.11+634.13:581.13:631.531
ТЕХНОЛОГИЯ КЛОНАЛЬНОГО МИКРОРАЗМНОЖЕНИЯ ЯБЛОНИ И ГРУШИ НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НОВЫХ ПИТАТЕЛЬНЫХ СРЕД
Ольга Васильевна Матушкина, Ирина Николаевна Пронина
ФГБНУ «ФНЦ им. И.В. Мичурина», г. Мичуринск, Россия [email protected]
При клональном микроразмножении яблони и груши на этапах пролиферации и укоренения наряду с общепринятой питательной средой Кворина-Лепуавра возможно использование комплексных минеральных веществ, позволяющих улучшить качество микропобегов, повысить их укореняемость и адаптивность растений ex vitro, а также снизить ресурсо- и энергозатраты на производство Мо и значительно упростить технологический процесс размножения.
Ключевые слова: питательная среда; комплексное водорастворимое вещество; яблоня; груша;
in vitro.
Введение
Ускоренное получение конкурентоспособного посадочного материала плодовых культур высших категорий качества, соответствующего требованиям мировых стандартов, невозможно без использования метода клонального микроразмножения и надлежащего вирусологического контроля в системе производства сертифицированного посадочного материала. Решающая роль при размножении in vitro отводится правильному выбору питательной среды, который зависит от генотипических особенностей растений и этапа культивирования. Наиболее часто для плодовых культур применяются среды Мурасиге-Скуга (МС) и Кворина-Лепуавра (QL) [2, 3, 5, 6]. Процесс приготовления питательных сред трудоемок и требует значительных затрат времени, т.к. среды содержат большое количество, необходимых для роста и развития растений макро- и микроэлементов, которые группируются, в зависимости от химических свойств, в отдельные маточные растворы и используются, по мере надобности. При хранении маточных растворов возможно их инфицирование, что требует приготовления новых. Все это увеличивает ресурсо- и энергозатраты на выращивание растений-регенерантов.
Цель исследований - усовершенствовать технологию клонального микроразмножения перспективных клоновых подвоев яблони и груши за счет использования комплексных водорастворимых веществ, как основных компонентов новой питательной среды.
Объекты и методы исследования
Объекты исследований: клоновые подвои яблони - 54-118, 62-396, 57-491, 57545, 76-6-6, 76-8-13, ПБ 9, клоновые подвои груши - ПГ 12, ПГ 2, ПГ 17-16. Культивирование эксплантов проводили на средах Кворина-Лепуавра и с комплексными минеральными веществами [4, 7, 8] с добавлением БАП в концентрации 0,3 - 1,0 мг/л. Для индукции ризогенеза использовали ИМК 1,0 мг/л. Условия культивирования: освещенность 2-3 тыс. люксов, температура воздуха +24±20С, длительность фотопериода 16 часов, относительная влажность воздуха 30 - 40%.
Результаты и обсуждение
Для регенерации меристематических верхушек яблони и груши применяют питательные среды Мурасиге-Скуга и Кворина-Лепуавра с концентрацией 6-
бензиламинопурина (БАП) 0,3 мг/л. В дальнейшем, через каждые 3-4 недели, проводят субкультивированиеэксплантов на свежую питательную среду, постепенно увеличивая концентрацию БАП до 1,0 мг/л.
Основная цель этапа собственно микроразмножения - получение максимального количества микропобегов от каждого экспланта путем последовательного культивирования (через 5-6 недель) уже имеющихся микропобегов на свежую питательную среду. Скорость размножения и степень пролиферации в значительнойстепени зависят от типа цитокинина и его концентрации. Для яблони и груши обычно используют БАП в концентрации 1,0 - 2,0 мг/л. Введение более высоких концентраций приводит к разрастанию эксплантов с образованием очень коротких микропобегов, не пригодных для укоренения. Рекомендуется чередовать высокие и низкие концентрации БАП.
Применение той или иной питательной среды определяется генотипическими особенностями растения. Наиболее употребляемой средой для большинства растений является среда Мурасиге-Скуга, содержащей две формы азота - KNO3 (1900 мг/л) и NH4NO3 (1650 мг/л), концентрация и соотношение которых вызывают неодинаковую реакцию у различных растений, в т.ч. у яблони и груши. Уменьшение аммонийной формы азота в 2 - 4 раза, либо культивирование на среде Кворина-Лепуавра, в которой содержание NH4NO3 в 4 раза ниже, чем в среде Мурасиге-Скуга, обеспечивают получение наибольшего количества оптимально развитыхмикропобегов, пригодных для укоренения.
В настоящее время известны комплексные водорастворимые минеральные вещества (Мастер и Акварин), применяемые в садоводстве, которые могли бы служить минеральной основой для питательных сред. При их использовании в качестве базовой среды нет необходимости в приготовлении маточных растворов, т.к. они уже содержат N, P, K, а также микроэлементы, входящие в состав общепринятых питательных сред, что позволяет значительно упростить и удешевить технологию клонального микроразмножения.
Использование той или иной концентрации комплексного минерального вещества зависит от генотипических особенностей. Культивирование эксплантов яблони и груши на этапе пролиферации на средах с Мастером в концентрациях 4,0 и 6,0 г/л (М 4, М 6) не оказывает существенного влияния на коэффициент размножения, но увеличивает количество микропобегов, пригодных для укоренения на 13,4 (57 - 545) -43,6% (ПГ 2) (табл. 1).
Таблица 1
Влияние комплексных минеральных веществ на пролиферацию клоновых подвоев яблони и
груши
Подвой Питательная среда Коэффициент размножения, шт./эксплант Количество микропобегов длиной более 1,5 см, %
76-8-13 QL 7,4 39,0 b *
М 4 7,5 58,6 a
НСР05 Fфакт< Fтеор
57-545 QL 6,7 31,1 a
М 6 6,8 44,5 a
НСР05 Fфакт< Fтеор
ПГ 2 QL 6,3 39,1 b
М 6 6,3 82,7 a
НСР05 Fфакт< Fтеор
ПГ 12 QL 10,2 55,1 b
М 4 8,4 77,6 a
НСР05 Fфакт< FTeop
Примечание: * - существенность различий оценивается с помощью t-критерия Дункана.
Для корнеобразования клоновых подвоев яблони и груши обычно используют питательные среды (МС или QL), разбавленные в 2 раза по минеральному составу с добавлением ауксинов: ИУК в концентрациях 3,0 - 5,0 мг/л или ИМК - 0,5 - 2,0 мг/л.
На этапе ризогенеза, в зависимости от генотипической реакции растений, возможно применение как Мастера, так и Акварина в концентрациях 2,0-3,0 г/л. Культивирование микропобегов клоновых подвоев яблони и груши на предложенных средах ускоряет процесс корнеобразования на 1 -2 недели и повышает укореняемость на 20,0 - 93,3%, а также увеличивает количество корней в 2,5 - 11,1 раз и их длину в 3,4 -6,0 раз (табл. 2).
Таблица 2
Влияние минерального состава питательной среды на ризогенезклоновых подвоев яблони и груши
Подвой Питательная среда Укореняемостьчерез ... недель, % Количество корней, шт./раст. Длина корней, см
1 2 3 4
62-396 1/2QL 0,0 26,7 46,7 53,3b 4,4 1,8
М 2 0,0 20,0 60,0 80,0 a 5,3 2,3
НСР05 Fф< Fт Fф< Fт
ПБ 9 1/2QL 0,0 0,0 0,0 10,0 b 1,0 2,5
М 2 0,0 100 100 100 a 11,1 4,0
НСР05 3,0 1,4
76-8-13 1/2QL 0,0 0,0 0,0 6,7 b 1,0 0,6
М 3 0,0 46,7 100 100 a 7,6 3,2
НСР05 2,3 1,7
ПГ 12 1/2QL 0,0 6,7 53,3 66,7 b 2,5 0,9
М 3 0,0 80,0 100 100 a 6,3 3,1
НСР05 3,3 1,0
ПГ 2 1/2QL 0,0 26,7 60,0 60,0 b 2,3 2,0
А 3 6,7 53,3 73,3 80,0 a 2,0 1,2
НСР05 Fф< Fт Fф< Fт
Использование комплексных минеральных веществ позволило довести укореняемостьмикропобегов у подвоев яблони 76-8-13 и ПБ 9 до 100 %, которые на общепринятых питательных средах практически не образуют корней.
Культивирование микропобегов на средах с данными веществами оказывает положительное последействие и на адаптацию растений-регенерантов яблони и груши в нестерильных условиях. Приживаемость ex vitro укорененных микрорастений подвоев яблони культивируемых на средах с А 2, А 3, М 2, М 3 на 4,7 (54-118) - 16,2% (76-6-6) выше, чем с 1/2 QL, за исключением подвоя ПБ 9, а у груши на 7,1 (ПГ 17-16) -33,3% (ПГ 12) (табл. 3).
Анализируя результаты исследований можно предположить, что лучшая регенерационная способность эксплантов на этапах пролиферации и ризогенеза обусловлена более сбалансированным сочетанием макро- и микроэлементов в исследуемых комплексных минеральных веществах.
Использование комплексных минеральных веществ позволяет усовершенствовать технологический процесс клонального микроразмножения и снизить затраты труда на производство Мо клоновых подвоев яблони и груши на 16,7% (44,5 чел./дн.) и себестоимость адаптированного растения ex vitro на 40,0 руб. (табл. 4).
Таблица 3
Последействие минерального состава питательной среды на адаптацию клоновых подвоев яблони
и груши ex vitro
Питательная среда Подвой
54-118 76-6-6 ПБ 9 ПГ 12 ПГ 17-16
1/2QL (к) 66,7 ab 57,1 b 85,7 a 50,0 b 64,3 ab
А 2 66,7 ab 50,0 b 60,0 c 7,1 d 66,7 ab
А 3 60,0 b 54,5 b 66,7 c 46,7 bc 33,3 d
М 2 71,1 a 60,0 b 61 5 c 83,3 a 71,4 a
М 3 58,3 b 73,3 a 77,8 ab 46,1 bc 45,4 c
Таблица 4
Затраты на производство Мо яблони и груши (1000 шт.) при использовании разных технологий
Показатели Технологии
традиционная оптимизированная
Затраты труда, чел./дн. 268,0 223,5
Заработная плата, руб. 118986,64 99229,53
Начисления на заработную плату (30,2%), руб. 35933,96 29967,31
Материалы, руб. 8819,21 5448,73
Тестирование, руб. 12000 12000
Коммунальные услуги, руб. 36770,4 36770,4
Амортизация, руб. 15410,0 15410,0
Прочие затраты (10%), руб. 22792,02 19882,6
Итого прямых затрат, руб. 250712,23 218708,57
Накладные затраты (25%), руб. 62678,06 54677,14
Всего затрат, руб. 313390,28 273385,71
Себестоимость 1 растения Мо, руб. 313,39 273,39
Выводы
При клональном размножении клоновых подвоев яблони и груши, наряду с общепринятыми питательными средами, возможно использование комплексных водорастворимых веществ, что позволяет:
- упростить технологический процесс приготовления питательных сред за счет исключения использования маточных растворов;
- улучшить качество и увеличить количество микропобегов длиной более 1,5 см на 13,4-43,6%;
- ускорить процесс корнеобразования на 1-2 недели, увеличить укореняемость микропобегов на 20,0-93,3 % и улучшить качество корневой системы;
- повысить адаптивность растений ex vitro на 4,7-33,3%;
- снизить затраты труда на 16,7% и себестоимость Мо на 40,0 руб.
Список литературы
1. Матушкина О.В., Пронина И.Н. Технология клонального микроразмножения яблони и груши (методические рекомендации). - Липецк: Ориус, 2008. - 32 с.
2. Матушкина О.В., Пронина И.Н. Размножение яблони и груши invitro // Достижения науки и техники АПК. - 2009. - №2. - С. 15-17.
3. Матушкина О.В., Пронина И.Н. Оптимизация приемов культивирования плодовых культур invitro // АГРО XXI. - 2010. - №10-12.- С. 11-13.
4. Матушкина О.В., Пронина И.Н. Питательная среда для размножения яблони и груши in vitro. - Патент № 2486237. - Бюл. № 18. - 27.06.2013.
5. Минаев В.А., Верзилин А.В., Высоцкий В.А. Клональное микроразмножение слаборослых клоновых подвоев яблони селекции Мич. ГАУ // Садоводство и виноградарство. - 2003. - №5. - С. 12-13.
6. Муратова С.А. Индукция морфогенеза в культуре соматических тканей сливы домашней (Prunus domestica L.): Автореф. дис.. ..биол. наук. - М., 2002. - 23 с.
7. Пронина И.Н., Матушкина О.В. Питательная среда для ризогенеза яблони и груши in vitro. - Патент № 2485768. - Бюл. № 18. - 27.06.2013.
8. Пронина И.Н., Матушкина О.В. Питательная среда для укоренения побегов яблони и груши in vitro. - Патент № 2485766. - Бюл. № 18. - 27.06.2013.
Matushkina O.V., Pronina I.N. The technology of clonal micropropagation of apple and pear based on the use of new culture media // Woks of the State Nikit. Botan. Gard. - 2017. - Vol. 144. - Part II. -P. 77-81.
When the clonal micropropagation of арр1е and pear on the stages of proliferation and rooting in addition to the conventional nutrient medium Quoirin-Lepoivreit is possible to use a complex of mineral substances that can improve the quality of micropolygon, to increase their rooting and adaptability of plants ex vitro, and reduce resource and energy consumption for the production of Mo and greatly simplify the process of reproduction.
Key words: nutrient medium, a complex water soluble substance, apple, pear, in vitro.
УДК 631.527: 634
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ КЛОНОВЫЕ ПОДВОИ ДЛЯ КОСТОЧКОВЫХ КУЛЬТУР В
СИБИРИ
Михаил Николаевич Матюнин
ФГУП «Горно-Алтайское», г. Горно-Алтайск, Россия [email protected]
Приведены результаты оценки степени окоренения зеленых черенков отдаленных гибридов косточковых пород перспективных в качестве клоновых подвоев. Дана краткая характеристика сортообразцов: Пчелка, Заречный 7-26, Г 9-23, Гд 8-30, вишня седая х вишня войлочная.
Ключевые слова: подвой; зеленое черенкование; окоренение; слива.
Введение
Использование клоновых подвоев при размножении и выращивании косточковых культур являются наиболее эффективным приёмом. Семенные подвои не обеспечивают однородности подвойного материала. Периодичность плодоношения семенных подвойных форм, связанная с особенностями биологии, часто обусловлена влиянием погодных условий. В большинстве лет необходимо иметь резервный запас семян, которые требуют специфических условий хранения и подготовки их к прорастанию. Посев семян в большинстве лет не гарантирует надёжного получения необходимого количества сеянцев - подвоев [2].
Этих недостатков лишены клоновые подвои и их размножение в необходимом количестве не зависит от капризов природы и определяется технологией размножения и зависит от воли человека [2].
В Западной Сибири для сливы районирован и используется в производстве клоновый подвой СВГ 11-19 (вишня песчаная х слива уссурийская), 2п=3х=24. Этот
