CC BY
66
РЕГЕНЕРАЦ1Я I ВЕГЕТАТИВНЕ РОЗМНОЖЕННЯ МАЛОПОШИРЕНИХ САДОВИХ РОСЛИН
А.Ф. БАЛАБАК1, доктор сЫъсъкогосподарсъких наук;
О.А. БАЛАБАК2 1Уманський державний аграрний ушверситет
л
Нацiональний дендрологiчний парк «Софпвка» - НД1 НАН Украши
Вступ
1нтенсифжащя садiвництва в Украiнi пов'язана з проблемою вирощування оздоровленого садивного матерiалу плодових, ягiдних i декоративних культур. Дефщит садивного матерiалу цих рослин обумовлений недостатшм рiвнем наукових дослщжень з теоретичних аспектiв !х вегетативного розмноження, а також вщсутнютю координацп науково-дослiдницькоi роботи з теоретичних i прикладних прiоритетних напрямiв регенерацп, бiотехнологii i клонального розмноження. 1нтенсифшащя промислового й аматорського розсадництва неможлива без глибокого вивчення еколого-бiологiчних чинниюв, якi впливають на ефективнiсть виробництва садивного матерiалу, а також на iхню практичну реалiзацiю у виробничих умовах [1-3, 9].
У садових рослин на вшх рiвнях iхнього еволюцiйного розвитку спостер^аеться постiйне оновлення структур, яке вщбуваеться на основi регенерацiйних процесiв, що мають рiзнi назви: реституцiя, репарацiя, молекулярна репаращя та iн. [4-7]. Цi форми регенерацп в сукупност являють собою единий процес морфологiчного оновлення субклггинних, клiтинних та тканинних структур, який може вщбуватись при рiзних травматичних ушкодженнях. Форми регенерацп е бюлопчною основою природних i штучних способiв вегетативного розмноження плодових, ягiдних i декоративних рослин. Враховуючи недостатню вивчешсть регенерацiйних процесiв iнтродукованих малопоширених садових рослин дослщження особливостей !х розмноження стебловими живцями дотепер е актуальними.
Об'екти та методика досл1джень
Для досягнення мети дослщжень передбачалось виршення наступних завдань: визначити вплив строюв живцювання, типу i метамерностi пагона, бюлопчно-активних речовин ауксиново!' природи на процеси адвентивного коренеутворення у зелених живщв. Об'ектом дослщження були закономiрностi прояву регенеративно1' здатностi видiв i сортiв малопоширених садових культур, а предметом дослщження - види, форми i сорти цих рослин - айва японська, актинщя, аронiя чорноплщна, бузина чорна, глiд, дерен справжнш, жимолость iстiвна, iрга, калина звичайна, юв^ лимонник китайський, облiпиха.
Дослщи проводили в розсадниках Уманського державного аграрного ушверситету i Нащонального дендрологiчного парку „Софпвка" - НД1 НАН Украши. Як культивацшш споруди використовували скляну теплицю з дрiбнодисперсним зволоженням. Субстратом для вкоршювання була сумiш торфу (рН 6,7) з чистим рiчковим тском у спiввiдношеннi 3:1. Температура повпря у середовищi вкорiнювання становила 28-300С, субстрату - 18-220С. Вiдносна волопсть повiтря була в межах 80-90%, а
л
iнтенсивнiсть оптичного випромiнювання - 200-250 Дж/м .сек.
У кожному варiантi дослiду використовували живщ заготовленi з апiкальноi (А), медiальноi (М) та базально!' (Б) частини пагона. Живщ перед висаджуванням на укоршювання обробляли ß-iндолилмасляною (ß-1МК) i а-нафтилоцтовою (а-НОК) кислотами у концентращях 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40 мг/л. У контрольних варiантах дослщу живцi обробляли дистильованою водою. Повторнiсть дослiдiв чотирикратна, по 30 живщв у кожному повторенш. Пiсля висаджування живцiв на вкоршення через кожнi 5-10 дшв фiксували початок i масове калюсоутворення, i утворення коренiв. Визначали розвиток коренево! та надземно! частин кореневласних рослин з урахуванням числа i довжини коренiв, рiзних порядкiв галуження, висоту надземно! частини, дiаметр умовно! коренево! шийки тощо.
Результати та ix обговорення
На основi проведених дослщжень та лiтературних даних [4-7] можна вважати, що регенерацiя, як бюлопчне явище характерна для вшх плодових, ягiдних i декоративних культур, але ii прояв у виглядi репродуктивно! регенерацн, зокрема в процесах адвентивного ризогенезу, практично не залежить вщ систематичного положення таксону. Навпъ в межах одного ботанiчного виду (наприклад рiзнi сорти облiпихи, дерену справжнього, калини звичайно!, хеномелесу японського, лимоннику китайського, жимолост синьоплiдноi та ш.) проявляеться неоднакова здатнiсть формувати адвентивш коренi у стеблових живцiв, що свщчить про генетичну обумовленiсть проходження процешв репродуктивно! регенерацн (табл. 1).
Збшьшення або зменшення кiлькостi вузлiв супроводжуеться iстотним коливанням всiх параметрiв регенерацiйноi здатностi.
Численнi експериментальнi дослщження [1-3,5,8] з вивчення впливу абютичних та бiотичних факторiв середовища, впливу синтетичних бюлопчно-активних речовин ауксиново! природи, або анатомо-морфологiчноi та фiзiологiчноi пiдготовленостi частин i структур маточних рослин до адвентивного ризогенезу не протирiччять такому твердженню.
Як i всяка форма регенерацн, репродукцiя адвентивних корешв вiдбуваеться в конкретних умовах зовшшнього середовища, при оптимальному поеднанш абiотичних факторiв середовища та визначае
направлешсть новоутворювань адвентивних структур стосовно стеблових живщв плодових, япдних i декоративних рослин.
Таблиця 1
Параметри регенерацшно'1 здатностi двовузлових живщв сор^в дерену справжнього (живцювання 1-5.У1; середне за 2002-2004 рр.)
Сорт Частина пагона Укоршю- ванiсть, % Кшьюсть1 корешв на живщ, шт. Довжина1 корешв на живщ, см Довжина приросту, см
Видубецький Аткальна 35,4 25,2 59,4 8,3
Медiальна 24,8 12,5 25,7 0
Базальна 28,6 19,7 28,4 0
Гренадер Апiкальна 17,9 9,4 21,3 8,1
Медiальна 15,6 4,9 10,5 0
Базальна 15,9 6,5 14,7 0
Свгешя Апiкальна 42,5 17,6 68,9 16,8
Медiальна 30,9 18,3 36,2 2,1
Базальна 31,6 21,3 50,6 3,6
ШРоз 1,8 2,1 2,7
Примггка. Кiлькiсть i довжина корешв I порядку галуження.
Здатнiсть садових рослин до формування адвентивних структур при репаративнш i репродуктивнiй регенерацп е фенотипною ознакою i корелюе iз життевою формою конкретного таксону - сорту, форми або боташчного виду в цшому. Зокрема, деревш плодовi i декоративнi рослини, як правило мають слабку коренеутворювальну здатшсть в процесах репродуктивно! регенерацii, порiвняно з кущовими рослинами. Тому при розмноженш цих рослин стебловими живцями (зеленими, напiвздерев'янiлими i здерев'янiлими) необхщно створювати умови середовища для !х укорiнювання, якi будуть активно сприяти диференщацп у стеблi кореневих меристем з подальшим формуванням адвентивних корешв [1,3,6,9].
Стеблове живцювання плодових, япдних i декоративних культур, як штучний метод вегетативного !х розмноження базуеться на загально-бiологiчних закономiрностях регенерацп, зокрема на здатност стеблових частин живця до формування адвентивних корешв у процес репродуктивно! регенерацii. У зв'язку з цим, необхщне бшьш детальне i ретельне вивчення окремих агротехшчних елементiв технологii стеблового живцювання, впливу ендогенних i екзогенних факторiв на процеси адвентивного коренеутворення i стосовно до конкретного сорту, форми i породи [1,3,5].
На основi результалв наших дослщжень тдтверджено можливiсть вирощування садивного матерiалу малопоширених плодових i ягiдних культур стебловими живцями та розроблено агротехнолопчш засоби iнтенсифiкацii. Вивчення особливостей укоршювання живцiв видiв, форм i сортiв цих культур виявило рiзну iхню регенерацiйну здатнiсть - слабку, середню i високу (табл. 2 ).
Таблиця 2
Регенерацшна здатшсть стеблових живщв малопоширених плодових i ягiдних культур (живцювання 1-5.У1; живщ з ашкально'1 частини пагона; без обробки бюлопчно-активними речовинами; середне за 2004-2007 рр.)
Вид Укоршю- ванiсть, % Кшьюсть1 корешв на живщ, шт. Довжина1 корешв на живщ, см Довжина приросту надземно!' частини, см
Айва японська 41,2 18,3 36,6 7,2
Актинщя 51,8 31,8 63,4 6,3
Арошя чорноплiдна 35,2 9,5 20,1 4,1
Бузина чорна 56,4 51,3 112,8 12,5
Глiд 28,3 14,9 28,5 5,1
Дерен справжнш 30,6 21,4 44,2 2,3
Жимолость iстiвна 36,9 23,7 47,5 9,2
1рга 7,3 3,4 8,4 0
Калина звичайна 86,2 42,5 89,6 14,7
Юш 34,7 26,1 54,1 8,3
Лимонник китайський 12,6 11,6 24,5 3,8
Облшиха 39,5 6,2 64,8 14,5
Примiтка. Кшьюсть i довжина коренiв I порядку галуження.
Оптимальне вкорiнювання для вшх типiв живцiв в умовах регюну, спостерiгали у червнi та на початку липня. Сорти i форми актишдн, бузини чорноi, жимолостi iстiвноi калини звичайноi i облiпихи характеризуются бiльш високою регенерацiйною здатнiстю у порiвняннi з глодом, дереном справжшм, iргою i лимонником китайським. Для кожного виду, форми чи сорту характерним е тип живця i його метамернiсть. Найкраща регенерацiйна здатшсть проявляеться у живщв з двома i трьома мiжвузлями, заготовлених з аткально!' частини пагона. Проведенi дослщження свiдчать про те, що ризогенний вплив синтетичних бюлопчно-активних речовин на адвентивне коренеутворення у стеблових живщв виявляеться у змш i в формуванш адвентивних коренiв (табл. 3).
Таблиця 3
Регенерацшна здатшсть стеблових живщв малопоширених садових рослин оброблених Р-1МК (живцювання 1-5.У1; середне
за 2004-2007 рр.)
Вид Оптимальнi конценIрацii, мг/л Укоршюванють, % Юльюсть1 корешв на живщ, шт. Довжина1 коретв на живщ, см Довжина приросту, см
Айва японська 15-25 87,3 28,1 73,1 14,1
Актинщя 5-15 91,5 41,5 123,8 11,7
Аронiя чорноплщна 15-20 89,4 19,1 45,1 10,7
Бузина чорна 5-10 98,7 62,3 231,6 31,7
Глiд 15-25 88,2 24,8 56,5 14,5
Дерен справжнш 10-20 85,4 44,1 89,3 15,2
Жимолость iстiвна 5-15 92,3 48,9 93,1 18,6
1рга 20-35 35,8 9,1 18,2 0
Калина звичайна 5-10 95,2 87,1 180,9 25,1
КМ 10-20 81,3 54,2 106,2 18,1
Лимонник китайський 15-25 75,8 23,6 51,8 11,5
Облiпиха 5-15 88,5 14,7 118,6 27,6
Примггка. Кiлькiсть i довжина коренiв I порядку галуження.
Вивчення впливу рiзних концентрацiй водних розчишв Р-1МК дало змогу видшити оптимальнi варiанти, якi достовiрно сприяли тдвищенню вкорiнюваностi живцiв, кiлькостi i довжини коренiв усiх порядкiв галуження та довжини приросту надземно! частини у кореневласних рослин. Домшуючий вплив на укоршюванють стеблових живцiв садових рослин у фазу штенсивного росту пагошв мав фактор „частина пагона", який залежно вiд генотипу становив 18,1-24,3%, „кшьюсть метамерiв" -19,2-25,3%, „концентращя бiологiчно-активноi речовини" - 30-40%, а фактора „бюлопчно-активна речовина" - 2-5%.
Отже, репродуктивна регенеращя у садових рослин являе собою сукупшсть процешв вiдновлення цiлiсного органiзму iз частини (стебловий живець), якi викликаш впливом абiотичних i бiотичних факторiв, i визначае генетично закрiплену здатшсть до спонтанного або штучного вегетативного розмноження. Бюлопчною основою ще! форми регенерацп е постiйне поновлення i самовiдновлення рослинного органiзму на рiзних рiвнях його онтогенетичного розвитку.
Висновки
Вивчення еколого-бюлопчних особливостей диференщацп i росту адвентивних корешв у стеблових (зелених, натвздерев'янших i здерев'янiлих) живцiв садових рослин дало штегровану оцiнку 1хньо! регенерацшно! здатностi, впливу екзогенних та ендогенних факторiв на процеси адвентивного коренеутворювання. Встановлено морфологiчнi вiдмiнностi укорiнювання рiзнотипних живцiв залежно вiд видового i сортового складу, термiнiв живцювання, типу пагона i кiлькостi метамерiв та впливу бюлопчно-активних речовин ауксиново! природи.
Список лггератури
1. Балабак А.Ф. Кореневласне розмноження малопоширених плодових i ягiдних культур. - Умань: ОП, 2003. - 109 с.
2. Гродзинский А.М., Гродзинский А.М. Краткий справочник по физиологии растений. - К.: Наук. думка, 1973. - 591 с.
3. Иванова З.Я. Биологические основы и приемы вегетативного размножения древесных растений стеблевыми черенками. - К.: Наукова думка, 1982. - 287 с.
4. Кренке Н.П. Регенерация растений. - М.: Изд-во АН СССР, 1950. -
682 с.
5. Турецкая Р.Х. Физиология корнеобразования у черенков и стимуляторы роста. - М.: Изд-во АН СССР, 1961. - 280 с.
6. Фаустов В.В. Биологические основы технологии зеленого черенкования садовых культур: Автореф. дис. ... доктора с-х. наук: 06.01.07. - М., 1991. - 35 с.
7. Юсуфов А.Г. Механизмы регенерации растений. - Ростов: Изд-во Ростовского ун-та, 1982. - 176 с.
8. T. Gaspar, M. Hofinger. Auxin metabolism during adventitious rooting / Adventitious root formation in cuttings // Advances in Plant Sciences Series. -Portland, Oregon: Dioscorides press, 1988. - V. 2. - P. 117-131.
9. F.A. Blazich. Chemicals and formulations used promote adventitious rooting / Adventitious root formation in cuttings // Advances in Plant Sciences Series. - Portland, Oregon: Dioscorides press, 1988. - V. 2. - P. 132-149.
Regeneration and vegetative propagation of rare garden plants Balabak A.F., Balabak A.A.
The ecological and biological peculiarities of reproductive regeneration in stem cuttings of rare fruit, berry and ornamental plants have been discussed. The factors influenced the efficiency of the additional root formation of stem cuttings for the conditions of forest-steppe of Ukraine - genotype, form, variety, terms of cutting, metamerism of cutting material, shoot type and the effect of biologically active substances of auxin nature have been characterized.
