Научная статья на тему 'Адаптация растений-регенерантов ежевики к условиям ex vitro'

Адаптация растений-регенерантов ежевики к условиям ex vitro Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
335
80
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
АДАПТАЦИЯ EX VITRO / МИКРОКЛОНАЛЬНОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ / ЕЖЕВИКА / СУБСТРАТ / EX VITRO ADAPTATION / MICROCLONAL REPRODUCTION / BLACKBERRY / SUBSTRATE

Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — Иванова-Ханина Л.В.

Для постепенной адаптации к воздушно-газовому режиму отобранные микроклоны в течение 5 или 10 сут. выдерживали с приоткрытым покрытием (ватно-марлевые пробки или ватные диски). При высадке микроклонов в субстрат после 5 сут. культивирования с приоткрытой пробкой уровень приживаемости составил 38,3 %, а после 10 сут. 54,2 %. Приживаемость растений, высаженных после 5 сут. культивирования с приоткрытым ватным диском, составила 72,0 %, после 10 сут. 82,0 %. Приживаемость растений, высаженных из культивационных сосудов, покрытых ватными дисками, в условиях ex vitro варьировала от 62,5 до 92,0 % в зависимости от субстрата, тогда как приживаемость регенерантов из культивационных сосудов, покрытых ватно-марлевой пробкой, была значительно ниже (37,5-54,2 %). Наиболее высокий уровень приживаемости микроклонов ежевики сорта 'Triple Crown' отмечен при использовании трехкомпонентного субстрата (торф, перлит, почва) в соотношении 2 : 1 : 1.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ADAPTATION OF BLACKBERRY PLANTS-REGENERATORS TO EX VITRO CONDITIONS

Adaptation to ex vitro conditions is the final stage of the microclonal reproduction process, which significantly affects the economic efficiency of this process. The success of plant adaptation to non-sterile conditions depends on many factors: the type of plant, its biological requirements and the physiological state; composition, density and moisture of the substrate; relative humidity, light intensity, etc. The goal of the work is to optimize the process of transferring the blackberry plants-regenerators variety 'Triple Crown', obtained in vitro , into ex vitro conditions. The blackberry variety 'Triple Crown' was used as object for study, and has a set of economically valuable traits. Well-developed microclones were selected for adaptation to ex vitro conditions; they were cultivated during 5 or 10 days with jar cover (cotton-gauze plugs or cotton pads) half-opened for the gradual adaptation to the air-gas condition. It was established that the rhizogenesis process went quite intensively in both variants of experiment; and on the tenth day of cultivation the roots formation was noted for 70,0-71,7 % of microshoots. During further cultivation, the percentage of rooting increased up to 80,0-83,3 %. It was established that microclones cultivating in cultivation vessels covered with cotton pads stimulated a formation of a more eveloped root system; the average length of the roots was 41,5±2,2 mm. The value of this indicator during cultivation in vessels covered with cotton-gauze plugs was 36,2±2,8 mm. Analysis of the obtained data showed that increasing the length cultivation in vessels with half-opened jar coating lead to a higher number of surviving plants. Planting microclones into the substrate after 5 days of cultivation with the cotton-gauze jar plug gives survival rate about 38,3 %, and after 10 days it goes to 54,2 % (which 1,4 times higher). The survival rate of plants planted after cultivating with a slightly open cotton disc during 5 days was 72,0 %, after 10 days 82,0 %. The following substances were used as substrates: peat with sand (2 : 1), peat with perlite (2 : 1), peat with sand and soil (2 : 1 : 1) and peat with perlite and soil (2 : 1 : 1). The analysis of the obtained data showed that the adaptation of microclones planted from cultivation vessels covered with cotton pads was the best. Plant acclimation rate to ex vitro conditions varied from 62,5 to 92,0 % depending from substrate, whereas the acclimation rate for regenerants from cultivation vessels covered with a cotton-gauze plug was significantly lower and was 37,5-54,2 %. The highest level of microclones survival of blackberry varieties 'Triple Crown' was observed for using a three-component substrate (peat, perlite, and soil) in a ratio of 2 : 1 : 1. The adaptation process for plants-regenerators of blackberry variety 'Triple Crown' to the ex vitro conditions has been optimized because of research.

Текст научной работы на тему «Адаптация растений-регенерантов ежевики к условиям ex vitro»

Ученые записки Крымского федерального университета имени В. И. Вернадского Биология. Химия. Том 5 (71). 2019. № 1. С. 30-39.

УДК 634.713 : 576.53

АДАПТАЦИЯ РАСТЕНИЙ-РЕГЕНЕРАНТОВ ЕЖЕВИКИ К УСЛОВИЯМ EX VITRO

Иванова-Ханина Л. В.

Академия биоресурсов и природопользования (структурное подразделение) ФГАОУВО «Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского», Симферополь, Республика Крым, Россия Е-mail: lidaivanova-khanina @rambler.ru

Для постепенной адаптации к воздушно-газовому режиму отобранные микроклоны в течение 5 или 10 сут. выдерживали с приоткрытым покрытием (ватно-марлевые пробки или ватные диски). При высадке микроклонов в субстрат после 5 сут. культивирования с приоткрытой пробкой уровень приживаемости составил 38,3 %, а после 10 сут. - 54,2 %. Приживаемость растений, высаженных после 5 сут. культивирования с приоткрытым ватным диском, составила 72,0 %, после 10 сут. - 82,0 %. Приживаемость растений, высаженных из культивационных сосудов, покрытых ватными дисками, в условиях ex vitro варьировала от 62,5 до 92,0 % в зависимости от субстрата, тогда как приживаемость регенерантов из культивационных сосудов, покрытых ватно-марлевой пробкой, была значительно ниже (37,5-54,2 %). Наиболее высокий уровень приживаемости микроклонов ежевики сорта 'Triple Crown' отмечен при использовании трехкомпонентного субстрата (торф, перлит, почва) в соотношении 2 : 1 : 1.

Ключевые слова: адаптация ex vitro, микроклональное размножение, ежевика, субстрат ВВЕДЕНИЕ

Адаптация к условиям ex vitro является заключительным этапом процесса микроклонального размножения, существенно влияющим на экономическую эффективность данного процесса. Успешность адаптации растений к нестерильным условиям зависит от многих факторов: вида растения, его биологических требований и физиологического состояния; состава, плотности и влажности субстрата; относительной влажности воздуха, интенсивности освещения и др. За период культивирования в условиях in vitro растения приобретают некоторые особенности, связанные с условиями выращивания. Высокая, почти 100 %-ная влажность воздуха в культивационных сосудах способствует снижению контроля самими растениями-регенерантами процесса транспирации [1, 2], т. к. у растений нарушена деятельность устьичного аппарата, формирующиеся листовые пластинки лишены кутикулярного воска, защищающего от потери влаги. Доступность питательных веществ и гетеротрофный способ питания способствует низкой фотосинтетической активности растений [3] и формированию корневой системы с незначительным количеством корневых волосков с невысокой всасывающей способностью, что вызывает гибель регенерантов на этапе адаптации [2, 4, 5].

Учитывая изложенное выше, необходима оптимизация условий перевода растений в нестерильные условия, разработка щадящих, ступенчатых процедур адаптации микроклонов к воздушно-газовому режиму, подбор оптимальных субстратов для перевода растений-регенерантов в условия ex vitro. Для того, чтобы обеспечить высокий уровень приживаемости и интенсивный рост микроклонов в нестерильных условиях, субстрат должен характеризоваться хорошей водо- и воздухопроницаемостью, поскольку избыток влаги приводит к появлению корневых гнилей, подопреванию стеблей и гибели растений [6]. В то же время он должен иметь высокую водоудерживающую и поглотительную способность, которые, наряду с оптимальными физическими свойствами, создают благоприятные условия для приживаемости растений. Исследованиями многих авторов [1, 7-9] показана эффективность использования для адаптации ягодных растений к условиям ex vitro субстратов, основным компонентом которых является торф. В качестве дополнительных компонентов, для обеспечения высокой воздухопроницаемости в состав субстратов включают крупнозернистый песчаник, вермикулит или перлит [8-11]. Несмотря на имеющиеся общие рекомендации, авторы указывают, что для каждого генотипа состав субстратов и соотношение в нем компонентов необходимо подбирать эмпирическим путем.

Цель работы - оптимизировать процесс перевода растений-регенерантов ежевики сорта 'Triple Crown', полученных in vitro, в условия ex vitro.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В качестве объекта исследования был использован сорт ежевики 'Triple Crown', характеризующийся комплексом хозяйственно-ценных признаков.

При введении в культуру in vitro эксплантов, субкультивировании и приготовлении питательных сред использовали методики, общепринятые в работах по культуре тканей [14-15]. Культивирование in vitro осуществляли на модификациях агаризованной питательной среды Мурасиге и Скуга (МС) с добавлением регуляторов роста, вид и концентрация которых зависела от этапа микроклонального размножения [16, 17]. На этапе введения в качестве эксплантов использовали пазушные почки ежевики. Через 30 суток культивирования сформировавшиеся микропобеги разделяли на сегменты длиной 6-10 мм и высаживали на свежую питательную среду. Для укоренения использовали питательную среду с половинным количеством макро- и микросолей (^ МС), с добавлением Р-индолил-3-масляной кислоты (ИМК) в концентрации 0,2 мг/л [16]. При осуществлении манипуляций по пересадке микропобегов на питательную среду для укоренения, в условиях ламинар-бокса, ватно-марлевые пробки заменяли на ватные диски в соответствии со схемой эксперимента, фиксируя их с помощью термоусадочной пленки [18]. Культивирование осуществляли в пробирках диаметром 15 мм с объемом питательной среды 10 мл, при освещенности 2,0-3,0 клк с 16-ти часовым фотопериодом, температуре 25±2 °С и относительной влажности воздуха 70 %. Снятие морфобиологических показателей проводили каждые 10 суток. Определение линейных размеров растений-регенерантов и длины

корней осуществляли при помощи линейки. Подсчет количества корней осуществлялся визуально.

Для адаптации к условиям ex vitro отбирали хорошо развитые микроклоны, высотой не менее 50 мм и имеющие не менее 3 шт. корней. В течение 5 или 10 сут. их выдерживали в пробирках с приоткрытым покрытием для постепенной адаптации к воздушно-газовому режиму [12, 13]. Поверхность питательной среды увлажняли автоклавированной дистиллированной водой, после чего излишек воды выливали. Затем подготовленные растения с остатком питательной среды на корнях высаживали в емкости объемом 200 мл со стерильными субстратами различного состава. Стерилизация субстрата проводилась в сухожаровом шкафу (150 °С) в течение 2 часов. Емкости с высаженными растениями помещали под покрытие из полиэтилена для обеспечения оптимального микроклимата. Условия культивирования: температура 24±1 °С, влажность в течение первых 10 сут. -85±5 %, затем снижали до 70 %, освещенность 3 клк с соблюдением 16-часового фотопериода. Высокую влажность воздуха поддерживали мелкокапельным опрыскиванием.

Эксперименты проводили в трехкратной повторности, объем выборки 20 микроклонов.

Для статистической обработки экспериментальных данных использовали пакет прикладных программ Excel 2010 для Windows ХР. В таблицах представлены средние значения и их стандартные ошибки. Достоверность различий оценивали по t-критерию Стьюдента при уровне значимости Р = 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

На начальном этапе адаптации растений к нестерильным условиям зачастую наблюдается снижение интенсивности роста регенерантов, опадение листьев и даже гибель растений. Причинами являются физиологические нарушения, имеющие место у растений, полученных в асептической культуре, в первую очередь -интенсивная транспирация. Исследованиями [1] установлено, что интенсивность транспирации у растений малины, культивируемых in vitro, в 3 раза выше, чем у растений, приспособленных к естественной влажности воздуха. Однако в процессе адаптации растений-регенерантов к условиям ex vitro интенсивность транспирации постепенно снижается.

С целью предварительной адаптации растений, культивируемых in vitro, к воздушно-газовому режиму и сниженной влажности воздуха в работе использовали метод покрытия культивационных сосудов ватными (косметическими) дисками, предложенный С. А. Корнацким [18] и показавший высокую эффективность при культивировании in vitro косточковых культур.

Для этого при высадке микропобегов на среду для укоренения, в стерильных условиях, ватно-марлевые пробки заменяли на ватные диски. Поскольку толщина и плотность ватных дисков значительно ниже, чем ватно-марлевых пробок, газообмен внутреннего объема культивационного сосуда с окружающей средой значительно менее ограничен [18], следовательно, уже на этапе укоренения регенеранты могут

постепенно приспосабливаться к меньшей влажности воздуха и более интенсивному газообмену. В результате эксперимента получены следующие данные (табл. 1).

Установлено, что процесс ризогенеза протекал достаточно интенсивно в обоих вариантах эксперимента - уже на десятые сутки культивирования формирование корней было отмечено у 70,0-71,7 % микропобегов. В течение последующего культивирования процент укоренения повысился до 80,0-83,3 %. За 30 суток культивирования растения формировали 4,2-4,8 шт. корней, при этом средняя длина корней составляла 36,2-41,5 мм. Прирост побегов за этот период составил 19,421,4 мм.

Таблица 1

Влияние способа покрытия культивационных сосудов на интенсивность роста микроклонов ежевики сорта 'Triple Crown' in vitro (культивирование на питательной среде У МС с добавлением 0,2 мг/л ИМК)

Параметры роста Длительность культивирования, сут.

10 20 30

Ватно-марлевая пробка

Укореняемость, % 71,7±3,3 76,7±1,7 80,0±2,5

Количество корней, шт. 1,6±0,3 2,8±0,6 4,2±0,1

Длина корней, мм 7,8±0,6 21,4±1,7 36,2±2,8

Прирост побегов, мм 6,4±0,8 11,8±1,0 19,4±2,0

Ватный диск

Укореняемость, % 70,0±1,6 78,3±3,3 83,3±5,0

Количество корней, шт. 1,3±0,2 3,5±0,4 4,8±0,3*

Длина корней, мм 8,4±0,9 24,8±1,3* 41,5±2,2*

Прирост побегов, мм 7,2±0,4 13,1±0,6 21,4±1,3

Примечание. Разница между вариантами достоверна при *Р=0,05

Анализ указанных данных позволяет сделать вывод, что в целом, биометрические показатели при сравнении двух вариантов покрытия культивационных сосудов различались незначительно, однако количество сформированных корней в варианте с использованием в качестве покрытия ватных дисков к концу периода культивирования было достоверно выше и составляло 4,8±0,3 шт. В этом варианте также был выше показатель длины корней, составлявший на 20-е сутки культивирования 24,8±1,3 мм, на 30-е сутки -41,5±2,2 мм. Известно [1, 8] что более развитая корневая система обеспечивает лучшую приживаемость и рост растений после высадки в нестерильные условия. Таким образом, анализ полученных данных позволяет выделить этот вариант культивирования микроклонов ежевики сорта 'Triple Crown' как оптимальный на данном этапе микроклонального размножения.

Для постепенной адаптации растений к воздушно-газовому режиму и естественной влажности воздуха отобранные микроклоны в течение 5 или 10 суток культивировали с приоткрытым покрытием, периодически увлажняя поверхность

питательной среды стерильной водой, после чего пересаживали их в подготовленный субстрат для адаптации к почвенным условиям. В результате эксперимента получены следующие данные (табл. 2).

Анализ полученных данных показал, что увеличение длительности культивирования в сосудах с приоткрытым покрытием способствовало более высокому количеству выживших растений. Так, при высадке микроклонов в субстрат после 5 суток культивирования с приоткрытой ватно-марлевой пробкой, уровень приживаемости составил 38,3 %, а после 10 суток этот показатель был в 1,4 раза выше (54,2 %). Разница между приживаемостью растений, высаженных после 5 и 10 суток культивирования с приоткрытым ватным диском была несущественна и составила 71,7 % и 82,0 % соответственно.

Таблица 2

Влияние покрытия культивационного сосуда и длительности предварительной подготовки на приживаемость микроклонов ежевики сорта 'Triple Crown'

в условиях ex vitro, %

Вариант покрытия культивационного сосуда (фактор А) Длительность предварительной подготовки, сут. (фактор В) Средние по фактору А (НСРс5=3,8 (6,1 %)

5 10

Ватно-марлевая пробка 38,3 54,2 46,3

Ватный диск 71,7 82,0 76,9

Средние по фактору В (НСРо5=14,7 (9,0 %) 55,0 68,1 НСР05=20,8 (12,8 %) для частных средних

Сравнение показателей влияния вариантов покрытия культивационных сосудов на приживаемость микроклонов в условиях ex vitro позволило выделить вариант использования ватных дисков. После 10 суток предварительной подготовки приживаемость микроклонов в варианте использования в качестве покрытия ватно-марлевых пробок составила 54,2 %, при использовании ватных дисков - 82,0 % (в 1,5 раза выше). Следует отметить, что даже при высадке растений в субстрат через 5 суток после нарушения целостности покрытия культивационных сосудов, в варианте с покрытием сосудов ватными дисками приживаемость составила 71,7 %, что является достаточно высоким показателем для приживаемости ягодных растений [1]. В среднем, приживаемость микроклонов после культивирования в сосудах с покрытием ватными дисками был существенно выше и составлял 76,9 %, чем при использовании ватно-марлевых пробок (46,3 %). Очевидно, использование ватных дисков для покрытия культивационных сосудов способствует созданию оптимального микроклимата, способствующего более эффективной последующей адаптации микроклонов к условиям ex vitro.

Большое значение при переводе растений-регенерантов в условия ex vitro придается вопросам подбора и оптимизации состава субстрата. К субстратам предъявляются следующие требования: высокая водо- и воздухопроницаемость, легкий гранулометрический состав и невысокая плотность. Для адаптации пробирочных растений ежевики сорта 'Triple Crown' в качестве субстратов использовали следующие смеси: торф с песком в соотношении 2 : 1 и торф с перлитом в таком же соотношении; торф с песком и почвой в соотношении 2 : 1 : 1 и торф с перлитом и почвой в таком же соотношении. В результате получены следующие данные (табл. 3).

Таблица 3

Влияние состава субстрата и вариантов покрытия культивационных сосудов на приживаемость микроклонов ежевики сорта 'Triple Crown'

в условиях ex vitro

Компоненты субстрата Соотношение компонентов Приживаемость растений, %, из сосудов с покрытием

ватно-марлевая пробка ватный диск

Торф + песок 2 : 1 37,5 62,5

Торф + перлит 2 : 1 47,8 76,0

Торф + песок + почва 2 : 1 : 1 45,8 80,8

Торф + перлит + почва 2 : 1 : 1 54,2 92,0

НСР05 5,9 6,1

Установлено, что приживаемость микроклонов ежевики сорта 'Triple Crown' на исследуемых субстратах варьировала в пределах 37,5-92,0 % в зависимости от состава субстрата и варианта покрытия культивационных сосудов на этапе укоренения. Анализ полученных данных показал, что лучше всего проходила адаптация микроклонов, высаженных из культивационных сосудов, покрытых ватными дисками. Приживаемость растений в условиях ex vitro варьировала от 62,5 до 92,0 % в зависимости от субстрата, тогда как приживаемость регенерантов из культивационных сосудов, покрытых ватно-марлевой пробкой, была значительно ниже и составляла 37,5-54,2 %. Наиболее высокий уровень приживаемости микроклонов ежевики сорта 'Triple Crown' был отмечен при использовании трехкомпонентного субстрата (торф, перлит, почва) в соотношении 2 : 1 : 1. Полученные нами данные согласуются с исследованиями ряда авторов [8, 9, 11], указывающих на эффективность использования для адаптации ягодных растений субстратов, содержащих перлит.

Таким образом, в результате исследований оптимизирован процесс адаптации растений-регенерантов ежевики сорта 'Triple Crown' к условиям ex vitro.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Использование на этапе укоренения in vitro в качестве покрытия культивационных сосудов ватных дисков способствовало формированию у микроклонов ежевики сорта 'Triple Crown' более развитой корневой системы -количество корней составило 4,8±0,3 шт., длина - 41,5±2,2 мм.

2. Длительность предварительной адаптации к воздушно-газовому режиму оказывает влияние на приживаемость микроклонов ex vitro. Культивирование в сосудах с приоткрытым покрытием в течение 10 суток способствовало увеличению уровня приживаемости растений на субстратах в 1,1-1,4 раза.

3. Уровень приживаемости микроклонов ежевики сорта 'Triple Crown' в условиях ex vitro после 10 суток предварительной подготовки составил 54,2 % при использовании в качестве покрытия культивационных сосудов ватно-марлевых пробок и 82,0 % - при использовании ватных дисков.

4. Использование трехкомпонентного субстрата (торф, перлит, почва) в соотношении 2 : 1 : 1 способствовало существенному повышению уровня приживаемости микроклонов на этапе адаптации к условиям ex vitro.

Список литературы

1. Сковородников Д. Н. Адаптация полученных in vitro растений малины к нестерильным условиям / Д. Н. Сковородников, И. А. Райков, Д. Н. Челяев // Вестник Орел ГАУ. - 2012. - № 2 (35). -С. 70-72.

2. Муратова С. А. Размножение садовых культур in vitro: методические рекомендации / С. А. Муратова, Д. Г. Шорников, М. Б. Янковская - Мичуринск-наукоград, 2008. - 68 с.

3. Шорников Д. Г. Оптимизация условий культивирования in vitro ягодных и декоративных культур / Д. Г. Шорников, С. А. Брюхина, С. А. Муратова, М. Б. Янковская, Р. В. Папихин // Вестник ТГУ. -2010. - Т. 15, вып. 2. - С. 640-645.

4. Яблонская М. И. Биотизация растений in vitro / М. И. Яблонская, М. С. Гинс, М. А. Молчанова // Вестник РУДН. Агрономия и животноводство. - 2016. - № 1. - С. 15-20.

5. Yildiz A. The effect of mycorrhiza in nutrient uptake and biomass of cherry rootstocks during acclimatization / A. Yildiz, A. Cagdas, A. Aslihan, Y. Yesim, S. Sedat, O. Ibrahim // Romanian Biotechnological Letters. - 2010. - Vol. 15, № 3. - P. 5246-5252.

6. Аладина О. Н. Адаптация микрорастений малины (Rubus L.) и сирени (Syringa L.) к нестерильным условиям / О. Н. Аладина, С. В. Акимова, И. С. Ковалева, С. О. Дубровская, Е. Р. Батрак, С. А. Аладин // Известия ТСХА. - 2009. - Вып. 3. - С. 98-109.

7. Дедюхина О. Н. Адаптация растений-регенерантов Eremogone saxatilis (L.) Ikonn. к почвенным условиям / О. Н. Дедюхина, А. С. Константинова, О. Г. Баранова // Вестник Удмуртского университета. - 2011. - Вып. 3. - С. 31-35.

8. Деменко В. И. Адаптация растений, полученных in vitro к нестерильным условиям /

B. И. Деменко, В. А. Лебедев // Известия ТСХА. - 2011. - Вып. 1. - С. 60-70.

9. Рундя А. П. Особенности адаптации ремонтантной малины в условиях ex vitro / А. П. Рундя // Почвоведение и агрохимия. - 2015. - № 1(54). - С. 223-230.

10. Галдина Т. Е. Совершенствование технологии доращивания растений, полученных в культуре ткани in vitro / Т. Е. Галдина // Успехи современной науки и образования. - 2017. - Т. 7, № 2. -

C.174-177.

11. Stoevska T. Micropropagation of Raspberris (Rubus idaeus) / T. Stoevska, A. Trifonova, D. Karadocheva // Biotechnology & Biotechnological Equipment, 1995. - Vol. 9, Issue 2-3. - P. 27-30.

12. Медведева Н. И. Особенности микроклонального размножения интродуцентов и клонов винограда / Н. И. Медведева, Н. В. Поливара, Л. П. Трошин // Научный журнал КубГАУ [Электронный ресурс]. - 2008. - № 40 (6). - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2008/06/pdf/18.pdf.

13. Иванова-Ханина Л. В. Влияние состава субстрата на приживаемость микрорастений Vitis vinifera L. in vivo /Л. В. Иванова-Ханина // Экосистемы. - 2018. - № 13 (43). - С. 84-88.

14. Калинин Ф. Л. Методы культуры тканей в физиологии и биохимии растений / Ф. Л. Калинин, В. В. Сарнацкая, В. Е. Полищук. - К.: Наукова думка, 1980. - 488 с.

15. Бутенко Р. Г. Культура изолированных тканей и физиология морфогенеза растений / Р. Г. Бутенко.

- М.: Наука, 1964. - 272 с.

16. Иванова-Ханина Л. В. Влияние гормонального состава питательной среды на интенсивность роста ежевики in vitro /Л. В. Иванова-Ханина // Ученые записки Крымского федерального университета имени В. И. Вернадского. Биология. Химия. - 2018. - Т. 4 (70), № 4. - С. 51-59.

17. Иванова-Ханина Л. В. Оптимизация условий введения малины и ежевики в культуру in vitro /Л. В. Иванова-Ханина // Научный журнал КубГАУ [Электронный ресурс]. - 2014. - № 101 (07). -

- Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2014/07/pdf/25.pdf.

18. Корнацкий С. А. Технологические подходы к использованию метода in vitro для массового производства растений косточковых культур / Корнацкий С. А. // Международный научно-исследовательский журнал. - 2016. - № 10 (52). Ч. 4. - С. 150-152.

ADAPTATION OF BLACKBERRY PLANTS-REGENERATORS TO EX VITRO CONDITIONS

Ivanova-Khanina L. V.

V. I. Vernadsky Crimean Federal University», Simferopol, Crimea, Russia E-mail: lidaivanova-khanina @rambler.ru

Adaptation to ex vitro conditions is the final stage of the microclonal reproduction process, which significantly affects the economic efficiency of this process. The success of plant adaptation to non-sterile conditions depends on many factors: the type of plant, its biological requirements and the physiological state; composition, density and moisture of the substrate; relative humidity, light intensity, etc.

The goal of the work is to optimize the process of transferring the blackberry plantsregenerators variety 'Triple Crown', obtained in vitro, into ex vitro conditions.

The blackberry variety 'Triple Crown' was used as object for study, and has a set of economically valuable traits. Well-developed microclones were selected for adaptation to ex vitro conditions; they were cultivated during 5 or 10 days with jar cover (cotton-gauze plugs or cotton pads) half-opened for the gradual adaptation to the air-gas condition. It was established that the rhizogenesis process went quite intensively in both variants of experiment; and on the tenth day of cultivation the roots formation was noted for 70,071,7 % of microshoots. During further cultivation, the percentage of rooting increased up to 80,0-83,3 %. It was established that microclones cultivating in cultivation vessels covered with cotton pads stimulated a formation of a more eveloped root system; the average length of the roots was 41,5±2,2 mm. The value of this indicator during cultivation in vessels covered with cotton-gauze plugs was 36,2±2,8 mm.

Analysis of the obtained data showed that increasing the length cultivation in vessels with half-opened jar coating lead to a higher number of surviving plants. Planting microclones into the substrate after 5 days of cultivation with the cotton-gauze jar plug

gives survival rate about 38,3 %, and after 10 days it goes to 54,2 % (which 1,4 times higher). The survival rate of plants planted after cultivating with a slightly open cotton disc during 5 days was 72,0 %, after 10 days - 82,0 %.

The following substances were used as substrates: peat with sand (2 : 1), peat with perlite (2 : 1), peat with sand and soil (2 : 1 : 1) and peat with perlite and soil (2 : 1 : 1). The analysis of the obtained data showed that the adaptation of microclones planted from cultivation vessels covered with cotton pads was the best. Plant acclimation rate to ex vitro conditions varied from 62,5 to 92,0 % depending from substrate, whereas the acclimation rate for regenerants from cultivation vessels covered with a cotton-gauze plug was significantly lower and was 37,5-54,2 %. The highest level of microclones survival of blackberry varieties 'Triple Crown' was observed for using a three-component substrate (peat, perlite, and soil) in a ratio of 2 : 1 : 1.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

The adaptation process for plants-regenerators of blackberry variety 'Triple Crown' to the ex vitro conditions has been optimized because of research.

Keywords: ex vitro adaptation, microclonal reproduction, blackberry, substrate

References

1. Skovorodnikov D. N., Raikov I. A., Chelyaev D. N. Adaptation of the raspberry plants obtained in vitro to non-sterile conditions, Herald Orel SAU, 2 (35), 70 (2012).

2. Muratova S. A., Shornikov D. G., Yankovskaya M. B. Reproduction of garden crops in vitro: guidelines, 68 (Michurinsk-naukograd, 2008).

3. Shornikov D. G., Bryukhina S. A., Muratova S. A., Yankovskaya M. B., Papikhin R. V. Optimization of berry and ornamental crops to cultivation conditions in vitro, TSU Bulletin, 15, 2, 640 (2010).

4. Yablonskaya M. I., Hins M. S., Molchanova M. A. Plant biotisation in vitro, Vestnik RUDN. Agriculture and Livestock, 1, 15 (2016).

5. Yildiz A., Cagdas A., Aslihan A., Yesim Y., Sedat S., Ibrahim O. The effect of mycorrhiza in nutrient uptake and biomass of cherry rootstocks during acclimatization, Romanian Biotechnological Letters, 15, 3, 5246 (2010).

6. Aladina O. N., Akimova S. V., Kovaleva I. S., Dubrovskaya S. O., Batrak E. R., Aladin S. A. Adaptation of raspberry microplants (Rubus L.) and lilac (Syringa L.) to non-sterile conditions, News of the TAA, 3, 98 (2009).

7. Dedyukhina O. N., Konstantinova A. S., Baranova O. G. Adaptation of regenerated plants Ermegone saxatilis (L.) Ikonn. to soil conditions, Bulletin of Udmurt University, 3, 31 (2011).

8. Demenko V. I., Lebedev V. A. Adaptation of plants obtained in vitro to non-sterile conditions, News of the TAA, 1, 60 (2011).

9. Rundya A. P. Specifics of remontant raspberry adaptation to in ex vitro conditions, Soil Science and Agrochemistry, 1 (54), 223 (2015).

10. Galdina T. E. Improving the growing technology of plants obtained in vitro tissue culture, Progress in modern science and education, 7, 2, 174 (2017).

11. Stoevska T., Trifonova A., Karadocheva D. Micropropagation of Raspberris (Rubus idaeus), Biotechnology & Biotechnological Equipment, 9, 2-3, 27 (1995).

12. Medvedeva N. I., Polivara N. V., Troshin L. P. Specifics of microclonal propagation of introduced species and clones of grapes [Electronic resource], Scientific Journal of KubSAU, 40 (6) (2008). - Access Mode: URL: http://ej.kubagro.ru/2008/06/pdf/18.pdf.

13. Ivanova-Khanina L. V. Influence the composition of substrate on survival rate of microplants of Vitis vinifera L. in vivo, Ecosystemy, 13 (43), 84 (2018).

14. Kalinin F. L., Sarnatskaya V. V. and Polishchuk V. E. The culture of tissue methods in plant physiology and biochemistry, 488 (Kiev: Naukova Dumka, 1980).

15. Butenko R. G. The culture of isolated tissues and plant morphogenesis physiology, 272 (Moscow: Science, 1964).

16. Ivanova-Khanina L. V. Influence of the hormonal composition of nutrient medium on intensity of blackberry growth in vitro, Scientific Notes of V. I. Vernadsky Crimean Federal University. Biology. Chemistry, 4 (70), 4, 51 (2018).

17. Ivanova-Khanina L. V. Optimizing conditions for introduction of raspberry and blackberry into cultivation in vitro [Electronic resource], Scientific Journal of KubSAU, 101 (07) (2014). - Access Mode: URL: http://ej.kubagro.ru/2014/07/pdf/25.pdf.

18. Kornatsky S. A. Technological approaches to the in vitro method usage for mass production of stone fruit plants, International Research Journal, 10 (52), 4, 150 (2016).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.