CC BY
112
Биотехнологические приемы на этапе адаптации растений-регенерантов ириса... УДК 575:631.527
Л.И. Тихомирова
Биотехнологические приемы на этапе адаптации растений-регенерантов ириса к нестерильным условиям
L.I. Tikhomirova
Biotechnological Methods at the Adaptation Stage of the Iris Plants-Regenerants to Unsterile Conditions
Для получения качественного посадочного материала ириса при клональном микроразмножении разработана двухступенчатая система адаптации растений-регенерантов к условиям ex vitro. Укорененные побеги на среде в весенне-летний период можно адаптировать в парниках в условиях открытого грунта.
Ключевые слова: побеги, растения-регенеранты, посадочный материал, технология микроклонального размножения.
In order to obtain qualitative iris planting material at clone micro-propagation the researcher worked out two-staged system of adaptation of plants-regenerators to conditions ex vitro. Rooted shoots in media can be adapted in hotbeds in spring and summer in conditions of the open ground.
Key words: shoots, plants-regenerants, planting material, technology of microclonal propagation.
Ситуация, сложившаяся на рынке, делает особенно актуальной проблему сохранения генофонда декоративных растений отечественной селекции. Потребность садоводства России в посадочном материале, отвечающем современным стандартам, в последние 10-15 лет не удовлетворяется, что объясняется не только неблагоприятными экологическими факторами среды, но и жестким прессингом со стороны экономических реформ [1]. По материалам исследований Discovery Research Group объем российского рынка цветов в 2006 г. составил 1,3-1,5 млрд долларов, а темпы роста, по оценкам ряда экспертов, -в среднем 25% в год. Доля импортной продукции на российском рынке цветов - 90%. Основной поставщик цветов в Россию - Голландия, на которую приходится 60% импортных поставок срезанных цветов, 50% - цветов в горшках, 90% - посадочного материала. Из года в год импорт из этой страны увеличивается. Около 15% импорта составляют цветы из Эквадора и Колумбии, лишь незначительную долю в поставках занимает Израиль. Российские компании закупают цветы в странах Юго-Восточной Азии, Южной Америки, Ближнего Востока и Южной Европы. Доля продукции отечественного производства на российском рынке, по оценкам экспертов, составляет не более 10% [2].
В связи с возрастающим спросом на посадочный материал ирисов, отсутствием питомников по производству становится актуальной проблема их массового размножения. В Научно-исследовательском институте садоводства им. М.А. Лисавенко создан большой коллекционный фонд этой культуры. Крупные сортовые коллекции необходимы для комплексного исследования и сохранения генофонда ценных культурных
растений, к числу таких высокодекоративных культур относится ирис. Массовое размножение ценных и вновь созданных сортов сдерживается их низким коэффициентом размножения [3]. В институте наряду с традиционным способом вегетативного размножения используется метод микроклонального размножения. Технологии клонального микроразмножения представляют исключительную ценность для поддержания и сохранения коллекций, и особенно в тех случаях, когда вид или сорт представлен ограниченным количеством экземпляров.
Этап адаптации растений-регенерантов к почвенным условиям является наиболее трудоемким, от него во многом зависит успех предлагаемой технологии клонального микроразмножения. На этом этапе разрабатывают систему адаптации пробирочных растений к обычным условиям. Для каждого вида растений, по-видимому, требуется подобрать определенные условия для развития, при которых потери пробирочных растений от переноса их в почву будут минимальными.
Цель данной работы - разработка системы адаптации растений-регенерантов ириса к естественным условиям выращивания.
Условия эксперимента. В качестве объектов использовали сорта зарубежной селекции и сорта и гибриды селекции Научно-исследовательского института садоводства им. М.А. Лисавенко I. hybrida, I. ensata, I. sibirica. Адаптацию регенерантов ириса проводили на установке для доращивания стеллажного типа при t = 25 °C, освещенности 3 кЛк и 16-часовом фотопериоде. В качестве субстрата использовали смесь из песка дерновой земли (1:3).
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
Результаты исследований и их обсуждение.
Большинство растений адаптируют в теплицах, где нет проблем с созданием для растений повышенной влажности; понизить влажность можно, но она всегда в теплице будет выше, чем в условиях открытого грунта. Поэтому растения из теплиц вынуждены проходить еще одну адаптацию к условиям открытого грунта. При адаптации в теплице существует опасность, связанная с тем, что в условиях повышенной влажности возможно загнивание растений и их гибель [4]. Формирующаяся в условиях in vitro корневая система регенерантов часто характеризуется слабым развитием и отсутствием корней второго порядка. По этой причине регенеранты имеют небольшую площадь питания и слабую поглотительную способность, что также отрицательно сказывается на этапе их адаптации к новым условиям.
Учитывая вышесказанное, мы разработали систему ступенчатой адаптации растений-регенерантов ириса к условиям ex vitro. Для стимуляции ризогене-
На следующей ступени адаптации в осенне-зимний период растения высаживали в пластиковые стаканчики емкостью 0,2 л, заполненные следующим субстратом: песок и дерновая земля. Перед использованием песок стерилизовали в сухожаровом шкафу при 150° С один час. 2/3 стаканчика заполняли землей, верхнюю треть - песком. Обязательным условием успешной адаптации растений-регенерантов является наличие отверстий в стаканчике и дренажа. В качестве дренажа использовали минеральную вату, помещенную на дно стакана. На некоторое время высаженные растения сверху закрывали колпачками, вырезанными из аналогичных стаканчиков. Через три дня колпачки полностью снимали. Стаканчики с растениями располагали на стеллажах установки. Выход адаптированных растений составлял 100% (рис. 1).
За время адаптации было отмечено значительное увеличение высоты растений. За 20 суток высота растений увеличилась вдвое (табл. 2).
К концу четвертого месяца доращивания саженцы ириса были готовы к высадке в открытый грунт (рис. 2).
В весенне-летний период адаптацию растений-регенерантов ириса можно проводить в парниках в условиях открытого грунта. После высадки на 10 суток необходимо накрыть растения укрывным материалом
за и более легкому переходу к почвенным условиям корни растений ириса замачивали в воде после этапа укоренения на 3-5 суток. Этот прием был использован Л.А. Полковниковой в работе [5]. Растения помещали в контейнеры емкостью 0,5 л, на дно которых наливали воду. Контейнеры закрывали крышкой. Через двое суток крышку приоткрывали, а к концу пятых суток убирали совсем. После первого этапа адаптации измеряли число и длину корней, отмечали увеличение этих показателей в сравнении с этапом укоренения.
Было выявлено, что на эффективность процесса ри-зогенеза на этапе адаптации оказывают влияние концентрации цитокинина, присутствующие в питательных средах на этапе собственно микроразмножения. Для I. ^чЬтса максимальные значения числа корней, их длины и соответственно общей длины корней определяли при концентрации БАП 2,5 мкМ. На средах с более высокой концентрацией 5,0-10,0 мкМ цитокинина эти показатели были значительно ниже (табл. 1).
и ежедневно поливать. В дождливую и пасмурную погоду в этом необходимости нет. После 30 суток адаптации растения имели высоту в среднем 200 мм и хорошо развитую корневую систему (рис. 3).
Рис. 1. Адаптация растений-регенерантов ириса на установке для доращивания стеллажного типа
Таблица 1
Влияние концентрации БАП этапа собственно микроразмножения на прирост корней
на этапе адаптации у I. ^чЬтса
БАП, мкМ До адаптации После адаптации в воде % прироста корней
число корней длина корней число корней длина корней
средняя, мм общая, мм средняя, мм общая, мм
2,5 4,0±0,43 10,71±0,82 42,84 4,83±0,25 12,92±1,0 62,4 31,34
5,0 2,4±0,51 9,08±1,81 21,79 2,6±0,55 10,6±1,71 27,56 20,94
7,5 2,0±0,25 8,91±0,18 17,82 2,0±0,15 11,5±2,37 23,0 22,52
10,0 2,0±0,21 4,5±0,86 9,0 2,0±0,19 5,0±0,19 10,0 10,0
Биотехнологические приемы на этапе адаптации растений-регенерантов ириса..
Таблица 2
Изменение высоты растений ириса за время адаптации к почвенным условиям
Признак Сорт
King of King Berlin Ruffles Кассандра Shirly Pope
1. 65,13±5,49 67,67±15,52 55,5±5,71 58,12±7,13
2. 81,95±4,76 79,16±9,76 96,3±6,86 89,33±7,87
3. 115,0±6,86 131,66±6,74 140,35±9,93 138,57±3,65
4. 43,36 48,6 60,45 58,05
Примечание: 1 - высота растений до адаптации; 2 - высота растений через 10 суток; 3 - высота растений через 20 суток; 4 - прирост растений в %.
Рис. 2. Саженцы I. hybrida, выращенные в осенне-зимний Рис. 3. I. sibirica сорт Кассандра после 30 суток адаптации период в условиях парника
Заключение. Разработана двухступенчатая система адаптации растений-регенерантов к условиям ex vitro. Данная система предполагает на первой стадии адаптацию в воде, на второй - в почвенных усло-
виях. При этом в осенне-зимний период необходимо использовать установку для доращивания стеллажного типа, а в весенне-летний - высаживать регенеран-ты в парники в открытый грунт.
Библиографический список
1. Куликов И.М., Высоцкий В.А., Шипунова А.А. Рентабельность клонального микроразмножения винограда и ягодных кустарников // Современные достижения биотехнологии в виноградарстве и других отраслях сельского хозяйства. - Новочеркасск, 2005.
2. Средин А.Д., Мухортов Д.И., Сергеев Р.В. Совершенствование технологии доращивания растений, полученных в культуре ткани in vitro // Биотехнология как инструмент сохранения биоразнообразия растительного мира: сб. ст. III Всерос. науч.-практ. конф. - Волгоград, 2010.
3. Долганова З.В. История интродукции и селекции ириса в Алтайском крае // Современные тенденции развития промышленного садоводства: мат. Междунар. науч.-практ. конф. - Барнаул, 2008.
4. Вечернина Н.А., Таварткиладзе О.К., Бородулина И.Д., Эрст АА. Адаптация растений-регенерантов к условиям выращивания ex vitro // Современные тенденции развития промышленного садоводства: мат. Междунар. науч-практ конф. - Барнаул, 2008.
5. Полковникова Л.А. Перспективы культивирования ириса в условиях лесостепи Алтайского края: дис. ... канд. с.-х. наук. - Барнаул, 2000.
