CC BY
23
Vitrification Protocols // Plant Cryopreservation: A Practical Guide. - New York: Springer Science + Business Media LLC, 2008. - P. 33-58.
Рекомендовано к печати д.б.н. Митрофановой И.В.
ЭМБРИОКУЛЬТУРА МАСЛИНЫ ЕВРОПЕЙСКОЙ (OLEA EUROPAEA L., СЕМ. OLEACEAE)
С В. ШЕВЧЕНКО, доктор биологических наук; 1В.А. ШОЛОХОВА I Л.Ф. МЯЗИНА
Никитский ботанический сад - Национальный научный центр
Введение
Маслина европейская - Olea europaea L., относится к роду Olea L. семейства Oleaceae Lindl., включающему около 30 родов и 600 видов. Это относительно небольшое семейство имеет много полезных растений, наиболее ценным из которых считается O. europaea. Первые упоминания об использовании оливкового масла O. europaea встречаются в египетских текстах II в. до н.э. В настоящее время культура O. europaea распространена практически во всех субтропических странах (в Греции, Испании, Турции, Алжире, Тунисе, Италии, Франции и др.) [2].
В Крым O. europaea была завезена греческими колонистами, позже - генуэзцами, и ее культура процветала до XV в. Затем наступил некоторый упадок, и только с начала XIX в. усилиями сотрудников Никитского ботанического сада началась работа по возрождению данной культуры и ее селекции [1, 7, 12, 13]. O. europaea хорошо адаптировалась к условиям ЮБК, и свидетельством тому является факт, что в коллекции НБС имеется древний экземпляр, насчитывающий, по мнению греческого ученого, профессора А. Rubos (из устной беседы), не менее 1000 лет, а по всему Южному берегу Крыма от Фороса до Алушты разбросаны отдельные 100-150-летние рощи и насаждения. С целью создания новых отечественных сортов маслины в селекции широко используются интродуцированные сорта и полученные на их основе формы [4, 12, 13]. Однако селекционная работа с этой культурой затруднена вследствие довольно большого количества дефективных цветков [1, 10, 19], длительного прорастания семян из-за недоразвитости зародышей, позднего вступления растений в плодоношение. В связи с этим целью данной работы явилось выявление возможностей и поиск путей ускорения селекционного процесса маслины с применением различных методов: отбора, межсортовой гибридизации и эмбриокультуры.
Объекты и методы исследований
Для исследований были взяты перспективные межсортовые гибриды 8-ми комбинаций скрещивания и опылены пыльцой 8 сортов и гибридов. В качестве исходных материнских форм были использованы сорта Кореджоло, Скороспелая, Манита, гибриды Мелколистная х Никитская, Кореджоло х Асколано, Мелколистная х Тифлисская, в качестве отцовских - сорта Никитская, Аппетитная, Консервная, Асколано, Крымская Превосходная, Никитская 2 и Калиниот. Пыльца сорта Калиниот была нами обработана рентгеновскими лучами в дозах 100 и 300 Гр.
Зародыши полученных в результате гибридизации семян помещали в культуру in vitro на модифицированную питательную среду Уайта.
Результаты и обсуждение
Известно, что семена маслины в зависимости от сорта, формы и т.д. обычно прорастают 2-3 года, а в связи с тем, что в большинстве своем это очень сложные гибриды, селекционная работа с ними весьма затруднительна. Например, форма 14/31 - это межсортовой гибрид Кореджоло х Асколано, 11/37 - это гибрид сортов Мелколистная х Тифлисская, 6/8 - гибрид Мелколистая х Никитская, и т.д.
Нами в результате изучения 15 сортов и 64 гибридов были отобраны рано созревающие, урожайные межсортовые гибриды, перспективные для дальнейшей селекции: 5/4, 5/6, 5/8, 5/10, 5/12, 6/6, 6/8, 6/9 (Мелколистная х Никитская) 14/17, 14/19 (Кореджоло х Асколано) 15/23 (Кореджоло х Никитская) и 1/31 (сеянец Кореджоло). С учетом полезных признаков и на основании анализа зрелой пыльцы также были отобраны сорта и формы для использования их в качестве отцовских (Никитская, Асколано, Крымская Превосходная и др). Полученные гибридные семена были включены в дальнейшую работу. Поскольку, согласно классификации М.Г. Николаевой [5, 6], семена O. europaea обладают экзогенным и эндогенным органическим покоем, для ускорения
прорастания семян маслины некоторые авторы предлагали обработку их калием, каустической содой, серной кислотой, гашеной известью [3] или надкалывание косточки и удаление каменистой оболочки [7].
Для более быстрого получения гибридного потомства мы сочетали методы гибридизации, скарификации семян и культуры in vitro изолированных зародышей, что позволило получать проростки в 4-5 раз быстрее, чем при обычном посеве [9, 10]. Полученные гибридные семена освобождали от твердой оболочки, помещали в стерильные чашки Петри на вату и фильтровальную бумагу, смоченные стерильной водой, и содержали в термостате при температуре +25°С в течение 36 часов. За это время семена набухали, что позволяло вычленить из них зародыши неповрежденными. Затем зародыши помещали на питательную среду, и примерно через 2,5-3 месяца из них развивались проростки с двумя парами настоящих листьев, которые высаживали в горшки с землей для адаптации и дальнейшего роста и развития (рис.1).
Рис. 1. Проростки маслины, развившиеся в культуре изолированных зародышей
Следует заметить, что большей частью развитие шло обычным путем, когда начинали активно расти осевые органы, образовывались корни, раскрывались семядоли, затем развивались настоящие листья (рис. 1). Но бывали отдельные случаи, когда сначала появлялся каллус, а затем из него развивались проростки (рис. 2).
i
У
Позднее другими исследователями также проводились работы по применению метода культуры in vitro для размножения маслины, в результате которых в культуре изолированных зародышей и сегментов семядолей были получены растения. Наряду с этим были проведены эксперименты по выделению протопластов из листьев и семядолей маслины и их культивированию и показано, что изолированные зародыши маслины при проращивании в культуре не нуждаются в покое [14-18].
Всего с помощью эмбриокультуры нами получено более 500 растений. Часть из них в процессе адаптации погибла, но многие сохранились и в настоящее время уже плодоносят.
Некоторые из них обладают комплексом ценных признаков, таких как раннее вступление в плодоношение, высокая урожайность, крупные размеры плода и др., что позволяет рекомендовать их для использования в дальнейшей селекции. Наибольший интерес представляют 73 дерева 17
Рис. 2. Проростки маслины, развившиеся из каллуса в культуре изолированных зародышей
комбинаций скрещивания, особенно с применением в качестве отцовской формы сортов Крымская Превосходная, Никитская и Калиниот (100 и 300 Гр.).
На основании многолетних наблюдений и описаний, в соответствии с методическими рекомендациями, разработанными в НБС [11], нами выделены 9 перспективных, рано созревающих и урожайных сортообразцов для передачи их в Госсортоиспытание. Это форма Т-С 1/5 [4] с участием сорта Никитская-2 и гибрида Мелколистная х Тифлисская), а также формы Т-С 2/16, Т-С 2/17, Т-С 2/18, Т-С 2/19) с участием гибрида Кореджоло х Асколано и сорта Никитская. Эти сортообразцы отличаются довольно крупными плодами и средней урожайностью (3-4 балла). Кроме того, весьма перспективными являются гибридные формы с оценкой урожайности в 5 баллов: Т-С 1/21, Т-С 2/14, Т-С 2/7 и Т-С 4/9, которые были получены с участием гибридов Мелколистная х Никитская, Мелколистная х Тифлисская, Кореджоло х Асколано и сортов Крымская Превосходная, Никитская-2 и Калиниот. Так, сортообразец Т-С 1/21 имеет плоды длиной до 22 мм и весом до 2,6 г, созревает во II-III декадах ноября. Сортообразцы Т-С 2/14 и Т-С 4/9 созревают в III декаде октября, плоды их длиной до 20 мм и весом до 2,5 г. Особенно выделяется сортообразец Т-С 2/7, полученный с применением для опыления облученной пыльцы сорта Калиниот (300 Гр). Урожайность у данного образца несколько ниже, чем у выше указанных форм, но полное созревание плодов его наблюдается в III декаде октября, плоды крупные, длиной до 27 мм и весом до 4,5 г. Следует также отметить, все 9 сортообразцов отличаются регулярным плодоношением и хорошими вкусовыми качествами плодов.
Выводы
Таким образом, результаты наших исследований позволяют заключить следующее: 1. сочетание методов внутривидовой гибридизации, скарификации семян и культуры in vitro изолированных зародышей значительно ускоряет получение гибридного потомства маслины и может широко использоваться в селекционной работе; 2. особенности роста, развития и плодоношения маслины свидетельствуют о больших адаптивных возможностях O. europaea и об ее успешной акклиматизации на Южном берегу Крыма как следствии микроэволюционного отбора в течение многовековой культуры.
Список литературы
1. Арендт Н.К. К вопросам биологии цветения и плодоношения маслины. // Труды Гос. Никит. ботан. сада. - 1934. - Вып. 2. - С.119-190.
2. Жизнь растений. - М.: Просвещение, 1981. - Т. 5, Ч. 2. - С. 371-375.
3. Мириманян Р.А. Ускоренное прорастание семян маслины // Субтроп. культ. - 1936. - № 10.
- С. 82-83.
4. Мязина Л.Ф. Генофонд и селекционный потенциал маслины в Никитском ботаническом саду // Труды Никит. ботан. сада. - 2004. - Т. 122. - С. 122-125.
5. Николаева М.Г. Физиология глубокого покоя семян. - Л.: Наука. 1967. - 207 с.
6. Николаева М.Г. Некоторые итоги изучения покоя семян // Ботан. журн. - 1977. - Т. 62, № 9.
- С. 1350-1368.
7. Озеров Г.В. Эффективность различных способов для ускорения прорастания семян маслины // Докл. АН СССР. - 1949. - Т. 66, № 6. - С. 1195-1197.
8. Ржевкин А.А Культура маслины в СССР. - М.: Изд-во МСХ СССР, 1947. - 62 с.
9. Шевченко С.В. Культура in vitro зародышей и пыльников маслины и возможности ускорения процесса ее селекции // Генетические основы селекции растений и животных на Украине.
- К.: Наукова думка, 1982. - С. 87-88.
10. Шевченко С.В. Особенности половой репродукции Olea europaea L. в условиях Южного берега Крыма // Тез. докл. IX Всесоюзн. совещ. по семеновед. интродуцентов. - К.: Наукова думка, 1992. - С. 235.
11. Шолохова В.А. Первичное сортоизучение маслины (методические рекомендации). - Ялта, 1973. - 27 с.
12. Аномалии цветка Olea europaea L. // Бюл. Гос. Никит. ботан. сада. - 1988. - Вып. 66. - С.
41-44.
13. Шолохова В.А. Маслина // Орехоплодные и субтропические плодовые культуры. -Симферополь: Таврия, 1990. - С. 69-93.
14. Canas Luis A. In vitro culture of the ovule tree (Olea europaea L.): present aspects and prospects // Bull. Soc. Bot. Fr. Lett. Bot. - 1988. - V. 135, N 3. - P. 362-377.
15. Canas Luis A., Benbadis A. In vitro plant regeneration from cotyledon fragments of the olive tree (Olea europaea L.) // Plant Sci. - 1988. - V. 54, N 1. - P. 65-71.
16. Canas Luis A., Carramolino L., Vicente M. Vegetative propagation of the olive tree from in vitro cultured embryos // Plant Sci. - 1987. - V. 50, N 1. - P. 85-90.
17. Canas Luis A., Wissmann A. M., Benbadis A. Isolation, culture and devision of ovule protoplast (Olea europaea L.) // Plant AU Rep. - 1987. - V. 6, N 5. - P. 369-371.
18. Lagarda A., Martin G.C., Polito V.S. Anatomical and morphological development of «Mansanilo» olive seed in relation to germination // Proc. Indian Acad. Sci. Plant Sci. - 1988. - V. 108, N 5. - P. 741-743.
19. Uria K. Periods of Pestil Abortion in the development of the Olive flower // Proc. Amer. Soc. Horticult. Sci. - 1959. - V. 73. - P. 194-202.
Рекомендовано к печати д.б.н., проф. Митрофановой О.В.
БЮТЕХНОЛОГ1ЧШ АСПЕКТИ ОЗДОРОВЛЕННЯ КАРТОПЛ1
А.А. БОНДАРЧУК, кандидат алъсъкогосподарсъких наук;
Т.М. ОЛ1ЙНИК, кандидат сыъсъкогосподарсъких наук 1нститут картоплярства УААН, смт Немшаеве, Кшвська обл.
Вступ
На думку багатьох вчених [1-5], вiруснi хвороби вщграють основну роль у зниженш продуктивних якостей картопль Бульба здатна накопичувати i передавати вiрусну шфекщю i3 репродукцп в репродукщю. Поряд з цим вiруснi хвороби мають високу шфекцшнють. Все це призводить до того, що багато сор^в, а особливо не стшю, вражеш тими чи шшими вiрусами повшстю. В бшьшост випадюв шфекщя мае комплексний характер, тобто рослина мютить змшану шфекщю кшькох вiрусiв. При цьому ix шкодочиншсть ще бшьше зростае, це призводить до суттевих змш процешв росту i розвитку картопл^ зниження еколопчно].' адаптаци генотитв, зниження врожайност та в кшцевому результат - до надмiрного виродження [2]. Тому подовжити строк збереження продуктивних якостей сорту можна завдяки створенню та впровадженню у виробництво оздоровленого садивного матерiалу. Враховуючи те, що матерiал картоплi тривалий час репродукуеться в польових умовах без застосування засобiв захисту вiд переносниюв шфекцл, ймовiрнiсть його iнфiкування надзвичайно висока, тому метою наших дослщжень було пiдвищення ефективностi оздоровлення насшневого матерiалу картоплi з використанням рiзниx методiв.
Об'екти та методи дослщження
В дослiдження з оздоровлення насшневого матерiалу картоплi були залученi 3 сорти картоплi селекцп 1нституту картоплярства: Повшь, Левада та Билина. Лабораторш дослiдження проводили згiдно з прийнятими методиками [3, 4], статистичний аналiз - Microsoft Exsel. Контроль за наявнютю вiрусiв у рослинах проводили методом iмуноферментного аналiзу (1ФА).
Термотератю бульб проводили при температурi 37-380С, проте тривалiсть прогрiвання для кожного сорту була рiзна. Перiод про^вання у сортiв Левада та Повшь становив 3 тижш, у сорту Билина - 5 тижшв. Тривалють прогрiвання бульб залежала вiд швидкост пробудження вiчок.
Видiлення меристем проводили асептично iз апекса паросткiв конуса наростання з одним або двома листковими примордiями. Меристему видiляли у ламшар-бокс HF45 пiд бiнокуляром SZM 4512 з 30-разовим збiльшенням та масштабною сггкою. Кiлькiсть видiлениx меристем для кожного варiанту становила 50 штук. Культивування меристем проводили в ктматичнш кiмнатi при температурi +24-25°С, вiдноснiй вологостi 70-80%, 16-годинному фотоперiодi та iнтенсивностi освiтлення 5-6 клк. Хiмiотерапiю застосовували з 2-го пасажу культивування меристем. В якоси антивiрусниx сполук дослiджували ефективнiсть дii амшсину, ацикловiру та РНК-ази. Препарати додавали стерильно до верхнього шару основного живильного середовища: амшсин (0,1%); ацикловiр (0,01%) та РНК-аза. В процеш культивування спостерiгали за приживленням меристем, регенеращею та ефективнiстю оздоровлення.
