CC BY
31
@@@@@@@@@@@@ Биология
########################################
КЛОНАЛЬНОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ КАРТОФЕЛЯ IN VITRO КАК ОСНОВА ПОЛУЧЕНИЯ ОЗДОРОВЛЕННОГО ПОСАДОЧНОГО МАТЕРИАЛА В РЕСПУБЛИКЕ МОРДОВИЯ
A. С. ЛУКАТКИН, доктор биологических наук,
B. В. КАДАКИН, министр образования Республики Мордовия,
B. С. КУКУШКИН, директор Темниковского ПУ-1,
C. А. ЧИГРИНА, аспирант
Картофель относится к ведущим кормовым и продовольственным культурам в России, и его выращивание — одно из основных в сельскохозяйственном производстве Республики Мордовия. Как вегетативно размножаемая культура картофель подвержен вирусным, вироидным, грибным и микоплаз-менным заболеваниям. Почти все инфекции, приобретенные растением в течение вегетации, передаются его клубневому потомству, и в случае нескольких последовательных репродукций зараженность быстро растет. Производственные посадки картофеля заражены практически полностью, так как на растениях питаются разнообразные виды насекомых (тли, клопы, бе-локрылки и др.) — переносчики инфекций. Это приводит к значительному (40 % и более) снижению урожая и товарного качества клубней [3, 4]. Борьба с переносчиками, выбраковка больных растений в поле и о1"бор семенного материала не решают проблемы, так как в течение нескольких поколений картофеля вирусы могут сохраняться, оставаясь в бессимптомном состоянии [1 ]. Потери при хранении зараженного материала составляют до 30 — 40 %, при этом
резко снижаются качество клубней,
©
содержание крахмала, витаминов, белка [2, 3].
В первичном семеноводстве картофеля наряду с важностью подбора сорта не меньшее значение имеет качество исходного материала. Только сочетание этих условий позволяет реализовать потенциальные возможности сорта. В последние десятилетия во всем мире, включая развивающиеся страны, посадочный материал картофеля полностью получают биотехнологическими методами [6, 7 ]. Благодаря этому в странах Западной Европы и Америки, согласно публикуемым данным, при имеющихся технологиях урожаи картофеля достигают 50 т/га [5]. В России этот потенциал используется лишь на 30 — 40 %. Например, урожаи картофеля в хозяйствах Мордовии не превышают 20 т/га. Закупки высококачественного семенного материала за ее пределами экономически невыгодны в связи с его высокой стоимостью либо низкой устойчивостью к патогенам. В то же время участились случаи фальсификации семенного материала, когда под видом супер-суперэлиты продается картофель, не отвечающий необходимым требованиям и не районированный для республики. Таким образом, необходимо развитие системы безвирусного се-
A. С. Лукаткин, В. В. Кадакин,
B. С. Кукушкин, С. А. Чигрина, 2000
меноводства с использованием высокоурожайных сортов отечественной селекции.
В России в начале 80-х годов было разработано несколько способов получения и размножения оздоровленного посадочного материала картофеля [1, 3 ]. При использовании этих технологий возможно круглогодичное получение и сохранение оздоровленного посадочного материала, абсолютное соблюдение сортности, повышение качества семенного материала.
В 1999 году на базе биологического факультета Мордовского университета и Министерства образования РМ была начата разработка применительно к Республике Мордовия технологии получения супер-супер-суперэлитного (СССЭ) посадочного материала на основе использования безвирусных, СВО7 бодных от грибковых и бактериальных заболеваний растений-регенерантов картофеля. Материалом для работы служили оздоровленные методом культуры апикальных меристем во ВНИИ картофельного хозяйства растения-ре-генеранты сортов Жуковский ранний, Невский (среднеранний) и Никулинский (среднепоздний). В работе использованы биотехнологические подходы, которые можно объединить в следующие основные методы и приемы: 1) получение in vitro безвирусных ра-стений-регенерантов картофеля методом культуры апикальных меристем; 2) масштабирование оздоровленных растений-регенерантов, включая депонирование сортообразцов in vilro; 3) индукция в асептических условиях in vitro микроклубнеобразова-ния на растениях-регенерантах картофеля; 4) получение миниклубней СССЭ выращиванием размноженных растений-регенерантов или микроклубней в закрытом грунте; 5) посадка микро- и миниклубней в открытый грунт для получения супер-суперэли-ты; 6) сравнение продуктивных характеристик оздоровленного посадочного материала и обычного сортового картофеля в мелкоделяночных полевых опытах.
В ходе реализации поставленной це-
ли была проведена работа по оптимизации условий культивирования (состав питательных сред, концентрация витаминов и экзогенных регуляторов роста, источники углеводов и их концентрация, освещенность и температурный режим) при клональном размножении оздоровленных растений-регенерантов картофеля in vitro. Исследовано влияние сортовых особенностей, возраста и типа экспланта исходного пробирочного растения на интенсивность роста побегов, ризогенез и коэффициент размножения, а также на микро- и миниклубнеобразование. Изучено влияние экзогенных факторов (качественного и количественного состава углеводов, регуляторов роста ци-токднинового типа действия, температуры и др.) на индукцию микро- и миниклубнеобразования. Подобраны оптимальные условия акклиматизации растений-регенерантов при высадке в закрытый грунт (качественный и количественный состав почвы, освещенность, возраст пробирочного растения, влияние регуляторов роста ауксинового тица и др.).
На основе проведенных исследований было сделано заключение, что метод клонального размножения оздоровленных растений картофеля in vitro может быть успешно использован для массового и быстрого увеличения количества пробирочных растений, что позволяет быстро подготовить необходимый посадочный материал. В наших опытах коэффициент размножения растений картофеля варьировал в зависимости от ряда факторов (физиологических и экологических) от 5,2 до 7,4. Однако на эту величину оказывают влияние условия внешней среды: высокие или низкие температуры, низкая освещенность и другие факторы существенно замедляют рост и развитие ре-генерантов, что необходимо учитывать при постановке работы, особенно в летние и зимние месяцы.
Посредством клонального размножения нами в 1999 году было получено более 1500 оздоровленных пробирочных растений сорта Невский. Часть из них была использована для поддержа-
ло
ния растущей культуры, часть пошла на эксперименты по акклиматизации растений к почвенным условиям, остальные использованы для получения микроклубней в условиях in vitro и ми-никлубней — in vivo (в теплице Ботанического сада МГУ им. Н. П. Огарева). При этом было высажено в грунт более 600 пробирочных растений, которые прижились практически полностью и в последующем образовали ми-никлубни СССЭ. Это связано с удачной комбинацией физико-химических параметров при выращивании растений: невысокой температурой, низкой влажностью почвы и высокой — воздуха. В то же время условия освещения не соответствовали поставленной задаче, что привело к сравнительно низкой продуктивности растений в теплице.
В мелкодсляночном опыте, проведенном на территории Республикан-
ской станции юннатов, в качестве посадочного материала использовали клубни картофеля СССЭ сорта Невский. Оздоровленный посадочный материал показал свои преимущества перед обычным картофелем того же сорта: отсутствие видимых проявлений болезней, более длительный период жизни (без отмирания ботвы и растений в целом), здоровые клубни, полученные от него, более высокая урожайность (23,1 т/га против 14,0 т/га в контроле).
В результате проведенных опытов можно сделать вывод о перспективности выращивания оздоровленных пробирочных растений картофеля в условиях открытого и закрытого грунта. Продолжается работа по оптимизации культивирования пробирочных растений и получаемых на их основе микроклубней.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Мелик-Саркисов О. С., Овчинникова В. Н., Ульянов Р. П. Получение безвирусного посадочного материала картофеля микроклубнями, индуцированными в культуре in
vitro / ВАСХНИЛ. М., 1985. 16 с.
2. Трофимсц Л. Н„ Остапенко Д. П., Бойко В. В. и др. Оздоровление и ускоренное размножение семеннош картофеля / ВАСХНИЛ. М.,
1985. 35 с.
3. Трофимсц Л. Н., Остапенко Д. П., Ата-бсков Н. Г. и др. Биотехнологические методы получения и оценки оздоровленного картофеля. М.: Агропромиздат, 1988. 38 с.
4. Шмыгля В. А., Лодочкин П. И. Оздоров-
Поступила 13.02.2000.
леиие картофеля, пораженного вирусами: Учеб.-мстод. пособие / ТСХА. М., 1983. 32 с.
5. Ahloowalia В. S. Production and performance of potato minitubers // Euphytica. 1994. Vol. 75, № 3. P. 163 — 172.
6. Estrada R., Tovar P., Dodds J. H. Induction of in vitro tubers in a broad range of potato genotypes // Plant Cell Tissue, Organ Cult. 1986. Vol. 7, № 1. P. 3 — 10.
7. Tovar P., Estrada R., Schildc-Rcntsch-ler L., Dodds J. H. Induction and use of in vitro potato tuber // Circular Intern, potato center. 1985. Vol. 13, № 4. P. 1 — 5.
ВОЗБУДИТЕЛИ КРИПТОСПОРИДИОЗА ЖИВОТНЫХ
Е. В. КОЛМЫКОВА, старший преподаватель, В. А. ВАСИЛЬЕВА, доктор ветеринарных наук, Е. Н. СКОВОРОДИН, доктор ветеринарных наук
Возбудители криптоспоридиоза — 1910 в последние десятилетия привле-кокцидии рода Cryptosporidium Tyzzer кают к себе особое внимание, являясь
© Е. В. Колмыкова, В. А. Васильева, Е. Н. Сковородин, 2000
