CC BY
26
Гаевая Э.А., Кисс Н.Н.; заявит. и патентообл. ГНУ Донской НИИСХ Россельхозакадемии; № 2012110082/05; заявл. 15.03.2012; опубл. 10.08.2012. Бюл. № 22.
10. Пат. РФ № 2485752. МПК A01C 21/00 (2006.01). Способ разложения растительных остатков / Лабын-цев А.В., Целуйко О.А.; заявит. и патентообл. ГНУ Донской НИИСХ Россельхозакадемии; № 2011144319/134; заявл. 01.11.2011; опубл. 27.06.2013. Бюл. № 18.
11. Пат. РФ № 2517859. МПК A01B 13/16 (2006.01). A01B 33/02 (2006.01). Устройство для внутрипочвенного роторного фрезерования с принудительной очисткой механического привода и его режущего органа от грунта / Калиниченко В.П., Зинченко В.Е., Шаршак В.К., Илларионов В.В., Ладан Е.П., Генев Е.Д., Черненко В.В., Лохманова О.И., Лемешко М.А., Козлов В.Б.; заявит. и патентообл. Учреждение Институт плодородия почв юга России, ГНУ Донской НИИСХ Россельхозакадемии; № 2012145653/13; заявл. 25.10.2012; опубл. 10.06.2014. Бюл. № 16.
12. Пат. РФ № 2612210. МПК C05F 11/02 (2006.01). C05C 11/00 (2006.01). Способ получения жидкого гуми-нового препарата / Безуглова О.С., Полиенко Е.А., Го-ровцов А.В., Лыхман В.А.; заявит. и патентообл. ФГБНУ «ДЗНИИСХ», ООО «БИО-ДОН»; № 2016104553; заявл. 10.02.2016; опубл. 03.03.2017. Бюл. № 7.
13. Пат. РФ № 2676000. МПК А0Ю 7/00 (2006.01). А01Н 1/04 (2006.01). Способ отбора растений пшеницы с высокой продуктивностью / Козлечков Г.А., Пасько С.В., Романов Б.В.; заявит. и патентообл. ФГБНУ ФРАНЦ; № 2017137096; заявл. 20.10.2017; опубл. 25.12.2018. Бюл. № 36.
14. Пат. РФ № 2716576. МПК А0Ю 7/00 (2006.01). Способ определения массы корневой системы пшеницы / Зинченко ВЕ., Гаевая Э.А., Нежинская Е.Н., Ильинская И.Н., Тарадин С.А., Мищенко А.В.; заявит. и патентообл. ФГБНУ ФРАНЦ; № 2018144830; завл. 17.12.2018; опубл. 13.03.2020. Бюл. № 8.
15. Пат. РФ № 2723521 С1. МПК А01Н 1/04 (2006.01). Способ получения гомолога мягкой пшеницы / Рманов Б.В., Козлечков Г.А., Пасько С.В.; заявит. и патентообл. ФГБНУ ФРАНЦ; № 2019125538; заявл. 12.08.2019; опубл. 11.06.2020. Бюл. № 17.
16. Пат. на изобретение RU 2728391. МПК C05F 3/00 (2006.01). C05F 11/08 (2006.01). Способ получения комбинированного бактериально-гуминового препарата для разложения пожнивных остатков / Горовцов А.В., Безуглова О.С., Полиенко Е.А., Наими О.И., Лыхман В.А.; заявит. и патентообл. ФГБНУ ФРАНЦ; № 2019128465; заявл. 10.09.2019; опубл. 29.07.2020. Бюл. № 22.
Оксана Анатольевна Целуйко, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, ученый секретарь, старший научный сотрудник. ФГБНУ «Федеральный Ростовский аграрный научный центр». Россия, 346735, Ростовская область, Аксайский р-н, пос. Рассвет, ул. Институтская, 1, o.tseluyko@yandex.ru
Валентина Борисовна Тутарова, патентовед. ФГБНУ «Федеральный Ростовский аграрный научный центр». Россия, 346735, Ростовская область, Аксайский р-н, пос. Рассвет, ул. Институтская, 1, dzni@mail.ru
Артём Владимирович Гринько, кандидат сельскохозяйственных наук, заместитель директора по научной работе. ФГБНУ «Федеральный Ростовский аграрный научный центр». Россия, 346735, Ростовская область, Аксайский р-н, пос. Рассвет, ул. Институтская, 1, dzni@mail.ru
Галина Александровна Бахматова, старший научный сотрудник. ФГБНУ «Федеральный Ростовский аграрный научный центр». Россия, 346735, Ростовская область, Аксайский р-н, пос. Рассвет, ул. Институтская, 1, bg-fond@mail.ru
Oksana A. Tseluyko, Candidate of Agriculture, Associate Professor, Scientific Secretary, senior researcher. Federal Rostov Agrarian Research Center. 1, Institutskaya St., p. Rassvet, Aksai district, Rostov region, 346735, Russia, o.tseluyko@yandex.ru
Valentina B. Tutarova, patent specialist. Federal Rostov Agrarian Research Center. 1, Institutskaya St., p. Rassvet, Aksai district, Rostov region, 346735, Russia, dzni@mail.ru
Artyom V. Grinko, Candidate of Agriculture, director. Federal Rostov Agrarian Research Center. 1, Institutskaya St., p. Rassvet, Aksai district, Rostov region, 346735, Russia, dzni@mail.ru
Galina A. Bakhmatova, senior researcher. Federal Rostov Agrarian Research Center. 1, Institutskaya St., p. Rassvet, Aksai district, Rostov region, 346735, Russia, bg-fond@mail.ru
-♦-
Научная статья
УДК 635.21:631.531.02:573.6
doi: 10.37670/2073-0853-2021-92-6-85-91
Оптимизация освещения микрорастений картофеля in vitro с использованием светодиодных источников
Алексей Львович Бакунов, Надежда Николаевна Дмитриева, Алексей Викторович Милёхин, Сергей Леонидович Рубцов
Самарский федеральный исследовательский центр РАН, Самарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства имени Н.М. Тулайкова
Аннотация. Цель исследований - изучить морфологические параметры оздоровлённых меристемных микрорастений картофеля in vitro при использовании в качестве источников освещения светодиодов с различными характеристиками и идентифицировать источники освещения, способствующие максимально эффективному росту и развитию микрорастений. Исследования проводились в апреле - мае 2021 г Объектом исследований являлись меристемные микрорастения картофеля сортов Розара, Ароза и Ривьера.
При выращивании меристемных микрорастений картофеля в культуре in vitro выявлен положительный эффект светодиодных источников освещения. Максимально развитые регенераты с высоким количеством междоузлий получены при использовании светодиодных ламп Uniel A60 10W, Uniel A60 16 W, Т8-фито и Эра-фито. В среднем после 30 суток культивирования максимальной длиной характеризовались регенераты, выращиваемые при освещении лампами Т8-фито и Эра-фито, которые характеризуются наиболее высоким уровнем фотосинтетического фотонного потока 21,8 мкмоль/с и 32,4 мкмоль/с соответственно и длиной волны 450-650 нм. Показано, что условия освещения оказывали максимальное влияние на рост регенерантов картофеля в период с 10-х по 30-е сутки культивирования. Выявлена различная реакция сортов на изменение условий освещения.
Ключевые слова: картофель, биотехнология, оригинальное семеноводство, меристемные растения, искусственное освещение, морфологические признаки, источники освещения, светодиоды.
Для цитирования: Оптимизация освещения микрорастений картофеля in vitro с использованием светодиодных источников / А.Л. Бакунов, Н.Н. Дмитриева, А.В. Милехин [и др.] // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2021. №° 6 (92). С. 85 - 91. doi: 10.37670/2073-0853-2021-92-6-85-91.
Original article
Optimization of lighting of micro-plants of potatoes in vitro using LED sources
Alexey L. Bakunov, Nadezhda N. Dmitrieva,
Alexey V. Milekhin, Sergey L. Rubtsov
Samara Federal Research Scientific Center RAS, Samara Scientific Research Agricultural Institute named
after N.M. Tulaykov
Abstract. The purpose of the research: to study the morphological parameters of healthy meristemic potato micro-plants in vitro when using LEDs with different characteristics as lighting sources and to identify lighting sources that contribute to the most effective growth and development of micro-plants. The research was carried out during April-May 2021. The object of research was meristemic micro-plants of potato varieties Rosara, Arosa and Riviera. When growing meristem micro-plants of potatoes in culture in vitro, a positive effect of LED lighting sources was revealed. The most developed regenerants with a high number of internodes were obtained using Uniel A60 10W, Uniel A60 16W, T8-phyto and Era-phyto LED lamps. On average, regenerants grown under T8-phyto and Era-phyto lamps, which are characterized by the highest level of photosynthetic photon flux of 21.8 mmol/s and 32.4 mmol/s, respectively, and a wavelength of 450-650 nm, were characterized by the maximum length of the three studied varieties after 30 days of cultivation. It is shown that the lighting conditions had the maximum effect on the growth of potato regenerants in the period from 10 to 30 days of cultivation. A different reaction of varieties to changes in lighting conditions was revealed.
Keywords: potatoes, biotechnology, original seed production, meristemic plants, morphological features, artificial lighting, lighting sources, LED.
For citation: Optimization of lighting of potatoes micro-plants in vitro using LED sources / A.L. Bakunov, N.N. Dmitrieva, A.V. Milekhin et al. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2021; 92(6): 85 - 91. (In Russ.). doi: 10.37670/2073-0853-2021-92-6-85-91.
Размножение оздоровлённых меристемных растений в культуре in vitro является первым и наиболее важным этапом процесса семеноводства картофеля [1]. При этом регенеранты культивируются в условиях искусственного освещения, и, следовательно, источники света и их физические характеристики играют определяющую роль в оригинальном семеноводстве картофеля. В контролируемых условиях среды возможно изменение параметров освещения и создание оптимального светового режима. Это позволяет существенно повышать эффективность выращивания растений и снижать затраты на первом этапе семеноводства [2]. Для получения качественного семенного материала необходимо изучение влияния характеристик искусственного освещения на рост и развитие растений [3]. Спектральное качество, интенсивность и продолжительность дополнительного освещения могут стать важным фактором оптимизации роста в контролируемых условиях [4]. Свет различного спектра регулирует ростовые процессы в растениях картофеля [5, 6].
Обогащение спектра красной областью приводило к увеличению площади листовой поверхности [7]. Сочетание красных и синих светодиодов способствовало росту и развитию регенерантов картофеля [8]. Лучи синего и фиолетового спектра с длиной волны 490 - 380 нм непосредственно участвуют в фотосинтезе, стимулируют образование белков и обеспечивают скорость развития растения. Интенсивность освещения напрямую влияет на количество образованных ассимилятов, биомассу растения и на интенсивность поглощения растением углекислого газа [9].
При выращивании регенерантов картофеля в культуре in vitro источниками света чаще всего служат люминесцентные или натриевые лампы. Однако это связано со значительными энергозатратами и ограниченными спектральными возможностями указанных источников света. Таким образом, высокую актуальность приобретает вопрос оптимизации и повышения эффективности процесса производства растений картофеля in vitro с целью снижения себестои-
мости семенного картофеля. Изучение влияния качества света на рост и развитие регенерантов картофеля является важным фактором для подбора оптимального режима освещения [10]. Одним из подходов к решению этой проблемы может быть использование в качестве источников света низкоэнергетических светодиодов. Светодиоды могут применяться как в качестве дополнительных облучателей, так и полностью заменять традиционные источники освещения при выращивании растений [11]. При этом тип светильника оказывает достоверное значимое влияние на проявление морфологических признаков растений-регенерантов картофеля в культуре in vitro с проявлением существенных сортовых различий [12]. Исследованиями выявлено положительное влияние фитосветодиодных ламп на рост развитие меристемных растений картофеля сортов Ред Скарлетт, Чароит, Елизавета [13], Ро-зара [14]. Светодиоды являются перспективным направлением в выращивании растений, так как дают возможность регулировать спектр светового потока и характеризуются высокой светоотдачей, длительностью рабочего ресурса. Главная задача при производстве оздоровлённых растений картофеля - это увеличение коэффициента размножения и скорости отрастания после черенкования, поэтому необходимость оптимизации условий выращивания in vitro стоит достаточно остро [15].
Цель исследования: изучить морфологические параметры оздоровлённых меристемных микрорастений картофеля in vitro при использовании в качестве источников освещения светодиодов с различными характеристиками и идентифицировать источники освещения, способствующие максимально эффективному росту и развитию микрорастений.
Материал и методы. Исследования проведены в апреле - мае 2021 г. в лаборатории биотехнологии сельскохозяйственных растений Самарского научно-исследовательского института сельского хозяйства имени Н.М. Тулайкова.
Объектом исследований являлись меристем-ные растения картофеля сортов Розара, Ароза и Ривьера. Количество растений в каждом из вариантов опыта исследований - 20. Экспланты помещали в химические пробирки, содержащие 4 мл питательной среды Мурасиге-Скуга, и культивировали в течение 30 сут. с использованием различных источников искусственного освещения при длительности светового периода 16 час., температуре воздуха 22 - 24 °С и относительной влажности воздуха 70 - 75 %. Через 10, 20 и 30 сут. культивирования проводили измерения биометрических показателей регенерантов - длина растения и количество междоузлий. Анализ количественных характеристик проводили с использованием двухфакторного дисперсионного анализа.
Варианты опыта: I - светодиодная лента Uniel для растений, преимущественно фиолетовый спектр (X = 460 нм), фотосинтетический фотонный поток 16 мкмоль/с; II - светодиодная лампа для растений Uniel А60, 9W, X = 440 - 650 нм, фотосинтетический фотонный поток 9 мкмоль/с; III - светодиодная лампа для растений Uniel Е27, 16W, X = 440 - 650 нм, фотосинтетический фотонный поток 18 мкмоль/с; IV - светодиодная лампа для растений Uniel А60, 10W, X = 440 - 650 нм, фотосинтетический фотонный поток 13 мкмоль/с; V - светодиодная лампа Т8-фито, 18W, X = 450 - 650 нм, фотосинтетический фотонный поток 21,87 мкмоль/с; VI - светодиодная лампа Эра FITO, 18W, X = 450 - 650 нм, фотосинтетический фотонный поток 32,4 мкмоль/с; контроль - люминисцентная лампа OSRAM
Результаты исследования. Выявлена высокая степень различия морфологических параметров меристемных растений картофеля как между различными вариантами исследований, так и между генотипами растений. При этом показана явно выраженная зависимость степени влияния различных видов освещения на рост и развитие меристемных растений от длительности экспонирования регенерантов.
Так, на 10-е сут. выращивания существенное превышение контроля по длине регенерантов в среднем по трём сортам установлено лишь в варианте с освещением светодиодной лампой Т8-фито. При этом растения сорта Ароза достоверно превысили контрольный вариант при освещении лампой Uniel А60, длина растений сорта Ривьера достоверно превосходила контроль при освещении лампами Т8-фито и Эра-фито. Длина меристемных растений сорта Розара во всех вариантах исследований была на уровне контроля (табл. 1).
Вклад различных источников освещения в общую изменчивость признака длины регене-рантов на 10-е сут. экспонирования составлял лишь 7,7 %. Взаимодействием генотипа и среды было обусловлено 5,5 %, в то время как вклад генотипа был 86,8 %.
Количество междоузлий на одно меристемное растение является важным морфологическим показателем, обеспечивающим коэффициент размножения оригинального семенного материала картофеля. Существенного влияния источников освещения на количество междоузлий на 10-е сутки экспонирования практически не было выявлено. Лишь в вариантах с освещением лампами А60 10W и Т8-фито у регенерантов сорта Ароза установлено существенное превышение контрольного варианта по этому признаку (табл. 2).
Изменчивость количества междоузлий в этот период выращивания была обусловлена преимущественно генотипическими факторами (83,2 %). Вклад источников освещения в общую
вариабельность этого параметра составил 7,6 %, а взаимодействием факторов было обусловлено 9,2 % изменчивости признака.
На 20-е сут. экспонирования регенерантов картофеля отмечено существенное увеличение влияния освещения на их рост и развитие. Так, вклад различных видов освещения в изменчивость длины растения увеличился практически в два раза и составил 14,8 %. На долю генотипов приходилось 78,4 % общей вариабельности признака, а взаимодействием генотипа и среды было обусловлено 6,8 %. Длина меристемных растений в среднем по трём сортам существенно превышала контроль в четырёх вариантах из шести. При использовании в качестве источников освещения светодиодной ленты ише1 и светодиодной лампы ише! А60, 16W показатели длины регенерантов
были на уровне контрольного варианта (табл. 3).
Вклад средовых и генотипических факторов в варьирование количества междоузлий на 20-е сут. экспонирования практически не изменился. Генотипическими факторами было обусловлено 83,5 % изменчивости этого признака, факторами освещения - 6,7 %, а их взаимодействием - 9,8 %. Однако в четырёх вариантах опыта в среднем по трём сортам установлено достоверное увеличение количества междоузлий на одно микрорастение в сравнении с контролем (табл. 4).
После 30 сут. экспонирования микрорастений установлено, что их средняя длина по трём сортам, а также длина регенерантов сортов Ароза и Ривьера существенно превосходили контроль в пяти вариантах эксперимента, за исключением использования светодиодной лен-
1. Длина меристемных растений картофеля при различных источниках освещения
на 10-е сут. выращивания
Сорт Длина растений при различных источниках освещения по вариантам, см
контроль I II III IV V VI среднее по фактору А (генотип)
Ше1, лента Ше1 А60, 9W Ше1 А60, 16W Ше1 А60, 10W Т8-фито Эра-фито
Ароза 1,825 1,965 1,700 1,460 2,225* 2,125 1,950 1,893
Розара 1,250 1,065 0,920 1,015 1,150 1,425 1,155 1,140
Ривьера 2,650 2,125 2,475 2,615 2,550 3,050* 3,050* 2,645
Среднее по фактору В (освещение) 1,908 1,718 1,698 1,697 1,975 2,200* 2,052
Примечание: НСР для любых средних - 0,361 см; НСР по фактору А (генотип) - 0,136 см; НСР по фактору В (освещение) -0,208 см; * достоверное превышение контрольного варианта.
2. Количество междоузлий на одно меристемное растение картофеля при различных источниках
освещения на 10-е сут. выращивания
Сорт Количество междоузлий при различных источниках освещения по вариантам, шт.
контроль I II III IV V VI среднее по фактору А (генотип)
Ше1, лента Ше1 А60, 9W Ше1 А60, 16W Ше1 А60, 10W Т8-фито Эра-фито
Ароза 3,100 3,200 3,300 3,050 3,500* 3,550* 3,250 3,279
Розара 3,250 2,750 2,750 2,650 3,000 3,400 3,100 2,986
Ривьера 4,000 3,850 3,950 4,050 4,050 3,900 4,050 3,979
Среднее по фактору В (освещение) 3,450 3,267 3,333 3,250 3,517 3,617 3,467
Примечание: НСР для любых средних - 0,399 шт.; НСР по фактору А (генотип) - 0,151 шт.; НСР по фактору В (освещение) - 0,230 шт.; * достоверное превышение контрольного варианта.
3. Длина меристемных растений картофеля при различных источниках освещения
на 20-е сут. выращивания
Сорт Длина растений при различных источниках освещения по вариантам, см
контроль I II III IV V VI среднее по фактору А (генотип)
Ше1, лента Ше1 А60, 9W Ше1 А60, 16W Ше1 А60, 10W Т8-фито Эра-фито
Ароза 5,035 5,775* 6,400* 5,500 6,625* 6,450* 6,350* 6,019
Розара 4,425 3,900 4,150 3,975 4,450 5,050 4,500 4,350
Ривьера 6,075 6,325 8,075* 7,000* 7,250* 8,700* 7,225* 7,236
Среднее по фактору В (освещение) 5,178 5,333 6,208* 5,491 6,108* 6,733* 6,025*
Примечание: НСР для любых средних - 0,629 см; НСР по фактору А (генотип) - 0,238 см; НСР по фактору В (освещение) -0,363 см; * достоверное превышение контрольного варианта.
ты ише1. Меристемные растения сорта Розара достоверно превосходили контрольный вариант по этому показателю при освещении лампами ише1 А60 10W, Т8-фито и Эра-фито (табл. 5). Максимальное развитие микрорастений выявлено при использовании лампы Т8-фито. Средняя длина микрорастений сорта Ароза при этом варианте освещения составляла 9,425 см, сорта Розара - 6,600 см и сорта Ривьера - 11,375 см. Вклад факторов генотипа и среды в варьирование длины меристемных растений на 30-е сут. выращивания изменился незначительно. Так, факторами освещения было обусловлено 15,3 % общей изменчивости признака, генотипическими факторами - 82,6 %. Однако взаимодействием факторов генотипа и среды было обусловлено лишь 2,1 % варьирования.
Максимальным количеством междоузлий после 30 сут. культивирования в среднем по трём сортам характеризовались растения, у которых в качестве источника освещения использовались светодиодные лампы ише1 А60 16W, ише1 А60 10W, Т8-фито и Эра-фито. При этом достоверное увеличение данного показателя у регенерантов сорта Ароза отмечено также при освещении лампой ише1 А60 9W, у регенерантов сорта Ривьера - лишь в трёх вариантах опыта (ише1 А60 16W, ише1 А60 10W и Эра-фито), а количество междоузлий у микрорастений сорта Розара во всех вариантах исследований было на уровне контроля (табл. 6).
Сравнение вкладов факторов генотипа, среды и их взаимодействия после 20 и 30 сут. культивирования меристемных растений показало, что на
4. Количество междоузлий на одно меристемное растение картофеля при различных источниках освещения на 20-е сут. выращивания
Сорт Количество междоузлий при различных источниках освещения по вариантам, шт.
контроль I II III IV V VI среднее по фактору A (генотип)
Uniel, лента Uniel А60, 9W Uniel A60, 16W Uniel A60, 10W Т8-фито Эра-фито
Ароза 5,20 5,80* 6,30* 5,60 6,15* 6,00* 6,15* 5,886
Розара 5,30 4,75 4,85 4,85 5,15 5,15 5,25 5,043
Ривьера 6,15 6,35 6,95* 6,85* 6,60* 6,50* 6,70* 6,586
Среднее по фактору В (освещение) 5,550 5,633 6,033* 5,767 5,967* 5,883* 6,033*
Примечание: НСР для любых средних - 0,45 шт.; НСР по фактору Л (генотип) - 0,164 шт.; НСР по фактору B (освещение) - 0,251 шт.; *достоверное превышение контрольного варианта.
5. Длина меристемных растений картофеля при различных источниках освещения
на 30-е сут. выращивания
Сорт Длина растений при различных источниках освещения по вариантам, см
контроль I II III IV V VI среднее по фактору A (генотип)
Uniel, лента Uniel А60, 9W Uniel A60, 16W Uniel A60, 10W Т8-фито Эра-фито
Ароза 6,875 7,775 9,325* 8,228* 9,400* 9,425* 9,000* 8,575
Розара 5,625 4,975 6,225 5,475 6,375* 6,600* 6,375* 5,950
Ривьера 8,625 9,225 11,000* 10,150* 10,675* 11,375* 10,725* 10,254
Среднее по фактору В (освещение) 7,042 7,325 8,850* 7,950* 8,817* 9,133* 8,700*
Примечание: НСР для любых средних - 0,722 см; НСР по фактору А (генотип) - 0,273 см; НСР по фактору В (освещение) -0,417 см; * достоверное превышение контрольного варианта.
6. Количество междоузлий на одно меристемное растение картофеля при различных источниках
освещения на 30-е сут. выращивания
Сорт Длина растений при различных источниках освещения по вариантам, см
контроль I II III IV V VI среднее по фактору A (генотип)
Uniel, лента Uniel А60, 9W Uniel A60, 16W Uniel A60, 10W Т8-фито Эра-фито
Ароза 6,55 6,95 7,45* 8,05* 7,80* 7,70* 7,75* 7,464
Розара 5,90 5,40 5,65 5,50 5,75 6,10 5,90 5,743
Ривьера 8,05 7,65 8,25 9,00* 9,00* 8,25 9,00* 8,457
Среднее по фактору В (освещение) 6,833 6,667 7,117 7,517* 7,517* 7,350* 7,550*
Примечание: НСР для любых средних - 0,524 шт.; НСР по фактору А (генотип) - 0,198 шт.; НСР по фактору В (освещение) - 0,303 шт.; *достоверное превышение контрольного варианта.
30-е сут. отмечено существенное снижение вклада взаимодействия факторов генотипа и среды в общую изменчивость количества междоузлий на одно микрорастение. Этот показатель после 30 сут. культивирования составил 5,1 %, тогда как вклад фактора среды практически не изменился (7,6 %), а вклад генотипических факторов несколько увеличился (87,3 %).
Анализ сортовых реакций на изменение условий освещения показал, что минимальной отзывчивостью к различным видам освещения характеризовался сорт Розара. На 10-е и 20-е сут. экспонирования длина микрорастений этого сорта достоверно не превышала контроль при всех вариантах освещения, а на 30-е сутки была достоверно выше только в вариантах IV, V и VI. При этом количество междоузлий на одно микрорастение на всех этапах роста и при всех видах освещения было либо существенно ниже, либо на уровне контрольных микрорастений.
Интенсивность освещения и его спектральный состав являются сильными морфогене-тическими факторами, влияющими на рост и развитие растений картофеля. При выращивании картофеля в культуре in vitro выявлено положительное действие на растения светодиодных источников освещения. При этом максимально развитые регенеранты с высоким количеством междоузлий получены с использованием светодиодных ламп Uniel A60 10W, Uniel A60 16W, Т8-фито и Эра-фито и с уровнем фотосинтетического фотонного потока 13 мкмоль/с, 18, 21,8 и 32,4 мкмоль/с соответственно. В среднем по трём исследованным сортам после 30 сут. культивирования максимальной длиной характеризовались регенеранты, выращиваемые при освещении лампами Т8-фито и Эра-фито, т.е. в вариантах с наиболее высоким уровнем фотосинтетического фотонного потока и длиной волны 450 - 650 нм.
Влияние освещения на рост микрорастений картофеля и вклад этого фактора в общее варьирование длины микрорастений были минимальны в первые 10 сут. экспонирования и нарастали в период с 10 до 30 сут., что свидетельствует о преимущественно гетеротрофном питании регенерантов в начальный период развития. В то же время вклад фактора освещения в изменчивость количества междоузлий практически не изменялся в течение всего периода культивирования. Следует отметить ярко выраженную сортоспецифическую реакцию на изменение условий освещения. Результаты исследований показали, что максимальной отзывчивостью на светодиодное освещение характеризовались ре-генеранты сорта Ривьера, реакция регенерантов сорта Ароза была несколько менее выраженной, а микрорастения сорта Розара слабо отзывались на условия освещения.
Вывод. Выявлены источники светодиодного освещения, обеспечивающие максимально эффективные рост и развитие меристемных растений картофеля на этапе микроклонального размножения. Максимально развитые регенеранты с высоким количеством междоузлий, существенно превышающие по морфологическим параметрам контрольный вариант, получены с использованием светодиодных ламп Uniel A60 10W, Uniel A60 16W, Т8-фито и Эра-фито и с уровнем фотосинтетического фотонного потока 13 мкмоль/с, 18, 21,8 и 32,4 мкмоль/с соответственно. Максимальной длиной после 30 сут. культивирования характеризовались регенеранты, выращиваемые при освещении лампами Т8-фито и Эра-фито, т.е. в вариантах с наиболее высоким уровнем фотосинтетического фотонного потока 21,8 и 32,4 мкмоль/с и длиной волны 450 - 650 нм. Указанные четыре источника освещения могут быть рекомендованы в качестве основных при культивировании микрорастений картофеля в контролируемых условиях среды. Однако при выборе источников освещения необходима предварительная оценка специфической реакции каждого размножаемого сорта к различным видам искусственного освещения
Литература
1. Hosseininejadian J., Naderidarbaghshahi M. Effects of biological growth stimulants on physiological traits and yield of potato (Solanum tuberosum L.) in minituber production system // Research on. Crops. 2018; 19: 58 - 61.
2. Фотосинтез и продуктивность растений картофеля в условиях различного спектрального облучения / Ю.Ц. Мартиросян, М.Н. Полякова, Т.А. Диловарова [и др.] // Сельскохозяйственная биология. 2013. № 1. С. 107 - 112.
3. Влияние спектра облучения светодиодных облучателей на рост и развитие различных сортов растений сои в условиях интенсивной светокультуры / С.А. Ушакова, Я.А. Григоращенко, В.Н. Шихов [и др.] // Вестник КрасГАУ 2016. № 7 С. 28 - 35.
4. Влияние искусственного солнечного света на рост и развитие растений-регенерантов Solanum tuberosum / Е.П. Субботин, И.В. Гафицкая, О.В. Наконечная [и др.] // Turczaninowia. 2018; 21(2): 32 - 39.
5. Дорофеев В.Ю., Медведева Ю.В., Карначук Р.А. Оптимизация светового режима при культивировании оздоровлённых растений картофеля in vitro с целью повышения продукционного процесса // Материалы VI Московского международного конгресса (Москва, 21 - 25 марта 2011 г). М.: ЗАО «Экспо-биохим-технологии», РХТУ им. Д.И. Менделеева. 2011. Ч. 1. С. 238 - 239.
6. Seabrook J.E.A. Light effects on the growth and morphogenesis of potato (Solanum tuberosum L.) in vitro: a review // Am. J. Potato Res. 2005; 82: 353 - 367.
7. Charles G., Rossignol L., Rossignol M. (1992). Environmental effects on potato plants in vitro // J. Plant Physiol. 1992; 139: 708 - 713.
8. Jao R.C., Fang W. (2004). Growth of potato plant-lets in vitro is different when provided concurrent versus alternating blue and red light photoperiod // Hort. Sci. 2004. 101: 143 - 151.
9. Варушкина А.М., Луговская Н.П., Максимов А.Ю. Рост и продуктивность картофеля (Solanum tuberosum L.) в условиях светокультуры // Вестник Пермского федерального исследовательского центра. 2019. № 2. С. 37 - 46.
10. Оптимизация условий освещения при культивировании Solanum tuberosum L микроклонов сорта Луговской in vitro / И.Ф. Головацкая, В.Ю. Дорофеев, Ю.В. Медведева [и др.] // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2013. № 4. С. 133 - 144.
11. Improving spinach, radish, and lettuce growth under red light-emitting diodes (LEDs) with blue light supplementation / N.C. Yorio, G.D. Goins, H.K. Kagie et al. // Hort. Sci. 2001; 36: 380 - 383.
12. Анализ сортовых различий регенерантов картофеля при использовании светодиодных светильников /
Т.В. Никонович, Т.В. Кардис, А.В. Кильчевский [и др.] // Вестник Белорусской государственной сельскохозяйственной академии. 2018. № 1. С. 73 - 78.
13. Кононенко А.Н. Влияние различных источников света на развитие мини-растений картофеля в условиях светокультуры // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. 2016. № 45. С. 50 - 56.
14. Козлов А.В., Нетёсов С.В., Ренев Н.О. Анализ показателей влияния искусственного освещения на рост и развитие меристемных растений Solanum tuberosum L. сорта Розара // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2021. № 2 (88). С. 126 - 129.
15. Федорова Ю.Н., Лебедева Н.В. Влияние света различного спектрального состава на рост растений картофеля in vitro // Известия Великолукской Государственной сельскохозяйственной Академии. 2016. № 4. С. 2 - 7.
Алексей Львович Бакунов, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник. Самарский федеральный исследовательский центр РАН, Самарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства имени Н.М. Тулайкова. Россия, 446254, Самарская область, пгт Безенчук, ул. К. Маркса, 41, bac24@yandex.ru
Надежда Николаевна Дмитриева, научный сотрудник. Самарский федеральный исследовательский центр РАН, Самарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства имени Н.М. Тулайкова. Россия, 446254 Самарская область, пгт Безенчук, ул. К. Маркса, 41, dmitrievanad55@yandex.ru
Алексей Викторович Милёхин, кандидат сельскохозяйственных наук. Самарский федеральный исследовательский центр РАН, Самарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства имени Н.М. Тулайкова. Россия, 446254, Самарская область, пгт Безенчук, ул. К. Маркса, 41, alekseimilehin@mail.ru
Сергей Леонидович Рубцов, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник. Самарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства имени Н.М. Тулайкова -филиал федерального государственного бюджетного учреждения науки Самарского федерального исследовательского центра Российской академии наук. Россия, 446254, Самарская область, пгт Безенчук, ул. К. Маркса, 41, rubtsov_sl@mail.ru
Alexey L. Bakunov, Candidate of Agriculture, leading scientist. Samara Federal Research Scientific Center RAS, Samara Scientific Research Agricultural Institute named after N.M. Tulaykov. 41, Karl Marx St., Bezenchuk, Samara region, 446254, Russia, bac24@yandex.ru
Nadezhda N. Dmitrieva, researcher. Samara Federal Research Scientific Center RAS, Samara Scientific Research Agricultural Institute named after N.M. Tulaykov. 41, Karl Marx St., Bezenchuk, Samara region, 446254, Russia, dmitrievanad55@yandex.ru
Alexey V. Milekhin, Candidate of Agriculture. Samara Federal Research Scientific Center RAS, Samara Scientific Research Agricultural Institute named after N.M. Tulaykov. 41, Karl Marx St., Bezenchuk, Samara region, 446254, Russia, alekseimilehin@mail.ru
Sergey L. Rubtsov, Candidate of Agriculture, leading scientist. Samara Federal Research Scientific Center RAS, Samara Scientific Research Agricultural Institute named after N.M. Tulaykov. 41, Karl Marx St., Bezenchuk, Samara
region, 446254, Russia, rubtsov_sl@mail.ru
-♦-
