CC BY
209
УДК 634.75
ОПТИМИЗАЦИЯ СОСТАВА ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ ПРИ РАЗМНОЖЕНИИ ЗЕМЛЯНИКИ САДОВОЙ IN VITRO
Н.В. Леонова, к.с.-х. н., доцент ФГБОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия»
В статье представлены результаты по культивированию земляники садовой на этапе размножения на питательных средах МС в сочетании с витаминно-минеральньш комплексом «Компливит». Установлено влияние препарата на исследуемые сорта при размножении земляники садовой in vitro.
Ключевые слова: тональное микроразмножение, земляника садовая, in vitro, питательная среда МС, витаминно-минеральный комплекс «Компливит».
Введение. Клеточная инженерия - необычайно перспективное направление современной биотехнологии. Важное направление клеточной инженерии - клональное микроразмножение растений на основе культуры тканей. Основан метод на удивительном свойстве растений (тотипотентности) - из отдельной клетки или кусочка ткани в определенных условиях может вырасти целое растение, способное к нормальному росту и размножению. Клональное размножение используется для оздоровления и быстрого размножения редких, хозяйственно ценных или вновь созданных сортов сельскохозяйственных культур.
Методы клеточной инженерии позволяют значительно ускорить селекционный процесс при выведении новых сортов важных с/х культур: срок их получения сокращается до 3-4 лет (вместо 10-12 лет, необходимых при использовании обычных методов селекции).
Преимущества клонального размножения по сравнению с традиционным способом: более высокий коэффициент размножения; генетическая однородность получаемого посадочного материала; повышенная жизнеспособность ре-генерантов и, как следствие, возможность получения большего количества усов и увеличения урожайности; выполнение работ независимо от сезона и погодных условий, что позволяет получить нужное количество посадочного материала к определенному сроку; возможность длительного хранения растений в пробирках при относительно низких затратах и создания генофонда ценных сортов и видов in vitro.
В мировой практике клональное микроразмножение земляники садовой повсеместно применяется для быстрого и эффективного размножения отдельных сортов и уникальных
This article is devoted to the results on cultivation of garden strawberry at a reproduction stage on MS nutrient mediums in combination with the vitamin and mineral complex "Komplivit". There has established the influence of a preparation on studied varieties at reproduction of garden strawberry in vitro.
Key words: clonal micro-reproduction, garden strawberry, in vitro, MS nutrient medium, vitamin and mineral complex "Komplivit".
форм из минимального количества исходного материала, отбора in vitro на ранних стадиях по интересующим исследователя признакам, обмена растительным материалом без риска переноса карантинных инфекций и вредителей, а также для оздоровления от вирусных болезней [3-5].
В силу биологических особенностей ремонтантных сортов земляники (цветение и плодоношение на розетках, слабая усообразо-вательная способность), традиционный способ размножения дает относительно низкий выход посадочного материала.
Биотехнологические приемы позволяют не только значительно увеличить коэффициент размножения в этой группе сортов, но и обеспечить производство оздоровленного посадочного материала, то есть по сравнению с традиционными методами растения могут быть размножены при заметной экономии времени и пространства[4].
Однако, несмотря на разработанную технологию получения посадочного материала с использованием культуры in vitro, имеется ряд трудностей способных снизить эффективность данного метода. Одна из них связана с сорто-специфическими особенностями растений при культивировании на каждом этапе клонального микроразмножения. Культивируемые in vitro сорта земляники характеризуются различной регенерационной способностью, что заставляет исследователей индивидуально подбирать питательные среды для некоторых генотипов.
Материалы и методы. Исследования проводились в 2010 - 2012 гг. в лаборатории биотехнологии Брянской ГСХА.
Метод клонального микроразмножения растений включает несколько этапов культивирования растительной ткани: 1) выделение и
культивирование меристем, 2) размножение полученных из них растений, 3) укоренение растений, 4) перенесение укорененных растений в субстрат и адаптация к нестерильным условиям выращивания [2].
Материал исследований включал сорта земляники садовой обычного типа плодоношения со средним сроком созревания урожая (Витязь, Царица, Фестивальная ромашка), сорта со среднепоздним и поздним сроками созревания урожая (Альфа, Русич), а также нейтрально дневный сорт (Елизавета II).
В качестве источников эксплантов использовались апексы растений, изолированные в конце лета - начале осени от заготовленных розеток земляники.
Питательные среды готовились на основе минеральной части среды Мурасиге-Скуга [1] с увеличенной в 3 раза концентрацией хелата железа.
На этапе инициации (введении в культуру in vitro) в питательную среду вводили 6-БАП -регулятор роста цитокининовой природы в концентрации 0,5 мг/л. Учитывали количество инфицированных и выживших эксплантов.
Сравнивали результаты культивирования земляники на средах МС, 'Л части МС и 'Л МС в сочетании с 1 г/л витаминно-минерального комплекса «Компливит». В качестве источника цитокинина в среду вводили 6-БАП в концентрации 1 мг/л. Учитывали высоту растений.
При размножении земляники, концентрацию 6-БАП увеличивали до 1 мг/л. Учитывали количество образовавшихся дополнительных побегов и высоту растений.
На этапе укоренения полученные растения
Рост изолированных апексов земляники отмечался через неделю культивирования. Предварительно почки увеличивались в размерах. Через 3-4 недели культивирования изолированные апексы развивались в проросток, образовывался конгломерат почек, эти почки разделяли, и пересаживали на свежую питательную среду.
размером 1-3 см помещали на безгормональную среду с уменьшенным в двое содержанием макро - и микросолей. Учитывали процент укорененных растений, количество корней.
Результаты и их обсуждение. При производстве посадочного материала земляники высшего качества, свободного от опасных вредителей и возбудителей болезней, большое значение отводится способам ускоренного размножения. Одним из таких способов является кло-нальное микроразмножения на искусственных питательных средах в стерильных условиях. К настоящему времени для земляники этот метод размножения стал уже промышленным. Однако для новых сортов требуется всестороннее изучение поведения культуры на всех этапах кло-нального микроразмножения.
На этапе введении в культуру in vitro в питательную среду вводили 6-БАП - регулятор роста цитокининовой природы в концентрации 0,5 мг/л. Учитывали количество инфицированных и выживших эксплантов.
Введение в культуру растений земляники было проведено в конце лета - начале осени. Позднее выделение эксплантов может стать причиной высокой инфицированности культуры (табл. 1).
Наиболее эффективно было проведено введение в культуру сортов земляники Витязь и Кокинская заря. Частота контаминации составила соответственно 7,1 и 30,0%. У сортов Царица, Альфа, Елизавета II процент зараженных растений находился в пределах от 57 % до 67%. Наиболее зараженными оказались экспланты сортов Студенческая и Фестивальная ромашка.
Использованный в эксперименте регулятор роста 6-БАП в концентрации 1 мг/л оказался достаточно эффективным для роста и развития пробирочных растений земляники. Для проведения эксперимента были использованы сорта: Студенческая, Альфа и Русич.
Таблица 1 - Результаты введения в культуру in vitro земляники садовой
Сорт Изолировано эксплантов, шт. Зараженных экплантов, шт. Частота контаминации, %
Альфа 22 14 63,6
Царица 14 8 57,1
Елизавета II 15 10 66,7
Витязь 14 1 7Д
Студенческая 29 23 79,3
Кокинская заря 20 6 30,0
Фестивальная ромашка 29 28 96,5
Через месяц после начала культивирования нами было отмечено, что на всех изучаемых сортах земляники садовой коэффициент размножения в варианте с Компливитом превышал варианты с использованием полной и разбавленной вдвое среды МС (таблица 2).
По этому показателю максимальное значение было получено на сорте Русич (10,0), в сравнении с сортами Студенческая (6,0) и Альфа (6,5). Уменьшение вдвое минеральной компоненты оказало положительное влияние лишь у сортов Альфа и Русич.
Максимальные значения по высоте растений были получены в варианте с добавкой препарата Компливит на сортах Студенческая
У большинства выращиваемых in vitro растений на этапе размножения под действием цитокининов ингибируется образование корневой системы.
Поэтому для многих культур обязательным является третий этап клонального микроразмножения - укоренение полученных побегов.
В наших исследованиях размноженные растения культивировали на безгормональной среде. Как правило, растения, сформировавшие мощную корневую систему в условиях in vitro характеризуются хорошими адаптивными
Вероятно, на корнеобразование оказывает влияние и высота растений. По высоте растений выделялись сорта Царица (27,5 мм) и Студенческая ( 23,9 ). Наименьшей высотой
и Русич, тогда как у сорта Альфа этот показатель существенно не отличался по трем вариантам.
Маленькие размеры побегов у растений сорта Альфа впоследствии негативно сказывалось на эффективности их укоренения.
Несмотря на присутствие в питательной среде регулятора роста у земляники происходило спонтанное образование корней на среде для размножения.
Причем ризогенез интенсивнее шел у более крупных растений. Такие растения сформировали большие побеги (сорта Студенческая и Русич на среде с Компливитом) и доля укоренившихся существенно превышала другие варианты.
свойствами и быстро начинают отрастать на следующем этапе - адаптации к нестерильным условиям. Оценить качество корневой системы можно по количеству образовавшихся корней на растении.
Максимальным количеством корней характеризовались сорта Студенческая (7,5), Витязь (6,4), Царица (5,9). У сортов Альфа и Фестивальная ромашка этот показатель был несколько ниже и составил 4,3 и 5,0 соответственно. Минимальное количество корней было отмечено у сортов Елизавета II (3,9), и Ко-кинская заря (3,6) (табл. 3).
растений характеризовался сорт Альфа (13,8 мм). У остальных сортов высота растений варьировала в пределах от 19,6 мм до 21,1 мм.
Таблица 2 - Влияние состава питательной среды на эффективность размножения
земляники садовой
Сорт Состав среды Коэффициент размножения Высота растений, мм Доля укорененных растений, %
Студенческая МС 5,0 ±3,6 6,7 ±2,7 19,9 ±6,6
У2МС 2,9 ±1,8 7,4 ±2,9 32,4 ±26,5
у2 МС + КОМПЛИВИТ 6,0 ± 2,8 15,6±7,3 81,9 ±7,0
Альфа МС 3,0 ±2,6 5,1±0,9 13,3 ±5,8
У2МС 3,9 ±2,2 7,6 ±2,2 3,3 ±5,8
у2 МС + КОМПЛИВИТ 6,5 ±2,8 6,7 ±2,5 7,5 ±5,0
Русич МС 2,0± 1,0 7,4 ±2,7 5,0 ±10,0
у2мс 3,6 ±1,7 9,7 ±3,7 35,0 ±12,9
у2 МС + КОМПЛИВИТ 10,0 ±6,7 18,3±7,0 80,0 ±16,3
Таблица 3 - Укоренение растений земляники садовой
Сорт Высота растений, мм Количество корней, шт.
Альфа 13,8±6,1 4,3±2,6
Царица 27,5±8,7 5,9±2,4
Елизавета II 21,1±6,7 3,9±1,7
Витязь 20,4±4,6 6,4±2,9
Студенческая 23,9±8,5 7,5±3,4
Кокинская заря 21,1±7,4 3,6±2,2
Фестивальная ромашка 19,6±5,1 5,0±2,3
На приживаемость растений в нестерильных условиях после их перенесения из пробирок в субстрат большое влияние оказывает качество корневой системы. Пересадка укорененных растений в субстрат является ответственным этапом, завершающим процесс кло-нального микроразмножения.
Выводы. Реакция на вводимую в питательную среду добавку «Компливит» зависит в первую очередь от генотипа земляники. Среди трех исследованных сортов земляники садовой, сорта Русич и Студенческая отличались более интенсивным ростом, чем сорт Альфа.
Разбавление среды МС вдвое, не существенно влияет на коэффициент размножения и высоту растений, тогда как, введение в состав питательной среды витаминно-минерального комплекса «Компливит», в концентрации 1 г/л вызывает увеличение значения этих показателей.
Укоренение растений на этапе размножения происходит преимущественно у более крупных растений.
Сортоспецифические особенности культивируемых растений земляники in vitro наиболее сильно проявляются на этапах размножения и укоренения, при регенерации побегов и корней.
Список литературы
1. Murashige Т. & Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures// Physiologia Plantarum.- 1962,-V.15, N. 13,- P. 473-497.
2. Муромцев Г.С. и др. Основы сельскохозяйственной биотехнологии. М.: Наука.- 1990
3. Наделюев А.Л. Совершенствование технологии производства оздоровленного посадочного материала земляники в Ленинградской области: Автореф. дис. кандидата с/х наук. -Санкт - Петербург,- 2002. - С. 16.
4. Олива Т.В. Некомерческое партнерство, научно-информационное агенство «Наследие Отечества» и Негосударственное образовательное учреждение Современная гуманитарная академия.
5. Подорожный В.Н. Крымская опытно -селекционная станция ВНИИР; Крымск-4, Краснодарский край. Эколого - экономические аспекты производства оздоровленного посадочного материала и товарной земляники в едином цикле.- 1999 - С. 89-91.
6. Туровская Н. И., Стрыгина О. В., Формирование адвентивных почек на эксплантах малины. // Сортоизучение и селекция плодовых и ягодных культур. Сборник научных трудов НИИ им. И. В. Мичурина. Мичуринск. -1992,-С. 82-84.
УДК 633.34
АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОИ В УСЛОВИЯХ БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ
О.А. Зайцева, кандидат с.-х. наук, ст. преподаватель И.В. Сычёва, кандидат с.-х.н., доцент
ФГБОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия»
Даны результаты исследований по экологическому сортоиспытанию и результатам фитопатологической экспертизы сои. Выявлены наиболее урожайные сорта.
Ключевые слова: соя, селекция, сорта, экологическое сортоиспытание, фитопатоло-гическая экспертиза, урожайность.
Соя - одна из важнейших сельскохозяйственных культур в мире. Ареал ее распространения по площади посева почти в 3 раза больше всех вместе взятых других зернобобовых. При оптимальных условиях возделывания она способна накапливать в урожае более 300 кг/га симбиотически фиксированного азота, то есть на уровне хороших агроценозов люпина. Наряду с условиями среды, значительная доля фиксации азота зависит от сорта.
Given the results of studies on environmental and variety trial results phytopathological expertise soybeans. Identified the most productive varieties.
Key words: soya, selection, varieties, environmental variety testing, phytopathological expertise, crop yields.
Соя используется в пищевой, медицинской, лакокрасочной промышленностях, она служит отличным кормом для сельскохозяйственных животных. Такое широкое использование сои объясняется высоким содержанием в ее зерне, зеленой массе и соломе жиров, белков, витаминов и других ценных веществ. В зерне сои содержится 35-45 % белков, 17-25 % жира и свыше 20 % углеводов [1,2].
