Научная статья на тему 'Оптимизация условий культивирования in vitro ягодных и декоративных культур'

Оптимизация условий культивирования in vitro ягодных и декоративных культур Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
2344
669
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ОПТИМИЗАЦИЯ СОСТАВА СРЕД / МАЛИНА КРАСНАЯ / МАЛИНО-ЕЖЕВИЧНЫЕ ГИБРИДЫ / ЕЖЕВИКА / СОРТА ЗЕМЛЯНИКИ САДОВОЙ / ЖИМОЛОСТИ / СМОРОДИНЫ ЧЕРНОЙ И КРАСНОЙ / КРЫЖОВНИКА / СОРТА АКТИНИДИИ КОЛОМИКТА / АКТИНИДИИ ПОЛИГАМА / АКТИНИДИИ АРГУТА / АКТИНИДИИ ПУРПУРНОЙ / БАРБАРИС ТУНБЕРГА / ЛИМОННИК КИТАЙСКИЙ / ЭЛЕУТЕРОКОКК КОЛЮЧИЙ / КЛЕМАТИСЫ / СИРЕНЬ СОРТОВАЯ / IN VITRO / OPTIMIZATION OF ENVIRONMENT STRUCTURE / RED RASPBERRY / RASPBERRY AND BLACKBERRY HYBRIDS / BLACKBERRY / KINDS OF GARDEN STRAWBERRIES / HONEYSUCKLE / BLACK AND RED CARRANTS / GOOSEBERRY / SORTS OF ACTINIDIA KOLOMIKTA / ACTINIDIA POLYGAMA / ACTINIDIA ARGUTA / ACTINIDIA PURPLE / BARBERRIES THUNBERGII / SCHIZANDRA CHINENSIS / ELEUTHEROCOCCUS SPINY / KLEMATIS / LILAC PROFILED

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Шорников Денис Геннадьевич, Брюхина Светлана Александровна, Муратова Светлана Александровна, Янковская Марина Борисовна, Папихин Роман Валериевич

Изучаются особенности всех этапов клонального микроразмножения in vitro ягодных, нетрадиционных и декоративных культур: малины, ежевики, ежевично-малиновых гибридов, актинидии, жимолости, барбариса, лимонника китайского, сирени и клематисов. В результате проведенных исследований определены оптимальные концентрации и сочетания регуляторов роста и элементов минерального питания, обеспечивающие интенсивную пролиферацию микропобегов и ризогенез, изучено влияние условий культивирования на этапе укоренения на эффективность адаптации микрорастений in vivo. Работа выполнена при поддержке гранта Российского фонда фундаментальных исследований № 09-04-97500-р_центр_а

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биологическим наукам , автор научной работы — Шорников Денис Геннадьевич, Брюхина Светлана Александровна, Муратова Светлана Александровна, Янковская Марина Борисовна, Папихин Роман Валериевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

In vitro conditions improvement for berry and ornamental plants micropropagation

The characteristic properties of all steps of clonal micropropagation in vitro of berry and ornamental plants, such as raspberry, blackberry and its hybrids, actinidia, honeysuckle, barberry, schizandra chinensis, lilac and klematis were investigated. As a result more efficient concentrations and combination of hormones and mineral salts, which provide high intensive proliferation of microshoots and rizogenesis was stated. We also studied some conditions of rooting period in the way of influence on plantlets adaptation in vivo.

Текст научной работы на тему «Оптимизация условий культивирования in vitro ягодных и декоративных культур»

УДК 634.74:581.143.6

ОПТИМИЗАЦИЯ УСЛОВИЙ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ IN VITRO ЯГОДНЫХ И ДЕКОРАТИВНЫХ КУЛЬТУР

© Д.Г. Шорников, С.А. Брюхина, С.А. Муратова, М.Б. Янковская, Р.В. Папихин

Ключевые слова: in vitro; оптимизация состава сред; малина красная; малино-ежевичные гибриды; ежевика; сорта земляники садовой; жимолости; смородины черной и красной; крыжовника; сорта актинидии коломикта; актинидии полигама; актинидии аргута; актинидии пурпурной; барбарис Тунберга; лимонник китайский; элеутерококк колючий; клематисы; сирень сортовая.

Изучаются особенности всех этапов клонального микроразмножения in vitro ягодных, нетрадиционных и декоративных культур: малины, ежевики, ежевично-малиновых гибридов, актинидии, жимолости, барбариса, лимонника китайского, сирени и клематисов. В результате проведенных исследований определены оптимальные концентрации и сочетания регуляторов роста и элементов минерального питания, обеспечивающие интенсивную пролиферацию микропобегов и ризогенез, изучено влияние условий культивирования на этапе укоренения на эффективность адаптации микрорастений in vivo.

Новые возможности для решения проблемы получения экологически чистой сельскохозяйственной продукции открывают современные методы биотехнологии растений. Их применение, наряду с традиционными методами селекции, позволяет значительно ускорить процесс получения ценных форм растений с хорошими вкусовыми и товарными качествами плодов, высоким адаптивным потенциалом, пригодных для интенсивных технологий возделывания.

В практике зарубежной и отечественной биотехнологии накоплен достаточно большой опыт по культивированию растений in vitro, позволяющий при необходимости обеспечить разработку метода клонального микроразмножения практически любой культуры. Включенный в систему производства посадочного материала этот метод обеспечивает ряд бесспорных преимуществ по сравнению с другими способами размножения. Это, прежде всего, существенное повышение комплексности и эффективности оздоровления, быстрое размножение единичных ценных экземпляров, длительное хранение материала [1- 2].

Практически все исследователи, работающие с культурой тканей, указывают на значительные видовые и сортовые различия растений по потребностям к минеральному и гормональному составу среды и другим факторам культивирования. Это требует постоянного решения задачи оптимизации состава питательных сред и совершенствования методов размножения и адаптации применительно к каждой новой форме, вводимой в условия in vitro. Не последнее место в этой работе занимает вопрос снижения затрат труда и расходных материалов.

Целью наших исследований была оптимизация состава сред в зависимости от видовых и сортовых особенностей культур и оценка влияния различных факторов in vitro на последующую адаптацию растений к естественным условиям.

Материалом для наших исследований служили представители рода Rubus (малина красная, малино-

ежевичные гибриды, ежевика), сорта земляники садовой, жимолости, смородины черной и красной, крыжовника, представители рода ЛеИт&а (сорта и гибриды актинидии коломикта, актинидии полигама, актинидии аргута и актинидии пурпурной), барбарис Тунберга, лимонник китайский, элеутерококк колючий, а также декоративные культуры: клематисы и сирень сортовая.

Растения культивировали на питательных средах МБ [3], QL [4], ^ГМ [5], Андерсена [6] с добавлением 10-40 г/л сахарозы, глюкозы, фруктозы или мальтозы, 6-8 г/л агара. Использовали регуляторы роста - 6-бен-зиламинопурин (6-БАП), зеатин, кинетин - 1,03,0 мг/л, 2-изопентиламинопурин (2-иП) - 1,0-5,0 мг/л, гибберелловую кислоту (ГК) - 0,2-2,0 мг/л, Р-индолил-3-масляную кислоту (ИМК) или Р-индолилуксусная кислоту (ИУК) 0,1-0,2 мг/л.

Первым этапом, предваряющим любые работы с культурой ткани, является стерилизация растительных объектов. Эффективность введения в культуру зависит от многих факторов, из которых наиболее важны календарные сроки проведения работ, тип эксплантов, степень лигнификации растительного материала, а также выбор стерилизующего агента и экспозиции стерилизации.

В большинстве случаев использование для введения в культуру одревесневших черенков кустарниковых пород с еще не распустившимися почками в феврале-марте позволяет получить сильные, жизнеспособные экспланты, которые быстро переходят к активному размножению. Однако доля зараженного грибами и бактериями материала из-за высокой инфицированно-сти исходных растений в этом случае может быть весьма значительна. Для борьбы с латентной инфекцией можно использовать антибиотики и системные фунгициды. Однако в нашей практике добавление антибиотика цефазолина в среду с целью подавления бактериальной инфекции в большинстве случаев не давало

желаемого результата. Более того, некоторые культуры, например крыжовник, отрицательно реагировали на присутствие антибиотика в питательной среде (остановка роста, некроз листьев). Положительно влияло наличие данного антибиотика на актинидию коломикта.

Получение изолированной культуры некоторых ягодных растений, а также клематисов эффективнее, когда в качестве эксплантов используют узлы побегов текущего года в фазе активного роста (май-август). Данный подход хорошо работает применительно к барбарису, смородине, жимолости, лимоннику китайскому, элеутерококку. Стерильность получаемого материала составляет от 50-62,5 % (элеутерококк) до 6085 % (жимолость, барбарис, смородина).

Как показывает наш опыт работы, для большинства видов ягодных растений на этапе введения можно использовать универсальную питательную среду Мураси-ге-Скуга с добавлением 0,5-1 мг/л 6-БАП, 0,2-0,5 мг/л ГК, 0,1-0,2 мг/л ИМК. В то же самое время некоторые культуры, например лимонник китайский и элеутерококк, уже на этом этапе для активного развития требуют специально подобранных сред и индивидуального набора регуляторов роста. В противном случае уже к концу первого месяца культивирования даже хорошо перенесшие стерилизацию экспланты останавливаются в росте и зачастую гибнут.

Со 2-3 пассажа начинается собственно микроразмножение, на эффективность которого влияет видовая и сортовая специфика растений. Как показывает практика, для культивирования определенного вида, как правило, подходит не одна, а несколько питательных сред с разным набором регуляторов роста. Существенным моментом, обеспечивающим активную пролиферацию микропобегов in vitro, является правильный выбор цитокинина и его концентрации. Наши исследования показали, что 6-БАП в концентрации до 2,0 мг/л в сочетании с ИМК или ИУК в концентрации 0,10,2 мг/л эффективен при размножении жимолости, ежевики, малины и малино-ежевичных гибридов, клематисов, сирени и ряда других культур.

По результатам наших исследований можно сделать вывод, что представители рода Rubus не слишком требовательны к минеральному составу среды, однако на среде Андерсена или QL побеги отличаются лучшим развитием и имеют интенсивно зеленую окраску. Для малины и малино-ежевичных гибридов подобного эффекта можно достигнуть, увеличив в два раза содержание хелата железа в среде MS. При повышенном содержании железа у этих культур формируются хорошо развитые побеги с крупными листьями темно-зеленого цвета, тогда как дефицит железа провоцирует развитие хлоротичных побегов (рис. 1).

Коэффициент размножения побегов при этом зависит как от минерального состава среды, так и от концентрации цитокинина, возрастая при повышенном содержании 6-БАП и увеличенном в 2 раза содержании железа (рис. 2). Самая низкая эффективность размножения отмечена на разбавленной в 2 раза минеральной основе среды MS, кроме того, на этой среде побеги отставали в росте по сравнению с другими вариантами (рис. 3). Замена хлорида кальция на нитрат кальция в среде MS стимулирует у представителей рода Rubus активный рост побегов. При этом эффективность размножения в зависимости от вида и сорта различается.

Например, на средах одного и того же состава коэффициент размножения малины сортов Вольница и Клеопатра значительно выше, чем у сортов Бабье лето, Абрикосовая и Беглянка.

Рис. 1. Размножение малины красной на среде % MS, MS, MS с 2Fe (слева-направо)

□ 0,5 мг/л БАП ■ 2 мг/л БАП 6 -

Э 5

3 -

£ 2

і

1/2 МС

МС

Питательная среда

МС 2Fe

Рис. 2. Зависимость коэффициента размножения малины красной от минерального и гормонального состава среды

1,4

1,2

о 0,8

0,6 -

0,4

0,2

□ 0,5 мг/л БАП

□ 2 мг/л БАП

1/2 МС МС

Питательная среда

МС 2Fe

Рис. 3. Длина побегов малины красной при изменении минерального и гормонального состава среды размножения

4

0

0

Лучшие результаты по размножению актинидии коломикта и лимонника китайского получены нами на полной минеральной основе среды QL в модификации Standardi at al. [7], содержащей 30 г/л сахарозы, 7 г/л агара и витамины по прописи Мурасиге-Скуга.

По результатам наших опытов очевидно, что коэффициент размножения и длина побегов всех изучаемых форм актинидии сильно варьируют в зависимости от типа используемого цитокинина. Для всех форм актинидии коломикта лучшие результаты (коэффициент размножения 2,5-3,7) получены на питательной среде QL, содержащей зеатин в концентрации 1-2 мг/л и ИУК - 0,2 мг/л. На средах с зеатином формируются крепкие побеги длиной до 5-6 см с крупными нормального цвета листьями, но на срезах образуется большое количество каллуса, что несколько затрудняет последующие пересадки (рис. 4).

В результате проведенных исследований нами впервые разработан состав среды микроразмножения для лимонника китайского, содержащей в качестве цитокинина 6-БАП или зеатин до 2 мг/л в сочетании с ИМК 0,1-0,2 мг/л. Средний коэффициент размножения этой культуры невысок - 2,1-3,7 побега на эксплант за пассаж. Отмечено, что для эксплантов этой культуры характерна неравнозначность ростовых реакций in vitro, что выражается как в формировании конгломератов из 5-9 коротких побегов одними, так и в преимущественном развитии осевого побега у других. Поскольку для введения в культуру использовали побеги с нескольких растений, такая специфика ростовых реакций может свидетельствовать о значительной генетической разнородности отобранных форм лимонника.

При клональном микроразмножении жимолости на этапе введения в среду добавляли 1 мг/л 6-БАП и увеличивали концентрацию цитокинина при последующих субкультивированиях до 1,5 мг/л. Данная концентрация является вполне универсальной для разных сортов этой культуры. При концентрации в среде 6-БАП 1,5 мг/л сохраняется оптимальный баланс между процессами пролиферации пазушных меристем и ростовой активностью новых побегов. Более высокие концентрации цитокинина (порядка 2-3 мг/л), по нашим данным и по результатам исследований других авторов, с разной силой ингибируют рост образующихся микропобегов. В сочетании с цитокинином в среду на этапе введения и размножения добавляют 0,1-0,5 мг/л ИМК.

Рис. 4. Размножение актинидии коломикта сорта Гладкая на среде рЬ с зеатином 1 мг/л (справа) и 2-ІР 5 мг/л (слева)

Положительный эффект дает использование гиббе-релловой кислоты в концентрации 0,2-0,5 мг/л для представителей рода КиЪт. Лианы (актинидии и лимонник), клематисы, сирень и жимолость не нуждаются в использовании экзогенной ГК. В большинстве случаев у этих культур при активизации роста осевых побегов значительно снижается коэффициент размножения. У жимолости гиббереллин в концентрации 0,20,5 мг/л приводит к формированию конгломератов истонченных побегов или побегов с измененной морфологией, которые непригодны для укоренения.

В качестве источника углевода при культивировании тканей растений обычно используют сахарозу в концентрации 20-40 г/л. Однако при размножении ряда видов можно успешно использовать и другие полисахариды, в частности глюкозу и фруктозу.

Хорошие результаты дает замена сахарозы на глюкозу при культивировании клематисов, сортовой сирени, лимонника китайского и малины красной. На средах с глюкозой прослеживается как тенденция к увеличению коэффициента размножения побегов, так и их длины. В частности, применение глюкозы на этапе микроразмножения сирени способствует восстановлению нормальной морфологии листа у данной культуры. При этом концентрация углевода не должна превышать 20-30 г/л. Увеличение концентрации до 40 г/л хотя и не ведет к снижению числа образовавшихся побегов, но существенно замедляет их рост (рис. 5-8).

Продолжительность пассажей на каждом этапе также следует корректировать в зависимости от биологических особенностей культуры. Затягивание беспересадочного этапа размножения приводит к массовому некрозу побегов малины, жимолости, к спонтанному укоренению сирени, клематисов и рододендронов. В то же время для оптимального развития некоторых культур, например лимонника китайского, требуется увеличить продолжительность пассажа. Отличительной особенностью данной культуры является медленный рост побегов, в связи с чем рекомендуемая длительность беспересадочного культивирования может достигать 60 суток, коэффициент размножения и длина побегов при этом возрастают. Для ежевики, малино-ежевичных гибридов, актинидии целесообразно удлинить до 2-2,5 месяцев пассаж, предшествующий укоренению. Это позволяет сочетать высокий коэффициент размножения (в среднем 5-10 новых побегов на эксплант) с выходом до 70-90 % материала оптимальной для укоренения длины.

Побеги разных культур специфично реагируют на тип применяемого ауксина, его концентрацию и способ обработки. По результатам предварительных опытов, мы отказались от применения НУК, поскольку в этом случае укоренение сопровождалось образованием значительного количества каллуса и нарушением морфологии корней, что затрудняло последующую адаптацию растений. На средах с ИУК, как и на средах без регуляторов роста, формировалась более слабая корневая система, чем на средах с ИМК, хотя ИУК, наряду с ИМК, достаточно часто используют при укоренении ягодных культур. В наших исследованиях наиболее эффективным для укоренения большинства ягодных культур оказалось применение ИМК. Оптимальная концентрация в среде укоренения в зависимости от вида растения составляла 0,2-1,0 мг/л. Кроме того, в

го

ц

с

° о

£ 3

0

m

о

(D 2

Ю ^

о

с

□ сахароза □ глюкоза в 1/2сах.+1/2глюк.

Т

1

20 30 40

Концентрация углевода, мг/л

Рис. 5. Влияние типа и концентрации углевода на коэффициент размножения малины красной (сорт Вольница)

□ сахароза s глюкоза В 1/2сах. + 1/2глюк.

с

2,5

1,5

0,5

20

30

40

Концентрация углевода, мг/л

Рис. 6. Влияние типа и концентрации углевода на длину побегов малины красной (сорт Вольница)

ряде случаев положительный эффект давало добавление в среду 100 мкМ нитрата серебра. Наивысшая частота корнеобразования отмечена у ежевики - 90100 %, несколько хуже результативность укоренения ежевично-малиновых гибридов и актинидии.

Некоторые виды ягодных и декоративных культур эффективно укореняются и на безгормональной среде или среде, содержащей 0,1 мг/л ИМК (рис. 9а). Однако в этом случае качественные показатели развития корневой системы обычно хуже, чем при использовании 1 мг/л индолилмасляной кислоты, в первую очередь, образуется меньшее количество корней на укорененное растение (рис. 9б).

Постоянное воздействие ауксина стимулирует формирование корневых зачатков, но впоследствии может ингибировать дальнейший рост корней. В этой связи часто прибегают к альтернативным способам обработки микропобегов ауксинами. Суть метода заключается в сведении к минимуму контакта оснований микроче-

ренков с индуктором ризогенеза (от нескольких часов до нескольких дней) и последующее культивирование побегов на средах без регуляторов роста или же непосредственно в почвенном субстрате.

В наших исследованиях при работе с большинством объектов лучшие результаты по укоренению микропобегов получены при замачивании микрочеренков в растворе ауксина и последующей высадке их на среду без гормонов. Однако для ягодных культур, отличающихся хорошей способностью к ризогенезу in vitro, разница между вариантами с введением ауксина в среду укоренения и вариантами с кратковременной обработкой черенков индуктором ризогенеза не существенна.

Чтобы активизировать индукцию корневых зачатков, для многих культур необходим период этиоляции длительностью 5-6 суток. Для этого микропобеги, высаженные на среду ризогенеза, помещают в термостат в условия полной темноты и температуры +22...+24 °С. Интенсивность корнеобразования при этом выше, чем в условиях стандартного фотопериода. Несмотря на стимулирующий ризогенный эффект, этиоляция продолжительностью больше 10 суток оказывает отрицательное действие на общее состояние растений. Длительный период без света вызывает некрозы листьев и усыхание или вытягивание и истончение побегов, особенно при укоренении микрочеренков жимолости больше 3-4 см.

□ сахароза

□ глюкоза

В 1/2сах. + 1/2глюк.

о 1

20 30 40

Концентрация углевода, мг/л

Рис. 7. Влияние типа и концентрации углевода на коэффициент размножения клематиса (сорт Надежда)

2,5

1,5

0,5

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

□ сахароза □ глюкоза в 1/2сах.+1/2глюк.

20 30 40

Концентрация углевода, мг/л

Рис. 8. Влияние типа и концентрации углевода на длину побегов клематиса (сорт Надежда)

4

0

2

2

0

0

2

0

100

90

80

, 70 ¡ 60

0 50

1 40 ! 30

20

10

0

□ ИМК, 0,1 мг/л НИМК, 1 мг/л

А. коломикта Плоская

Жимолость Сирень Жанна Ежевика Блэк Лазурная д'Арк сэтин

а)

Малина

Клеопатра

Таблица 1

Влияние концентрации ИМК на развитие растений актинидии пурпурной in vitro и in vivo

Концен цен- трация ИМК, мг/л Частота укоре- нения, % Число корней, шт. Длина корней, см Эффек- тив- ность адапта- ции Длина побегов, см

0 100 5,0±0,5 1,6±0,1 94,1 30,8±7,3

0,1 100 7,6±0,9 2,0±0,2 93,8 44,5±8,1

0,5 100 11,9± 1,5 1,6±0,2 86,7 47,2±8,5

1 100 8,6±0,7 1,3±0,2 100 64,7±13,4

Актинидия Жимолость Сирень Жанна Ежевика Блэк Малина коломикта Лазурная д'Арк сэтин Клеопатра

Плоская

б)

Рис. 9. Влияние концентрации ИМК в среде укоренения на эффективность ризогенеза разных культур: а) частота укоренения; б) интенсивность корнеобразования

Наши данные подтверждают возможность использования фенолкарбоновых кислот для стимуляции кор-необразования. В ряде случаев при добавлении фенол-карбоновой кислоты в среду, содержащую ауксин, эффективность ризогенеза повышается. Наиболее выраженным действием обладают салициловая и феруловая кислоты, однако достигнутый результат в значительной мере зависит от видовой и сортовой специфики растения и концентрации применяемого препарата. Так, салициловая кислота в концентрации 10-5-3 • 10-4 М (1,38-41,4 мг/л) стимулировала укоренение жимолости сорта Длинноплодная, но отрицательно влияла на ри-зогенез сорта Лазурная. Хотя итоговая частота укоренения через 2 месяца культивирования была практически одинакова во всех вариантах, в присутствии салициловой кислоты процесс образования корней значительно замедлен, уменьшается число корней на укорененное растение. Эти результаты вполне согласуются с данными, полученными исследователями на других ягодных и плодовых культурах [8].

Завершающим и нередко критическим этапом при любой схеме клонального микроразмножения является адаптация пробирочных растений к естественным условиям произрастания. Перевод пробирочных растений в нестерильные условия затруднен по двум основным причинам - недостаточной саморегуляции транспира-ционных потерь и низкой фотосинтетической активности, обусловленной преимущественно гетеротрофным способом питания in vitro.

По нашим данным, результативность этапа адаптации и выбор схемы перевода растений ex vitro определяется, прежде всего, биологическими особенностями культуры, а также способом укоренения микрочеренков и сроком высадки в нестерильные условия.

От степени развития корневой системы на этапе ри-зогенеза во многом зависит интенсивность развития растений при пересадке их в почву. Для легко укореняющихся культур, таких как актинидия пурпурная, высокая эффективность адаптации достигается при высадке растений с любых сред укоренения. Однако больший прирост побегов за адаптационный период в теплице достигается при использовании ауксинсодержащих сред, поскольку лучшее развитие корневой системы способствует более быстрой адаптации растений к почвенным условиям (табл. 1).

Повышение концентрации ИМК до 1 мг/л в среде укоренения жимолости вело к увеличению числа корней на микрорастение, что способствовало повышению процента адаптации и более активному росту побегов в теплице, чем у клонов, укорененных на низких концентрациях ауксина.

С высокой частотой, до 75-100 %, к нестерильным условиям адаптировались многие виды и сорта земляники, ежевики, малины, малино-ежевичных гибридов, жимолости, актинидии, сирени, клематисов.

Для сокращения затрат и ускорения производства посадочного материала ряд авторов [9-11] при клональном микроразмножении растений рода Rubus исключали этап укоренения побегов in vitro, высаживая черенки непосредственно в субстрат после кратковременной обработки их оснований ауксинами. При правильно подобранном индукторе ризогенеза и составе субстрата эффективность ризогенеза достигала 80-100 %.

По нашим данным, укоренение in vivo достаточно эффективно для ежевики и ежевично-малиновых гибридов и в меньшей степени - для жимолости и актинидии. Однако выход адаптированных растений в этом случае на 25-35 % ниже в зависимости от вида и сорта. Кроме того, растения, укорененные в стерильных условиях, в теплице росли интенсивнее и имели осенью более вызревшие побеги, чем полученные из микрочеренков, укорененных непосредственно в субстрате. Так, при высадке на адаптацию укоренных растений ежевики с надземной частью до 12-17 см, прирост побегов за 2-2,5 летних месяца составил 1,0-1,3 м, тогда как при укоренении микрочеренков непосредственно в теплице этот показатель не превышал 0,3-0,5 м.

а) б)

Рис. 10. Растения ежевики сорта Блэк Сэтин (а) и актинидии коломикта сорта Сентябрьская (б), полученные в культуре in vitro, после адаптации в теплице

Из нашего опыта работы следует, что наименее трудоемка и экономически выгодна сезонная адаптация полученных in vitro растений. В этом случае культуры активно размножают с января по март, в начале весны производят пересадку на среду укоренения и высаживают из культуральных сосудов непосредственно в пленочную теплицу с воздушно-капельным орошением в мае-июне, где растения находятся 1,5-2 месяца, затем пленку полностью снимают. К осени посадочный материал готов к коммерческой реализации или к высадке в питомник. По своему развитию эти растения нередко превосходят саженцы, полученные из зеленых черенков, и после доращивания формируют более мощную надземную часть по сравнению с растениями, полученными традиционными способами размножения (рис. 10).

Таким образом, в результате исследований, проведенных в лаборатории биотехнологии ВНИИГ и СПР им. И.В. Мичурина, оптимизирован минеральный и гормональный состав питательных сред для культивирования различных сортов и форм ягодных, нетрадиционных и декоративных растений с учетом их биологических особенностей, определены эффективные сочетания физических и химических факторов на разных этапах микроразмножения, усиливающие пролиферацию побегов и корнеобразование, установлена зависимость эффективности адаптации микрорастений к нестерильным условиям от уровня развития корневой системы.

Полученные результаты позволяют повысить практическую значимость используемых биотехнологических приемов как в системе производства посадочного материала, так и в селекции садовых культур.

ЛИТЕРАТУРА

1. Куликов И.М., Высоцкий В.А., Шипунова А.А. Биотехнологические приемы в садоводстве: экономические аспекты // Садоводство и виноградарство. 2005. № 5. С. 24-27.

2. Белокурова В.Б., Листван Е.В., Майстров П.Д., Сикура Й.Й., Глеба Ю.Ю., Кучук Н.В. Использование методов биотехнологии растений для сохранения и изучения биоразнообразия мировой флоры // Цитология и генетика. 2005. № 1. С. 41-51.

3. Murashige T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures // Physiol. Plant. 1962. V. 15. № 95. P. 473-497.

4. Quoirin M., Lepoivre P. Improved medium for in vitro culture of Prunus sp. // Acta Hortic. 1977. V. 78. P. 437-442.

5. Lloyd G.B., McCown B.H. Commercially feasible micropropagation of mountain laurel (Kalmia latifolia) by use of shoot tip culture // Comb. Proc. Intl. Plant. Propagators Soc. 1980. V. 30. P. 421-427.

6. Расторгуев С.Л. Регенерация растений из изолированных соматических тканей земляники и малины // Индукция морфогенеза и тканевая селекция плодовых и ягодных культур: метод. рекомендации. Мичуринск, 1996. С. 40-61.

7. Standardi A., Catalano F. Tissue culture propagation of kiwifruit // Comb. proc. Intern. plant propagators’ soc. 1984. V. 34. P. 236-243.

8. Петрова А.Д., Упадышев М.Т. Фенолкарбоновые кислоты как регуляторы роста ягодных и плодовых культур // Плодоводство и ягодоводство России: сб. науч. работ / ВСТИСП. М., 1999. Т. VI. С. 69-75.

9. Упадышев М.Т., Высоцкий В.А. Размножение ежевики и малины черной методом культуры тканей // Садоводство и виноградарство. 1991. № 6. С. 24-27.

10. Ковалева И.С., Данилова Т.В., Молканова О.И. Усовершенствование методики микроклонального размножения малино-ежевичного гибрида Тайберри // Бюл. Гл. бот. сада. 2000. Вып. 179. С. 136-143.

11. Клоконос Н.П. Культура изолированных тканей ежевики // Промышленное производство оздоровленного посадочного материала плодовых, ягодных и цветочно-декоративных культур: материалы междунар. науч.-практ. конф., 20-22 нояб. 2001 г. М., 2001. С. 105107.

БЛАГОДАРНОСТИ: Работа выполнена при поддержке гранта Российского фонда фундаментальных исследований № 09-04-97500-р_центр_а.

Поступила в редакцию 12 января 2010 г.

Shornikov D.G., Bryukhina S.A., Muratova S.A., Yankovskaya M.B., Papikhin R.V. In vitro conditions improvement for berry and ornamental plants micropropagation.

The characteristic properties of all steps of clonal micropropagation in vitro of berry and ornamental plants, such as raspberry, blackberry and its hybrids, actinidia, honeysuckle, barberry, schizandra chinensis, lilac and klematis were investigated. As a result more efficient concentrations and combination of hormones and mineral salts, which provide high intensive proliferation of microshoots and rizogenesis was stated. We also studied some conditions of rooting period in the way of influence on plantlets adaptation in vivo.

Ключевые слова: in vitro; optimization of environment structure; red raspberry; raspberry and blackberry hybrids; blackberry; kinds of garden strawberries; honeysuckle; black and red carrants; gooseberry; sorts of actinidia kolomikta; actinidia polygama; actinidia arguta; actinidia purple; barberries thunbergii; schizan-dra chinensis; eleutherococcus spiny; klematis; lilac profiled.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.