CC BY
27
5. Логинов Ю.П., Казак А.А., Якубышина Л.И. Экологическая пластичность и адаптивность сортов картофеля к условиям Тюменской области // Агропродовольственная политика России. 2015. № 8 (44). С. 63 - 67.
6. Логинов Ю.П., Казак А.А., Хайруллина З.А. Урожайность раннеспелых сортов картофеля при раннем сроке посадки в северной лесостепи Тюменской области // Агропродовольственная политика России. 2017. № 4 (64). С. 35 - 39.
7. Моисеева К.В., Моисеев Е.А. Продуктивность сортов картофеля в условиях северной лесостепи Тюменской области // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. 2020. № 4 (63). С. 47 - 50.
8. Ерёмин Д.И. Изменение содержания и качества гумуса при сельскохозяйственном использовании чернозёма выщелоченного лесостепной зоны Зауралья // Почвоведение. 2016. № 5. С. 584 - 592.
9. Rzaeva V. Productivity of crop rotation by the main tillage in the Tyumen region // Всборнике: IOP Confer-
ence Series: Earth and Environmental Science. Krasnoyarsk Science and Technology City Hall. Krasnoyarsk, Russian Federation, 2021. С. 52079.
10. Методика Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. М.: 2015. 61 с.
11. Методика по изучению картофеля в ИКХ. М., 1996. 83 с.
12. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
13. Ничипорович А.А. Методика изучения площади листьев и продуктивности сельскохозяйственных культур. М., 1967. 54 с.
14. Методика по изучению поражения картофеля болезнями в ВИЗР. М., 1994. 158 с.
15. Ренёв Н.О., Шахова О.А. Особенности формирования урожайности раннеспелых сортов картофеля в условиях северной лесостепи Тюменской области // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. - 2020. № 4 (63). С. 80 - 83.
Юрий Павлович Логинов, доктор сельскохозяйственных наук, профессор. ФГБОУ ВО «Государственный аграрный университет Северного Зауралья». Россия, 625003, г. Тюмень, ул. Республики, 7, yura.loginow2016@ yandex.ru
Андрей Сергеевич Гайзатулин, аспирант. ФГБОУ ВО «Государственный аграрный университет Северного Зауралья». Россия, 625003, г. Тюмень, ул. Республики, 7, [email protected]
Yuri P. Loginov, Doctor of Agriculture, Professor. Northern Trans-Ural State Agricultural University. 7, Republic St., Tyumen, 625003, Russia, [email protected]
AndreiS. Gaizatulin, postgraduate. Northern Trans-Ural State Agricultural University. 7, Republic St., Tyumen,
625003, Russia, [email protected]
-♦-
Научная статья УДК 634.8
doi: 10.37670/2073-0853-2021-90-4-72-75
Особенности клонального микроразмножения культурного винограда (Vitis vinifera L.) на этапах «введение в культуру» и «собственно микроразмножение»
Ирина Борисовна Кузнецова1, Сергей Сергеевич Макаров2
1 Костромская государственная сельскохозяйственная академия
2 Центрально-Европейская лесная опытная станция ВНИИЛМ
Аннотация. В статье приведены результаты изучения влияния основных стерилизующих агентов и времени их воздействия на жизнеспособность эксплантов культурного винограда (Vitis vinifera L.) на этапе «введение в культуру», а также различных концентраций цитокининов 6-БАП, 2ip и Тидиазурон в питательной среде MS на процесс побегообразования винограда сорта Московский белый на этапе «собственно микроразмножение». На этапе «введение в культуру» in vitro наибольшая приживаемость эксплантов винограда отмечена при использовании Экостерилизатора бесхлорного при времени стерилизации 15 и 20 мин. (87 - 90 %) и 0,1%-ного раствора сулемы при времени стерилизации 10 и 15 мин. (73 - 78 %). На этапе «собственно микроразмножение» при повышении концентрации цитокинина 6-БАП от 0,5 до 2,0 мг/л отмечено увеличение количества микропобегов винограда в 2,1 раза. При использовании цитокининов 2ip и Тидиазурон наибольшее количество микропобегов винограда (6,8 - 8,0 шт.) отмечено при концентрации 1,0 мг/л. Наибольшая суммарная длина микропобегов у растений-регенерантов винограда (54,8 - 84, 3 см) наблюдалась при концентрациях цитокинина 6-БАП 1,0 мг/л, при концентрациях 2ip и Тидиазурон 0,5 мг/л.
Ключевые слова: культурный виноград, клональное микроразмножение, in vitro, стерилизующие агенты, цитокинины.
Для цитирования: Кузнецова И.Б., Макаров С.С. Особенности клонального микроразмножения культурного винограда (Vitis vinifera L.) на этапах «введение в культуру» и «собственно микроразмножение» // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2021. № 4 (90). С. 72 - 75. doi: 10.37670/2073-0853-2021-90-4-72-75.
Original article
Features of clonal micropropagation of cultural grape (Vitis vinifera L.) at the stages of "introduction into culture" and "proper micropropagation"
Irina B. Kuznetsova1, Sergey S. Makarov2
1 Kostroma State Agricultural Academy
2 Central European Forest Experiment Station
Abstract. The of research on the study of the influence of the main sterilizing agents and the time of their effect on the viability of expiants of cultural grape (Vitis vinifera L.) at the stage of "introduction into culture", as well as various concentrations of 6-BAP, 2ip and Thidiazuron cytokinins in the nutrient medium MS on the process of shoot formation of grape of Moskovsky Bely cultivar at the stage of "proper micropropagation". The greatest survival rate of grape explants is noted when using chlorine-free ecosterilizer with a sterilization time of 15 and 20 minutes (87 - 90 %) and 0.1 % mercuric chloride solution with a sterilization time of 10 and 15 minutes (73 - 78 %) at the stage of introduction into the culture in vitro. An increase in the number of microshoots of grape by 2.1 times is noted with an increase in the concentration of cytokinin 6-BAP from 0.5 to 2.0 mg/l at the stage of "proper micropropagation". The largest number of micro-shoots of grapes (6.8 - 8.0 pcs.) is observed at a concentration of 1.0 mg/l with the use of cytokinins 2ip and Thidiazuron. The greatest total length of microshoots in regenerated grape plants (54.8...84.3 cm) is observed at concentrations of cytokinin 6-BAP 1.0 mg/l, at concentrations of 2ip and Thidiazuron 0.5 mg/l.
Keywords: cultural grapes, clonal micropropagation, in vitro, sterilizing agents, cytokinins.
For citation: Kuznetsova I.B., Makarov S.S. Features of clonal micropropagation of cultural grape (Vitis vinifera L.) at the stages of "introduction into culture" and "proper micropropagation". Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2021; 90(4): 72 -75. (In Russ.). doi: 10.37670/2073-0853-2021-90-4-72-75.
Культурный виноград (Vitis vinifera L.) принадлежит к семейству Виноградные (Vitaceae Lindley КипШ), которое включает около 600 видов, отличающихся большим разнообразием морфологических признаков. Это древесная лиана со стволом до 30 м в длину. Листья очередные, крупные, в очертании круглые, почковидные, цельные, 3 - 5-лопастные. Метельчатые соцветия расположены супротивно листьям. Часть соцветий видоизменена в усики, которыми побеги прикрепляются к опоре. Цветки мелкие, зелёные, обоеполые, чашечка и венчик пятичленные. Соцветие представляет собой сложную кисть или метёлку конической формы. От центральной оси его отходят разветвления (до 5 порядков), на концах которых группами расположены цветки. Количество цветков в соцветии варьирует от нескольких десятков до нескольких сотен [1 - 5].
Плоды - ягоды разнообразной формы, величины, окраски и вкуса, с 1 - 4 семенами. Они содержат до 30 % сахаров, органические кислоты (яблочную, винную), пектины, минеральные вещества (калий, йод, кальций, медь, магний, марганец, фтор, кобальт), аскорбиновую кислоту (0,4 - 12 мг%), витамины В, К1. В окрашенных сортах по сравнению с белоплодными формами много дубильных веществ. Плоды винограда необходимо включать в рацион при истощении организма, упадке сил, малокровии, нарушении обмена веществ, туберкулёзе лёгких. Благодаря содержанию органических кислот плоды винограда способствуют улучшению пищеварения, так как усиливают выделение пищеварительных соков [6].
Виноград - теплолюбивая культура. От мороза страдают плодоносящие побеги, поэтому приблизительно на половине площади виноградников побеги (лозы) укрывают на землю, закапывая их в землю. Страдает от весенних заморозков, особенно при распускании почек. Оптимальная температура весной - +18...+20 °С, годовой оптимум осадков - 300 - 500 мм. Предпочитает лёгкие почвы [3 - 5].
Виноград - одна из самых распространённых ягодных культур, играющая существенную роль в мировой экономике. Во многих странах большое значение в настоящее время придаётся внедрению в производство интенсивных методов производства высококачественного посадочного материала винограда и разработке новых высокоэффективных способов закладки виноградников. Корнесобственные растения винограда живут до 80 лет, привитые - до 40 лет. Виноград размножают черенками, отводками и прививкой, в качестве подвоя используют хорошо приспособляющиеся к местным условиям растения [3, 5, 7]. По сравнению с традиционными методами размножения винограда черенкованием и прививкой клональное микроразмножение винограда является более эффективным и имеет ряд преимуществ: огромный коэффициент размножения, отсутствие сезонности в работе, возможность получить оздоровленный безвирусный посадочный материал к определённому сроку [8 - 11].
Цель исследования - изучение влияния основных стерилизующих агентов и времени их воздействия на приживаемость эксплантов винограда на этапе «введение в культуру», а также различных концентраций цитокининов
в питательной среде на прирост микропобегов винограда сорта Московский белый на этапе «собственно микроразмножение».
Материал и методы. Исследование проводили в 2018 - 2020 гг. в лаборатории кло-нального микроразмножения растений на базе Центрально-Европейской лесной опытной станции ВНИИЛМ по общепринятым методикам [12]. Для введения в культуру in vitro исходные фрагменты растений винограда (почки) сорта Московский белый промывали в проточной воде, затем помещали на 1 мин. в спирт, а потом - в основной стерилизующий раствор. В качестве основных стерилизаторов использовали сулему (0,1%-ный раствор), Доместос в разведении 1:5, экостерилизатор бесхлорный (5%-ный раствор) в разведении 1:1, хлорную известь в разведении 1:2. Время стерилизации составляло 5, 10, 15 и 20 мин. После этого почки винограда многократно промывали стерильной дистиллированной водой. В условиях асептики в ламинар-боксе вычленяли апикальную меристему из почек и высаживали на питательную среду по прописи MS (Мурасиге-Скуга), в каждом варианте по 100 шт. Процент приживаемости рассчитывали по количеству жизнеспособных эксплантов. На этапе «собственно микроразмножение» изучали влияние различных концентраций цитокининов 6-БАП (6-бензиламинопурин), 2ip (2-изопентени-ладенин) и Тидиазурон в концентрациях 0,5; 1,0 и 2,0 мл/л в питательной среде MS на процесс побегообразования винограда сорта Московский белый. Учитывали количество, среднюю и суммарную длину микропобегов. Повторность трёхкратная, по 15 пробирочных растений в каждой. При проведении статистической обработки данных использовали программное обеспечение AGROS v.2.11 и Microsoft Office 2016.
Результаты исследования. По результатам исследования на этапе «введение в культуру» мы выявили, что наиболее эффективным стерилизующим агентом оказался экостерилизатор бесхлорный при времени стерилизации 15 и 20 мин., где процент жизнеспособных эксплантов составлял 87 и 90 % соответственно (табл. 1). При обработке 0,1%-ным раствором сулемы в течение 10 и 15 мин. приживаемость эксплан-тов также была достаточно высокой (73 и 78 % соответственно), но при увеличении времени стерилизации до 20 мин. она резко снижалась и составляла лишь 26 %, что, по всей видимости, связано с фитотоксичностью хлорида ртути. При обработке исследуемыми стерилизующими агентами при времени стерилизации 5 мин. приживаемость эксплантов была низкой и не превышала 27 %, остальные экспланты погибали от инфекции.
На этапе «собственно микроразмножение» установлено, что тип цитокинина и его концентрация в питательной среде MS оказывали существенное влияние на побегообразование винограда сорта Московский белый. С повышением концентрации цитокинина 6-БАП от 0,5 до 2,0 мг/л количество микропобегов винограда увеличивалось от 5,5 до 11,3 шт. (табл. 2). При использовании цитокининов 2ip и Тидиазурона наибольшее количество побегов (8,0 и 6,8 шт. соответственно) было отмечено при концентрации 1,0 мг/л, а при концентрации 2,0 мг/л количество побегов резко уменьшалось (до 4,4 и 5,1 шт. соответственно).
Средняя длина микропобегов винограда с увеличением содержания в питательной среде всех исследуемых цитокининов от 0,5 до 2,0 мг/л уменьшалась и составляла: в варианте с 6-БАП - 8,9 и 4,1 см соответственно, а при
1. Приживаемость эксплантов винограда сорта Московский белый в зависимости от применения стерилизующих веществ и экспозиции, %
Время стерилизации, мин. Стерилизующий агент
сулема 0,1 % Доместос 1:5 экостерилизатор бесхлорный 5%-ный 1:1 Хлорная известь 1:2
5 27 12 18 11
10 73 23 53 19
15 78 29 87 17
20 26 37 90 12
2. Количество микропобегов винограда сорта Московский белый в зависимости от различных цитокининов и их концентраций, шт.
Цитокинин Концентрация, мг/л
0,5 1,0 2,0
6-БАП 5,5 9,8 11,3
2ip 7,4 8,0 4,4
Тидиазурон 6,3 6,8 5,1
НСР05 фактор А = 1,29; фактор В = 1,01; общ. = 2,91
Примечание: НСР05 - наименьшая существенная разность на 5%-м уровне значимости.
использовании 2ip - 9,9 и см, Tидиазурона -8,7 и 4,2 см (табл. 3).
3. Средняя длина микропобегов винограда сорта Московский белый в зависимости от различных цитокининов и их концентраций, см
Цитокинин Концентрация, мг/л
б^П 8,9 8,б 4,1
2ip 9,9 8,8
^диазурон 8,7 б,4 4,2
HCTqs фактор А = 1,2S; фактор В = G,91; общ. = 1,71
Суммарная длина микропобегов культурного винограда сорта Московский белый была наибольшей при добавлении в питательную среду MS цитокинина 6-БАП в концентрации 1,0 мг/л и достигала 84,3 см. При использовании 2ip и Тидиазурона в концентрации 0,5 мг/л данный показатель составлял 73,3 и 54,8 см соответственно (табл. 4).
4. Суммарная длина микропобегов винограда сорта Московский белый в зависимости от различных цитокининов и их концентрации, см
Цитокинин Концентрация, мг/л
1$ 2,G
б^П 49£ 84,3 4б,3
2ip 73,3 7G,4 24,7
^диазурон S4,8 43,S 21,4
фактор А = З£З; фактор В = 2^1; общ. = 4^
Выводы
1. При введении культурного винограда сорта Московский белый в культуру in vitro в качестве основных стерилизаторов наиболее эффективными оказались экостерилизатор бес-
хлорный (5%-ный раствор в разведении 1:1) при времени стерилизации 1S и 2G мин. и сулема ^,1%-ный раствор) при времени стерилизации 1G и 1S мин.
2. ^ этапе «собственно микроразмножение» процесс побегообразования винограда сорта Московский белый происходил более интенсивно при добавлении в питательную среду MS цитокининов 2ip и ^диазурон в концентрации G,S мг/л, 6-БAП в концентрации 1,G мг/л.
Литература
1. Лазаревский МА. Изучение сортов винограда. Ростов-на-Дону: Изд-во Ростовского ун-та, 19бЗ. 1S2 с.
2. Мержаниан A.Q Виноградарство. М.: Колос, 19б7. 4б4 с.
3. Tрошин Л.П., Свириденко H.A. Устойчивые сорта винограда. Симферополь: Tаврия, 1988. 2G8 с.
4. Потапенко AÄ Русский зимостойкий виноград. Смоленск: Универсум, 2GG7. 16G с.
5. Галущенко В.Т, Березовский Ю.С. Виноград. М., Донецк: ACT; Сталкер, 2GG8. Ш8 с.
6. Кисличенко В.С., Кузнецова В.Ю., Ярошен-ко И.В. Виноград культурный. Aналитичеcкий обзор // Провизор. 2GG7. № 1S. С. 39 - 42.
7. Tрошин Л.П. Лмпелография и селекция винограда. Краснодар: Вольные мастера, 1999. 138 с.
8. Garre M., Martin-Tanguy K., Mussillon P. La cultur de meristemes et la multilpication Végetative in Vitro au service de la pepiniere // Bulletin Petits Fruit. 1979; 14: 7 - 6S.
9. Дорошенко HK. Повышение регенерационной способности меристем при получении безвирусного материала винограда // Виноград и вино России. 1997. № 2. С. б - 9.
Ю. Быстрое клональное размножение виноградного растения / Ai. Бургутин, Р.Г. Бутенко, КВ. Катаева [и др.] // Сельскохозяйственная биология. 1983. № 7. С. 48 - SG.
11. Высоцкий ВА. Биотехнологические приёмы в современном садоводстве // Сборник научных работ ВСТИСиП РAСХH. М., 2G11. T. XXVI. С. 3 - Ю.
12. Калашникова E.A. Клеточная инженерия растений: учеб. пособие. М.: Изд-во РГAУ-МСХA, 2G12. 318 с.
Ирина Борисовна Кузнецова, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент. ФГБОУ ВО «Костромская государственная сельскохозяйственная академия». Россия, 156530, Костромская область, Костромской р-н, п. Караваево, Караваевская с/а, Учебный городок, 34, [email protected]
Сергей Сергеевич Макаров, кандидат сельскохозяйственных наук. Филиал ФБУ «Всероссийский научно-исследовательский институт лесоводства и механизации лесного хозяйства» «Центрально-Европейская лесная опытная станция». Россия, 156013, г. Кострома, пр-т Мира, 134, [email protected]
Irina B. Kuznetsova, Candidate of Agriculture, Associate Professor. Kostroma State Agricultural Academy. 34, Uchebniy Gorodok St., Karavaevskaya s/a, Karavaevo village, Kostroma district, Kostroma region, 156530, Russia, [email protected]
Sergey S. Makarov, Candidate of Agriculture. Central European Forest Experiment Station - Branch of All-Russian Research Institute of Silviculture and Mechanization of Forestry. 134, Mira Ave., Kostroma, 156013, Russia, [email protected]
-♦-
