CC BY
149
УДК 630.232.328
Зонтиков Дмитрий Николаевич
кандидат сельскохозяйственных наук [email protected]
Зонтикова Светлана Анатольевна
кандидат сельскохозяйственных наук [email protected]
Костромской государственный университет им. Н.А. Некрасова
ОСОБЕННОСТИ КЛОНАЛЬНОГО МИКРОРАЗМНОЖЕНИЯ НЕКОТОРЫХ ДЕКОРАТИВНЫХ СОРТОВ ROSA HYBRIDA
В статье показан процесс клонального микроразмножения некоторых декоративных сортов Rosa hybrida от этапа стерилизации до укоренения. Особое внимание уделено влиянию регуляторов роста на процессы геммо- и ризогенеза.
Ключевые слова: клональное микроразмножение, регуляторы роста, геммогенез, ризогенез, 6-бензилами-нопурин, a-нафтилуксусная кислота.
Представители рода Rosa занимают особое место среди декоративных кустар. ников. В настоящее время выведено огромное число сортов и форм, различающихся окраской цветка, его формой, высотой цветоноса, наличием шипов и т.д. В цветоводстве декоративных сортов рода Rosa большое значение имеет раздел, связанный с размножением ценных сортов и получением необходимого количества посадочного материала, разработкой и внедрением новых, экономически эффективных методов. Многие сорта и формы рода Rosa плохо размножаются традиционным методом вегетативного размножения - черенкованием. Наиболее быстрым и экономически выгодным решением данной проблемы является клональное микроразмножение перспективных образцов.
Одним из наиболее важных факторов при клональном микроразмножении является содержание в среде регуляторов роста. В настоящее время к регуляторам роста относят 5 типов веществ, которые условно подразделяют на гормоны стимулирующего и ингибирующего действия. К гормонам стимулирующего действия относят ауксины, гиббереллины и цитокинины, а ингибирующего - абсцизовую кислоту и этилен [3].
Цитокинины участвуют во многих физиологических процессах растений, регулируют деления клеток, морфогенез побега и корня, созревание хлоропластов, линейный рост клетки, образование добавочных почек.
Ауксины стимулируют ростовые процессы, такие как рост корней, растяжение клеток, деление клеток в культуре ткани.
Соотношение ауксинов и цитокининов является ключевым фактором деления клеток и диф-
ференцировки тканей, поэтому при культивировании растений in vitro используют различные сочетания и концентрации этих веществ. При этом различным видам и даже тканям одного растения для эффективного морфогенеза необходимы различные комбинации и количества этих регуляторов роста, которые устанавливаются эмпирическим путем.
В мировой практике клонального микроразмножения растений наиболее широко применяется цитокинин 6-бензиламинопурин (БАП) и ауксин а-нафтилуксусная кислота (НУК), что связано со стабильностью промышленного производства этих синтетических соединений, устойчивостью их химической структуры при автоклавиро-вании и эффективным индуцированием морфогенеза [2].
В задачу нашего исследования входило изучение влияния различных сочетаний концентраций БАП и НУК на геммогенез (почкообразова-ние) и ризогенез (корнеобразование) розы гибридной.
В работе использовали перспективные сорта для тепличного выращивания Rosa hybrida Престиж и Карина, предоставленные ГУСХП «Высоковский».
Исследования проводились согласно общепринятой методике клонального микроразмножения [1]. Характер образование почек непосредственно в тканях экспланта рассматривали согласно классификации, предложенной Мурасиге [5].
От донорных растений изолировали сегменты побега с пазушной меристемой длиной 1 см. Метамеры промывали в водном растворе перманганата калия в течение десяти минут. После этого работы вели в стерильных условиях лами-
12
Вестник КГУ им. Н.А. Некрасова ♦ № 5-6, 2011
© Зонтиков Д.Н., Зонтикова С.А, 2011
Рис. 1. Апикальная меристема розы сорта Престиж (увеличение 10x40)
нарного бокса. Метамеры промывали в 70% растворе этанола в течение 20 секунд, далее помещали в 2,0% водный раствор гипохлорита натрия на 10 минут, затем трехкратно промывали в стерильной дистиллированной воде в течение 15 минут [4]. В асептических условиях сегменты помещали в чашку Петри и под бинокулярной лупой с помощью скальпеля и препаровальной иглы выделяли меристему с листовыми примордиями. Выделенную меристему помещали в культуральные сосуды с питательной средой.
Меристему культивировали на питательной среде с минеральной основой MS [5]. В качестве источника углеводов использовали сахарозу в концентрации 20 г/л, для желирования среды использовали агар <^1ко» - 5 г/л, рН среды колебался от 5,8 до 5,9. Для стимуляции геммогенеза использовали 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 мг/л БАП в сочетании с 0,1; 0,2; 0,3 или 0,4 мг/л НУК соответственно. За контроль был принят вариант сочетания
Рис. 2. Побегообразование у розы сорта Карина (24-е сутки после введения)
БАП 0,5 мг/л + НУК 0,1мг/л, предложенный в работе Pegah Khosravi (2007) [6]. Культивировали при постоянной температуре +220С, освещенности 3-4 тыс. люкс и фотопериоде 16 часов день, 8 - ночь [1]. Полученные побеги делили на метамеры и пересаживали на свежую питательную среду аналогичного состава до образования хорошо развитых растений-регенерантов. Для развития и роста корней полученные микропобеги помещали на питательную среду MS, дополненную НУК в концентрации 0,1; 0,2; 0,3 или 0,4 мг/л, а также 20 г/л сахарозы и 5 г/л агара.
Было установлено, что меристемы, помещенные на питательную среду (все варианты), через 7 суток культивирования начинали с разной интенсивностью образовывать каллус, на котором после 10 суток были видны почки, а через 14 суток отмечался активной рост побегов (рис. 2). Наибольшее количество побегов образовалось на питательной среде с содержанием регуляторов
Таблица1
Влияние регуляторов роста на побегообразование у Rosa hybrid
Регуляторы роста, мг/л Сорт Общее количество эксплантов, шт. Количество морфогенных эксплантов Количество полученных побегов, шт.
шт. %±Sp
БАП 0,5+ НУК 0,1 (контроль) Престиж 52 21 39,2±0,9 12
Карина 60 33 55,0±0,8 17
БАП 1,0 + НУК 0,2 Престиж 44 28 62,1±0,9 14
Карина 45 27 59,3±0,7 22
БАП 1,5 + НУК 0,3 Престиж 52 37 70,4±0,5 24
Карина 60 43 71,2±0,8 29
БАП 2,0 + НУК 0,4 Престиж 60 17 28,3±0,6 3
Карина 60 21 35,0±0,7 6
Вестник КГУ им. Н.А. Некрасова ♦ № 5-6, 2011
13
Таблица2
Влияние а-нафтилуксусной кислоты на корнеобразование у Rosa hybrid
Регуляторы роста, мг/л Сорт Общее растений- регенерантов, шт. Количество у1 растений-регене1 коренившихся эантов (20 сутки)
шт. %±Sp
НУК 0,1 (контроль) Престиж З2 30 92,2±0,7
Карина З0 24 79,0±0,8
НУК 0,2 Престиж З4 32 93,1±0,9
Карина З0 29 95,3±0,7
НУК 0,3 Престиж З2 21 64,7±0,5
Карина ЗЗ 19 57,2±0,8
НУК 0,4 Престиж 29 11 37,9±0,6
Карина 25 13 52,0±0,7
роста БАП 1,5 + НУК 0,3. Для сорта Престиж из 52 введённых меристем 37 (70,4%) были морфогенными и образовали 24 побега, у сорта Карина из 60 введённых меристем морфогенными оказались 43 (71,2 %) и образовали 29 побегов (табл. 1).
На 20-26 сутки культивирования, после того как побеги достигли в длину 4-5 см, проводили их мультипликацию и пересаживали на свежую питательную среду. Через 10 суток наблюдали образование новых микропобегов (рис. 3).
На 40-е сутки культивирования пересаживали хорошо сформированные побеги с 4-6 листьями на питательную среду для укоренения. Лучший результат был получен на питательной среде с содержанием НУК 0,2 мг/л, где процент укоренившихся побегов у сорта Престиж составил 93,1%, сорта Карина 95,3% (табл. 2). На питательных средах с высоким содержанием регулятора роста наблюдалось активное образование каллуса на месте среза и в местах локализации образовательной ткани, кроме того, наблюдалось обра-
Рис. 3. Побегообразование после мультипликации, 10 сутки
зование витрифицированных побегов. В контрольном варианте процесс укоренения занял больше времени.
При клональном микроразмножении декоративных сортов роз большое значение имеет использование определённой концентрации регуляторов роста, её увеличение ведёт к витрифика-ции побегов и образованию неморфогенного каллуса, а уменьшение - к приостановке морфогенетической активности. Очень важно своевременно проводить пересадку микрорастений на свежие питательные среды, не допуская пожелтения листьев.
Таким образом, нами было установлено, что наиболее эффективно проводить культивирование меристем Rosa hybrida сортов Карина и Престиж на питательной среде MS, содержащей регуляторы роста в концентрации: 6-бензиламинопурин -1,5 мг/л и а-нафтилуксусную кислоту - 0,3 мг/л, что позволяет получить 70,4% и 71,2% морфогенных эксплантов, образующих по 24 и 29 микропобегов соответственно. Для образования корней их целесообразно пересаживать на среду, содержащую 0,2 мг/л а-нафтилуксусной кислоты.
Библиографический список
1. Бутенко Р.Г. Культура изолированных тканей как метод изучения процессов роста и морфогенеза растений. - М.: Наука, 1964. - 256 с.
2. Кулаева О.Н. Как регулируется жизнь растений // Соросовский образовательный журнал. -1995. - №> 1. - 134 с.
3. Муромцев Г. С. Основы сельскохозяйственной биотехнологии. / Г. С. Муромцев, Р.Г. Бутенко, Т.И. Тихоненко. - М.: Наука, 1990. - 176 с.
4. Поляков А.В. Получение регенерантов овощных культур и их размножение in vitro. Ме-
14
Вестник КГУ им. Н.А. Некрасова ♦ № 5-6, 2011
тодические рекомендации. - М.: ГНУ ВНИИО Россельхозакадемии, 2005. - 36 с.
5. Murashige T. A. Revised Medium for Rapid Growth and Bio Assays with Tobacco Tissue Cultures /T. Murashige, F. Skoog // Physiologia Plantarum. - 1977. - V 15. - Р 497.
6. Pegah K. A protocol for mass production of Rosa hybrida cv. Iceberg through in vitro propagation. / Pegah Khosravi, Maryam Jafarkhani Kermani, Gorban Ali Nematzadehl, Mohammad Reza Bihamta // I ranian journal of biotechnology. - 2007. -Vol. 5. - №> 2. - P 192.
УДК 597.82:591.557.2
Сиротина Марина Валерьевна
кандидат биологических наук Костромской государственный университет им. Н.А. Некрасова
АНАЛИЗ МОРФО-ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПОПУЛЯЦИЙ RANA TEMPORARIA ОКРЕСТНОСТЕЙ ГОРОДА КОСТРОМЫ И ЗАПОВЕДНИКА «КОЛОГРИВСКИЙ ЛЕС»
В статье приводятся данные по морфометрическим характеристикам популяций травяной лягушки Костромской области. В целях биоиндикации используется коэффициент асимметрии билатерально расположенных признаков.
Ключевые слова: травяная лягушка, морфометрические показатели, Костромская область, заповедник «Кологривский лес», коэффициент асимметрии.
В настоящее время в условиях всё более возрастающего антропогенного пресса на природные экосистемы чрезвычайно актуальными становятся мониторинговые исследования, основанные на биоиндикации. Земноводные являются удобным объектом биомониторинга, так как связывают трофические сети пресноводных водоёмов и суши, могут являться консументами нескольких порядков, их икра и личинки чувствительны к загрязнителям. Земноводные имеют продолжительность жизни от 4 до 7 лет, что позволяет по характеристикам их популяций оценивать эффекты длительного воздействия антропогенных факторов на экосистемы. В Костромской области наиболее распространённым видом среди земноводных является лягушка травяная (Rаnа temporaria), тем не менее, состояние популяций этого вида, их морфометрические характеристики изучены слабо.
В связи с вышеуказанным, целью нашей работы было изучение морфометрических характеристик лягушки травяной и оценка стабильности развития её популяций по показателям флуктуирующей асимметрии билатерально симметричных признаков в условиях пригородных, фоновых экосистем и экосистем государственного природного заповедника «Кологривский лес».
Данные собраны за полевой сезон 2010 года, общий объём выборки составил 91 особь травя-
ной лягушки, в том числе 48 особей было отловлено но территории заповедника (район экспедиционных стоянок на реках Сеха и Понга), 30 особей вблизи деревни Бурдово Кологривского района Костромской области и 13 особей в лесном массиве вблизи посёлка Караваево в окрестностях г. Костромы. Для изучения морфометрических признаков были сделаны следующие промеры:
L. - длина тела от кончика морды до анального отверстия;
L.c. - длина головы, расстояние от кончика морды до края затылочного отверстия (прощупывается через кожу);
Е - длина бедра;
Т. - длина голени.
На основании промеров были высчитаны морфометрические индексы L./ L.c., L./T., Е./Т. (табл. 1).
Стабильность развития популяций оценивалась по коэффициенту асимметрии, выраженной средней частотой асимметричного проявления на признак (ЧАПП), рассчитанной по формуле:
ЧАПП = Е А/№М,
А - число асимметричных признаков у отдельных особей;
N - число особей в выборке;
М - число анализируемых признаков.
Нами были проанализированы следующие билатеральные признаки [1]:
© Сиротина М.В., 2011
Вестник КГУ им. Н.А. Некрасова ♦ № 5-6, 2011
15
