CC BY
58
The inspection of Pacific red cedar Thuja plicata biogroup of big size which had been formed on the place of former transplant nursery and also five parks with small groupments of this species in some degree compensated the absence of its typical forest plantings. The potential productivity of these groupments was evaluated by their classes of bonitet. The classes of bonitet of the all inspected park groupments were higher, than the class of bonitet of the bi-ogroup in Zadwirja village, where the growth of T. plicata had been inhibited by marl layer in soil depth. The growth of the best biogroups corresponds to the 1st class of bonitet. According to obtained data we can recommend creating experimental forest plantings of T. plicata for obtaining more reliable conclusions in the prospect.
Keywords: Thuja plicata, Pacific red cedar, forest planting, potential productivity, class of bonitet.
УДК630*27:58.085:582.772.3 Асист. С.Ю. Бтоус, канд. бюл. наук;
доц. О.М. Курдюк, канд. бюл. наук; магктр О.В. Медведчук -НУ бюресурав i природокористування, м. Kui'e
ОСОБЛИВОСТ1 ОТРИМАННЯ АСЕПТИЧНО1 КУЛЬТУРИ ACER SACCHARINUM L. В УМОВАХ IN VITRO
Обгрунтовано актуальшсть мшроклонального розмноження Acer saccharinum L. Наведено особливост морфогенезу при введенш в культуру in vitro Acer saccharinum L. Проведено щ^р оптимального часу вщбору та тип експлантш. Встановлено оптималь-ш концентрацн стерилянпв i час експозицн для ефективного (95 %) отримання асеп-тично! культури Acer saccharinum L. Пщбрано основш компонента живильного сере-довища з додаванням регуляторiв росту цитокiнiнового типу ди. Встановлено найефек-тивнiше середовище з додаванням 0,2 мг-л-1 тщазурону для успiшного отримання мор-фогенно активних мiкропагонiв клена срiблястого в умовах in vitro.
Ключовi слова: Acer saccharinum L., мшроклональне розмноження, експлант, жи-вильне середовище, рослина-регенерант, морфогенез, in vitro.
Вступ. На фош постiйного зростання попиту на садивний матерiал та стр1мке розширення його асортименту завдяки новим формам i культиварам, вiтчизняний ринок продукцií деревних рослин потребуе впровадження сучас-них методiв отримання саджанцiв для використання у садово-парковому буд1в-ництвi та ландшафтнш архiтектурi [11, 12].
Acer saccharinum L. Рвд Клен (Acer L.) належить до родини Кленовi (Ace-raceae Juss.), об'еднуе до 157 видш, серед яких близько 47 штродуковано в Ук-раЫ, що входять у 17 секцш [4-6].
Бiотехнологiчнi методи in vitro забезпечують розмноження рослини за короткий час 3i збереженням морфолопчних i генетичних властивостей мате-ринсько1 рослини, звiльняють 1х вiд бактерiальних i вiрусних iнфекцiй, значно збшьшують коефiцiент розмноження та забезпечують масове отримання садив-ного матерiалу незалежно вiд сезону, характеру i перюдичносп плодоношения, якостi насiния та факторiв навколишнього середовища [1, 2, 12].
Встановлено, що культура iзольованих тканин е найсучасшшим методом розмноження оздоровлених клонiв i гiбридних форм, стшких проти хвороб, токсишв, гербiцидiв, засоленосп грунту. Останшми роками зусилля дослщни-кiв спрямованi на розроблення рентабельних i швидких технологiй розмноження листяних вид1в деревних рослин. Метод культури iзольованих тканин й орга-
тв набув застосування для отримання садивного MaTepiarty для озеленення, декоративного сaдiвництвa та ландшафтного дизайну [2, 7-9].
Першим етапом будь-яких бiотeхнологiчних дослщжень, пов'язаних з культурою тканини рослин, е добip ефективних способiв стеритзацп та отримання стерильно'' морфогенно здатно'' рослинно'' культури. Повна стеритзащя вихiдного мaтepiaлy е нeвiд,емною частиною на перших етапах мкроклональ-ного розмноження, вiд яко'' залежить подальший piст i розвиток рослин-регене-ранлв i здaтнiсть !х до морфогенезу. Яюсть i"i залежить вiд стерилянта, його кондeнтpaцii та експозицл. Оптимальний добip стеритзуючо! речовини полягае в тому, щоб вона знешкоджувала патогенну бaктepiaльнy та грибну мiкpофлоpy на поверхш рослин i якомога менше шкодила рослинним тканинам й органам всередиш. Для позбавлення рослинного мaтepiaлy вiд патогенно!' мiкpофлоpи застосовують piзномaнiтнi стepилiзaцiйнi речовини [1, 9, 10].
Метою роботи е пiдбip ефективних способiв стеритзацп для отримання асептично'' культури i здaтнiсть до регенерацп Acer saccharinum L. в умовах in vitro. Треба зазначити, що метою стеритзацп е не тшьки отримання вiльних вiд екзогенних мiкpооpгaнiзмiв eксплaнтiв, а й збереження ''х здaтностi до морфогенезу [1, 9].
Матерiали i методи дослщження. У дослiджeннях експлантами слугу-вали пагони Acer saccharinum L. довжиною 5-7 см з брунькою, вщбраш нaвeснi (рис. 1). При видшенш меристем пагони промивали 15 хв у мильному pозчинi, пiсля чого тддавали стеритзацп у стерильних розчинах в умовах ламшарного боксу. На етат введення в культуру in vitro та регенерацп використано живиль-не середовища Мypaсiгe i Скуга [13] з додаванням вiтaмiнiв i фiтогоpмонiв piз-но'' концентрацп (0,5 БАП, 0,25 кшетин). Експлантати вирощували в культу-paльнiй кiмнaтi за освгглення люмiнeсцeнтними лампами (4000 лк) на 16-годин-ному фотопepiодi за температури 26 °С [1, 8, 10, 14].
Рис. 1. Рослини-донори Acer saccharinum L. для введення в культуру in vitro
Випробувано кшька вapiaнтiв стеритзацп залежно вщ виду стеритза-цшно! речовини та часу експозицп: 0,1 %-вий розчин HgCl2 (сулеми) - з експо-зицiею 3-10 хв, 0,1 %-й розчин AgNO3 (нiтpaтy сpiблa) - 5-10 хв i 25 %-й перекис водню (H2O2) - 5-10 хв. Вщомо, що органи i тканини деревних рослин ендо-генно пошкоджуються бактеркми i грибами, що ускладнюе отримання асептич-но'' культури [2].
За основний показник ефективносп стерилiзацiйноí речовини прийнято кiлькiсть ексиланпв, що нормально розвивались в культурi in vitro [2, 10]. Вста-новлено, що в м'яких умовах стерилiзацií загибель ексилантапв вiдбувалася через заражения культури, а бшьш жорстких - через окисления рослинних тканин. Зокрема, пiд час стерилiзацií 0,1 %-м розчином HgCl2 з експозицieю 7 хв i триразовим вiдмиваниям, експланти мали 100 %-ву асептичнiстю тканин без прояву морфогенезу. Кiлькiсть життездатних експлантiв становила 40 %.
У зв'язку iз сильним окисленням ексилантапв, що неминуче призводило до íх загибелi, проведено дослiджения на можливкть використання з метою стерилiзацií пагошв рiзних концентрацiй розчину Н2О2. Наступну стерилiзацiю ексилаштв здiйснено з використанням перекису водню (Н2О2) у 50 %-й концен-трацп та стерильно!' дистильовано!' води у спiввiдношеннi 1:1, 1:2, 1:3.
Високий коефiцiеит стерилiзацií отримано внаслiдок використання 70 %-го розчину етанолу з ексиозищею 30 с, иоттм занурення у 1 %-й розчин AgNO3 на 5 хв, вiдмивання у стерильнш водi 1 хв, перенесення у 50 %-й розчин Н2О2 (1:1) на 3 хв з штенсивним помшуванням, та одноразове вiдмивання у стерильнш во-дi протягом 5 хв. Юльккть неушкоджених ексиланпв з активним морфогенним потенциалом сягала 50 %. Найбiльшу частку (95 %) життездатних ексилаштв, якi через 7-14 дшв ироростали, отримано внаслiдок стерилiзацií ексилаштв Acer saccharinum L. 25 %-м розчином Н2О2, з експозищею 10 хв та одноразовим вщ-миванням 10 хв у стерильнш водi (рис. 2). Використання ЖС з додаванням акти-вованого вуплля на першому етап иризуиинило загибель рослин.
На перших етапах розмноження основною проблемою для бшьшосп ви-дiв при переведеннi з умов in vivo в in vitro е можливкть шпбування ростових процеав ексиланта токсичними речовинами, якi вони видшяють у живильне се-редовище. Внаслiдок травми, яку експланти отримують тд час iзолювания, ак-тивiзуються ферменти, що окислюють феноли рослин (фенолази). Продукти вторинного обмшу, як правило, iнгiбують дшення та ркт клiтин, вiдиовiдно -розвиток тканин експланта, що внаслiдок иризводить до його загибелi або сио-вшьненого росту в культурi [2]. У нашому вииадку на етаиi введення в культуру in vitro фшсували iнтенсивне видшення иродуктiв фенольно1 ирироди експлантати рослин у ЖС, що значно ускладнювало процес отримання асептич-них морфогенно здатних мшроиаготв. Тому сиочатку до базового ЖС додавали 1 мг- л-1 активованого вугiлля.
Надалi, для шдтримання в культурi in vitro, отримаш стерильнi мшроиа-гони переносили на середовище МС, яке мiстило вггамши i регулятори росту груии цитокшМв: 6-бензиламiноиурин 0,5-1,0 мг- л-1 та ТДЗ 0,1-0,5 мг- л-1. З'ясо-вано, що максимальний вихiд стерильних иервинних ексилантатiв довжиною 1,5-2,5 см з часткою 95 % сиостеркали на ЖС Мураске i Скуга з додаванням 0,2 мг- л-1 твдазурону та 1 г- л-1 активованого вуплля для иершого иасажу. Нада-лi рослини переносили на ЖС МС з 0,25 мг- л-1 кшетину, на якому ввдзначали активне формування мiкроиагонiв з кнуючих у рослинi меристем (рис. 3).
Рис. 2. Формування асептичних мжропаготв Acer saccharinum L. in vitro:
А, Б-7-ма доба культивування; В, Г - 14-та доба культивування
Рис. 3. Асептична культура Acer saccharinum L. (21-й день культивування)
Внаслщок проведення дослщжень розроблено методику стеришзацп Acer saccharinum L. для отримання асептичних культур та подальшого культивування in vitro.
Висновки. Встановлено, що оптимальними експлантами для введення в культуру in vitro е молодi пагони Acer saccharinum L., вщбраш з рослин-доно-рiв навесш. Розроблено схему стерилiзацiï експлантiв Acer saccharinum L. з ви-користанням 25 %-го розчину Н2О2, з експозищею 10 хв та одноразовим вщми-
ванням 10 хв у стерильнш вода, що забезпечуе отримання 95 % життездатних експлантав.
Отже, усшшне отримання асептичних первинних експлантав Acer saccharinum L. створюють передумови для дослщження подальшо'' 'х регенера-uir в кyльтypi in vitro, здшснення пiдбоpy складових живильного середовища для подальшого нагромадження вегетативно'' маси, ризогенезу in vitro та шдбо-ру субстратав для адаптацц отриманих pослин-peгeнepaнтiв ex vitro.
Лггература
1. Катаева Н.В. Клональное микроразмножение растений / Н.В. Катаева, Р.Г. Бутенко. - М. : Изд-во "Наука", 1983. - 96 с.
2. Ковалевський С.Б. Культура Populus tremula L. : монографiя / С.Б. Ковалевський, С.Ю. Бшоус, А.Ф. Лханов. - К. : Вид-во НУБiП Укрални, 2014. - 189 с.
3. Кохно М.А. Дендрофлора Укрални. Дикорослi й культивован дерева i кущi. Покритона-сiннi. - Ч. I. Довщник / М.А. Кохно, Л.1. Пархоменко, А.У. Зарубенко та лн.; за ред. М.А. Кохна. -К. : Вид-во "Фтосощоцентр", 2002. - 448 с.
4. Колестченко О.В. Каталог деревних рослин Ботанiчного саду НУБШ Укрални / О.В. Ко-леснiченко, C.I. Слюсар, О.М. Якобчук. - К. : Вид-во НУБШ Укрални, 2008. - 40 с.
5. Кохно Н.А. Интродукция видов клена на Украине / Н.А. Кохно / Библ. Главн. ботан. сада. - 1967. - Вып. 65. - С. 23-29.
6. Кохно М.А. 1нтродукцш клешв на Укралн / М.А. Кохно. - К. : Вид-во "Наук. думка", 1968. - 171 с.
7. Курдюк О.М. Одержання асептичнол культури рослин видiв роду Асег L. в умовах in vitro О.М. Курдюк, С.Ю. Бшоус, О.В. Мiхновська // Виклики XXI столитя та лхне вирлшення у ль совому комплексi й довкиш : матер. Мiжнар. наук.-практ. конф., 7-9 жовтня, м. Килв. - К. : Вид-во "ЦП Компринт", 2015. - С. 138-139.
8. Кушнр Г.П. Мжроклональне розмноження рослин, теорiя i практика / Г.П. Куштр, В.В. Сарнацька. - К. : Вид-во "Наук. думка", 2005. - 270 с.
9. Мельничук М.Д. Основи бютехнологи рослин / М.Д. Мельничук, Т.В. Новак, Б.О. Ле-венко. - К., 2000. - С. 40-57.
10. Мельничук М.Д. Мжроклональне розмноження деревних видш рослин: метод. реко-мендаци / М.Д. Мельничук, А.А. Клюваденко, О.Ю. Чорнобров, О.В. Оверченко, А.Ф. Жханов, А.П. Пгнчук, С.Ю. Бшоус. - К. : Вид-во НУБШ Укрални, 2012. - 54 с.
11. Олекийченко Н.О. Видове та формове рiзноманiття деревних рослин роду Acer L. в Ук-ршш та озеленены Киева / Н.О. Олекийченко, М.В. Манько // Науковий вюник НУБШ Укрални : зб. наук. праць. - Сер.: Лiсiвництво та декоративне садлвництво. - К. : Вид-во НУБШ Укрални. -2012. - Вип. 171(2). - С. 253-259. [Електронний ресурс]. - Доступний з http://nbuv.gov.ua/j-pdf/nvnau_lis_2012_171 (2)__44 .pdf.
12. Chalupa V. Propagation of sugar maple in vitro / V. Chalupa, 1984. - 380 p.
13. Murashige T. A revised medium for rapid growth bioassays with tobacco tissue cultures / T. Murashige, F. Scoog // Physiol. Plant. - 1962. - Vol. 15, № 3. - Pp. 473-497.
14. Lumsden P.Y. Effect of mineral nutrition on the growth and multiplication of in vitro cultured plants // P.Y. Lumsden, S. Pryce, C. Leifert // Progress in Plant Cellular and Molecular Biology / Ed. By H. Nijkamp. - Amsterdam Kluwer Acad / Publ., 1990. - Pp. 108-113.
Билоус С.Ю., Курдюк А.М., Медведчук А.В. Особенности получения асептической культуры Acer saccharinum L. в условиях in vitro
Обоснована актуальность микроклонального размножения Acer saccharinum L. Приведены особенности морфогенеза при введении в культуру in vitro Acer sacchari-num L. Проведен подбор оптимального времени отбора и типа эксплантов. Установлены оптимальные концентрации стерилянтов и время экспозиций для эффективного (95 %) получения асептической культуры Acer saccharinum L. Подобраны основные компоненты питательной среды с добавлением регуляторов роста цитокининового типа действия. Установлено наиболее эффективную питательную среду с добавлением 0,2 мг-л-1 тидиазурона, для успешного получения морфогенно активных микропобегов клена серебристого в условиях in vitro.
Ключевые слова: Acer saccharinum L., микроклональное размножение, эксплант, питательная среда, растение-регенерант, морфогенез, in vitro.
Bilous S.Yu., Kurdyuk O.M., Medvedchuk O.V. Some Features of Getting Aseptic Culture of Acer Saccharinum L. In Vitro
The actuality of microclonal propagation of Acer Saccharinum L. is motivated. The features of morphogenesis of Acer Saccharinum L. on the stage of getting sterile culture in vitro are presented. The optimal period, type of explants, concentration of liquid and time for effective sterilisation (95 %) and getting aseptic culture of Acer saccharinum L. ae obtained. Main components of nutrition medium with adding cytokinin activate plant grow regulators are proposed. The most effective nutrition medium using 0.2 mgT1 TDZ for successfully obtaining of active morphogenic micro shoots is selected.
Keywords: Acer Saccharinum L., microclonal propagation, explants, culture medium, plant regenerants, morphogenesis, in vitro.
УДК 634.54:631.[811+53]:634.1 О.А. Балабак1, канд. с.-г. наук
ЕКОЛОГО-БЮЛОПЧН1 ОСОБЛИВОСТ1 ТЕХНОЛОГИ ДОРОЩУВАННЯ УКОР1НЕНИХ ЖИВЦ1В СОРТ1В I ФОРМ ФУНДУКА (CORYLUS DOMESTICA KOSENKO ЕТ OPALKO)
Наведено результати дослщжень дорощування вкоршених стеблових живщв сор-tíb i форм фундука (Corylus domestica Kosenko еt Opalko) i фактори впливу на picT i роз-виток кореневласних рослин у процес i'x дорощування. Встановлено, що рют i розвиток вкоршених живщв значно залежать вщ термшв пересаджування й умов дорощування. Пд час осiннього пересаджування вкоршених живщв дослщжуваних сортiв i форм рос-лини значно вiдстають у розвитку вщ рослин, висаджених на дорощування навесш. По-казники розвитку кореневоi системи i надземноi частини вкоршених живцiв мають io тотну перевагу в разi дорощування у вщкритому rрунтi. Осiннe пересаджування кореневласних рослин обмежуеться, в основному, результатами 1х перезимiвлi. Встановлено цiлковиту непридатнiсть дорощування вкорiнених живцiв сорт]в i форм фундука на шсщ вкорiнення.
Ключовi слова: сорти i форми фундука, зеленi стебловi живщ, строки пересаджування живцiв, дорощування вкоршених живщв, контейнерне дорощування.
Вступ. Упровадження в культуру сорив i форм фундука, а також збере-ження 1х господарсько-бiологiчних ознак i властивостей значною мiрою виявля-ють потребу та перспективнiсть розмноження стебловими живцями та подальше дорощування до саджанщв товарних гатунюв. Дотепер агротехнолопчш заходи дорощування вкорiнених живщв сорив i форм фундука недостатньо вивчеш у технологи живцювання, що значною мiрою обмежуе !х широке практичне впро-вадження. У зв'язку з цим, а також враховуючи вщсутнкть експериментальних даних стосовно дорощування кореневласного садивного матерiалу сортiв i форм фундука, i виникла потреба у вивченш елементав дорощування вкорiнених живщв, оскшьки, як свiдчать результати дослщжень з рiзними деревними культурами [1, 5], саме у перюд дорощування спостерiгаеться найбiльша !х загибель.
За традицiйною технологiею живцювання й дорощування плодових i япдних культур [1, 5], стебловi живщ шсля 1х укорiнення до кшця вегетацшно-
1 Зав. вщдшу репродуктивно! бюлоги рослин Нацюнального дендролопчного парку "Софивка" НАН Укра1ни
