13112. Mattheis J.P., Rudell D.R., (2017) Impacts of 1-Methylcyclopropene and Controlled Atmosphere Established during Conditioning on Development of Bitter Pit in 'Honeycrisp' Apples. HortScince. Vol. 52(1), pp. 132-137.
13. Mirzaee M.,Rees, D., Colgan, R.J. Tully, M.S. (2015) Diagnosing Bitter pit in apple during storage by chlorophyll fluorescence as a non-destructive tool. Acta Horticulturae. Vol. 1079, pp. 235-242.
14. Pesis E., Ebeler S.E., de Freitas S.T., Padda M., Mitcham E.J. (2010) Short anaerobiosis period prior to cold storage alleviates bitter pit and superficial scald in Granny Smith apples. Journal of the Science of Food and Agriculture, Vol. 90(12), pp. 2114-2123.
15. Gago C.M.L., Guerreiro A.C., Miguel G., Panagopoulos T., da Silva M.M., Antunes M.D.C. (2016) Effect of Calcium chloride and 1-MCP (Smartfresh™) postharvest treatment on 'Golden Delicious' apple cold storage physiological disorders. Scientia Horticulturae, Vol. 211(1), pp. 440-448.
16. Calvo G., Candan A., (2010) 1-Methylcyclopropene (1-MCP) affects physiological disorders in 'Granny Smith' apples depending on maturity stage. Acta Horticulturae, Vol. 857, pp. 63-70.
17. Gago C.M.L., Guerreiro A.C., Miguel G., Panagopoulos T., Sánchez C., M.D.C. (2015) Antunes Effect of harvest date and 1-MCP (SmartFresh™) treatment on 'Golden Delicious' apple cold storage physiological disorders, Postharvest Biology and Technology, Vol. 110, pp. 77-85
18. Jemric T., Fruk I., Fruk M., Radman S., Sinkovic L., Fruk G., (2016) Bitter pit in apples: pre- and postharvest factors: A review. Vol. 14 (4), pp. 2-12.
19. Nock J.F., Watkins C.B. (2013) Repeated treatment of apple fruit with 1-methylcyclopropene (1-MCP) prior to controlled atmosphere storage. Postharvest Biology and Technology, Vol. 79, pp. 73-79.
1. Drudze I. (2005) Harvest Maturity and Storage life Investigations on Latvian Apple Cultivars. Latvian Journal of Agronomy, Vol. 8, pp. 306-310.
20. Juhnevica-Radenkova K., Radenkovs V. (2016) Assessment of shelf-life ability of apples cv. Auksis' after long-term storage under different conditions. Journal of Horticultural Research, Vol. 24(2), pp. 37-47.
21. Onkar D., Dhindra James B 1995. Basic plant patthogy methods. CRC Press p. 276-279.
22. Vitalijs Radenkovs, Edite Kaufmane, Edgars Rubauskis, Dalija Seglina (2016) Preliminary results on the effect of 1-methylcyclopropene on quality of plums grown in Latvia. Proceedings of the Latvian Academy of Sciences. Vol. 70(1), pp. 21-28.
УДК 634.711: 5811
Особенности размножения сортов малины in vitro
Ярмоленко Л.В., м.н.с.
ФГБНУ «Федеральный научный центр имени И.В. Мичурина», г. Мичуринск, Россия, e-mail: invitro82@yandex.ru
Аннотация
Рассмотрены особенности клонального микроразмножения перспективных сортов малины. На этапе введения в культуру in vitro для большинства исследуемых сортов малины целесообразно использовать питательные среды Мурасиге-Скуга и Ли-Фоссарда. На этапе собственно микроразмножения, наряду с общепринятой питательной средой Мурасиге-Скуга, возможно использование среды Кворина-Лепуавра, но при длительности субкультивирования не более 5-6 недель. Оптимальным цитокинином на этапе пролиферации является БАП в концентрации 0,5 мг/л, а для сорта Кумберленд -1,0 мг/л. Выявлено стимулирующее действие антиоксидантов, а также салициловой кислоты на ризогенез.
Ключевые слова: клональное микроразмножение, малина, введение в культуру, пролиферация, ризогенез
Characteristics of propagation of raspberry varieties in vitro
Yarmolenko L., junior scientist
FSBSI"I. V. Michurin Federal Scientific Center", Michurinsk, Russia, e-mail: invitro82@yandex.ru
Селекция и сорторазведение садовых культур, 2017. Т.4. №1-2 Abstract
The peculiarities of clonal micropropagation of promising varieties of raspberries. At the stage of introduction in culture in vitro for most of the studied cultivars of raspberries, it is advisable to use a nutrient medium MS medium and Li-Fossard. On the stage actually micropropagation, in addition to the conventional nutrient Murashige-Skoog medium, it is possible to use environment Quoirin-Lepoivre, but for the duration of subcultivation no more than 5-6 weeks. Optimal cytokinines at the stage of proliferation is BAP at a concentration of 0.5 mg/l, and for varieties Cumberland and 1.0 mg/L. Revealed a stimulating effect of antioxidants and also salicylic acid for rhizogenesis.
Key words: clonal micropropagation, raspberry, introduction to the culture, proliferation, rhizogenesis
Введение
Малина - одна из наиболее ценных ягодных культур, спрос на которую в последние годы значительно увеличивается. В настоящее время наблюдается недостаток сертифицированного посадочного материала перспективных сортов малины, что объясняется ухудшающейся экологической ситуацией, распространением вирусных и грибных заболеваний, а также низкой способностью некоторых генотипов к образованию корневых отпрысков. Основным фактором, обуславливающим эффективность возделывания ягодных культур по интенсивным технологиям, является высококачественный оздоровленный посадочный материал, для получения которого наиболее перспективным методом является культура изолированных тканей. Этот метод позволяет не только ускорить производство посадочного материала, отвечающего европейским стандартам, но и получать трудноразмножаемые сорта и гибриды в короткие сроки, свободные от вирусной, грибной и бактериальной инфекции. За последние десятилетия в нашей стране и за рубежом были проведены многочисленные исследования по совершенствованию метода клонального микроразмножения малины с целью производства сертифицированного посадочного материала (Высоцкий, 1998; Сковородников, 2004; Туровская, Стрыгина, 1990) . Однако в связи с изменяющимся сортиментом и генотипическими особенностями культивирования in vitro уже разработанные технологии не всегда приемлемы и требуют постоянного совершенствования и корректировки.
Цель исследования заключалась в оптимизации элементов технологии клонального микроразмножения (введение в культуру, собственно микроразмножение, укоренения in vitro) сортов малины на основе модификации минерального и гормонального состава питательной среды с учетом морфогенетических особенностей растений.
Материалы и методы
Объектами исследований служили сорта малины Кумберленд, Яркая, Клеопатра, Шахразада, Суламифь, Оранжевое чудо, Золотая осень, Полана, Лимонная, Полка. Культивирование эксплантов проводили на средах Мурасиге-Скуга (МС), Кворина-Лепуавра (QL), Ли-Фосарда (ЛФ), Гамборга (Вб). В качестве цитокининов использовали 6-бензиламинопурин (БАП) в концентрациях 0,5 и 1,0 мг/л (контроль), кинетин 8,0 мг/л, тидиазурон (TDZ) 0,1 мг/л, а также аденин-сульфат (АД) в концентрациях 50,0 и 100,0 мг/л с добавлением БАП 1,0 мг/л. На этапе ризогенеза использовали среду МС разбавленную вдвое с добавлением индолилмасляной (ИМК) ииндолилуксусной (ИУК) кислот, антиоксидантов: аскорбиновой (АС), лимонной кислот (ЛК) в концентрации 20,0 мг/л, поливинилпирролидона (ПВП) 30,0 мг/л, а также салициловой (СК) в концентрациях 1,0 мг/л.
Условия культивирования: температура +22-24оС, влажность воздуха в начальный период 90-100%, 16-ти часовой фотопериод с освещенностью 3-5 тыс. люкс.
Результаты и их обсуждение
Успех работы по размножению растений методом культуры in vitro во многом зависит от реакции меристематических верхушек, а последующем и микрорастений на минеральный состав питательных сред. На этапе введения в культуру in vitro для большинства исследуемых сортов малины целесообразно использовать питательные среды Мурасиге-Скуга (МС) и Ли-Фоссарда (ЛФ) (таблица 1). Для сорта Полка -среда Гамборга (В5), на которой через месяц культивирования регенерация изолированных меристематических тканей была выше на 8,8-28,6%, а сорта Золотая осень - Кворина-Лепуавра (QL), способствующая увеличению количества эксплантов готовых к клонированию в 1,6-2,3 раза. Чтобы избежать хлороза, концентрацию хелата железа в питательной среде следует увеличить в 2 раза. Субкультивирование экслантов малины на свежую питательную среду целесообразно проводить через 4-6 недель, постепенно увеличивая концентрацию 6-бензиламинопурина (БАП) в среде от 0,3 мг/л до 1,0 мг/л.
Таблица 1 - Влияние минерального состава питательных сред на регенерационную способность меристематических тканей малины (через месяц культивирования)_
Сорт Питательная среда Регенерировало, % Количество клонов,%
Яркая МС 90,0 22,2
QL 77,8 28,6
Вб 7б,0 11,1
ЛФ 92,3 б0,0
Золотая осень МС 93,3 14,3
QL 92,9 23,1
Вб 61,б 0,0
ЛФ 83,3 10,0
Полка МС 73,3 0,0
QL б7,1 0,0
Вб 8б,7 0,0
ЛФ 76,9 0,0
Оранжевое чудо МС 88,9 0,0
QL 80,0 12,б
Вб 7б,0 0,0
ЛФ 100,0 20,0
На этапе собственно микроразмножения малины, наряду с общепринятой питательной средой Мурасиге-Скуга, для большинства сортов оказалось возможным использование среды Кворина-Лепуавра, которая способствует увеличению коэффициента размножения в 1,2-1,5 раза и количества микропобегов, пригодных к укоренению на 26,2-30,4%, по сравнению с Мурасиге-Скуга (таблица 2).
Таблица 2 - Влияние минерального состава питательной среды на пролифе рацию сортов малины
Сорт Питательная среда Коэффициент размножения, шт./экспл. Количество микропобегов >1,5 см, %
Яркая МС 9,1 40,б
QL 12,б 67,9
Вб 3,9 б8,8
ЛФ 6,1 б4,6
НСР0б 2,0 -
Суламифь МС 2,4 3б,б
QL 3,1 61,7
Вб 3,6 36,4
ЛФ 2,0 83,4
НСР0б Fф<Fт -
Шахразада МС 12,7 б3,8
QL 17,4
Вб б,1 7б,2
ЛФ 8,3 48,3
НСР0б 3,0 -
Клеопатра МС 6,б 62,8
QL 8,0 6б,1
Вб 4,3 б8,4
ЛФ б,0 б7,8
НСР0б 1,б -
Однако длительное культивирование (более 5-6 недель) на питательной среде Кворина-Лепуавра, приводит к хлорозу микропобегов, что, вероятно, связано с низким содержанием азота в данной среде. Культивирование эксплантов на питательных средах Гамборга и Ли-Фоссарда является не целесообразным.
Роль цитокининов при размножении растений in vitro является первостепенной, т.к. от их типа и концентрации зависит не только регенерационная способность, но и качество получаемых микропобегов. Реакция растений на цитокинин различна и носит генотипический характер (таблица 3).
Таблица 3 - Влияние цитокининов на пролиферацию сортов малины
Цитокинин,мг/л Коэффициент размножения, шт./экспл. Количество микропобегов >1,5 см, %
Кумберленд
БАП 0,5 4,4 32,9
БАП 1,0 5,1 31,3
Кинетин 8,0 1,8 69,4
TDZ 0,1 5,8 24,8
НСР05 3,4 -
Оранжевое чудо
БАП 0,5 10,9 49,2
БАП 1,0 7,3 51,0
Кинетин 8,0 4,0 62,5
TDZ 0,1 8,6 23,7
НСР05 5,2 -
Клеопатра
БАП 0,5 12,1 63,7
БАП 1, 0 8,1 68,6
Кинетин 8,0 4,5 74,0
TDZ 0,1 11,0 41,5
НСР05 3,9 -
Оптимальным цитокинином на этапе пролиферации для большинства сортов малины является БАП в концентрации 0,5 мг/л, а для сорта Кумберленд -1,0 мг/л, обеспечивающие высокий коэффициент размножения и формирование большого количества микропобегов, пригодных для укоренения.
Использование кинетина, как более слабого цитокинина, снижает коэффициент размножения, но способствует увеличению количества микропобегов, пригодных для укоренения (62,5-69,4%), который целесообразно вводить в состав питательной среды непосредственно перед этапом ризогенеза. Тидиазурон, являясь сильным цитокинином, способствует увеличению пролиферации, но уменьшает количество микропобегов длиной более 1,5 см на 8,1-25,5%, по сравнению с БАП 0,5 мг/л.
Дополнительное введение в состав питательной среды аденин-сульфата в концентрации 50 мг/л совместно с БАП 1,0 мг/л оказывает положительное влияние регенерационную способность и качество микропобегов сортов малины, способствуя увеличению коэффициента размножения от 9,3 до 11,4 шт./экспл. (в зависимости от генотипа) и в 1,6-1,7 раз повышая число микропобегов пригодных для укоренения.
Ризогенез - важный этап в технологии клонального микроразмножения. Для укоренения следует брать микропобеги длиной не менее 1,5 см. На данном этапе используют разбавленную вдвое питательную среду Мурасиге-Скуга. Индуктором ризогенеза служит как индолилмасляная кислота (ИМК) в концентрации 1,0 мг/л, так и индолилуксусная (ИУК) - 3,0 мг/л. Совместное применение ауксина и антиоксиданта (аскорбиновая, лимонная кислоты, поливинилпирролидон) обеспечивает не только увеличение выхода укорененных микрорастений малины на 26,7-46,7%, но и ускорение процесса корнеобразования на 2 недели. У сортов малины Яркая и Золотая осень показатели ризогенеза лучше в присутствии лимонной кислоты, а у сорта Лимонная - ПВП. Стимулирующее влияние на ризогенез микропобегов малины оказывает совместное использование салициловой и индолил-3-масляной кислот в концентрациях 1,0 мг/л, которое проявлялось в ускорении процесса корнеобразования на 1 неделю и повышении укореняемости на 7,1-52,5 %.
Заключение
Изучено влияние минерального и гормонального состава питательных сред на регенерацию перспективных сортов малины на этапах введения в культуру in vitro и собственно микроразмножения. На этапе укоренения рассмотрено действие антиоксидантов и регуляторов корнеобразования на ризогенез и качество корневой системы.
Литература
1. Высоцкий В.А. Биотехнологические методы в системе производства оздоровленного посадочного материала и селекции плодовых и ягодных растений: автореф. дис. ... доктора с.-х. наук. - М., 1998. - 44 с.
2. Тихонова К.О., Упадышев М.Т., Метлицкая К.В. О вредоносности вирусов на малине и оздоровление от них // Плодоводство и ягодоводство России, 2015. - Т. XXXXIII. - C. 349-353.
3. Туровская Н.И., Стрыгина О.В. Микроклональное размножение малины // Садоводство и виноградарство. - 1990. - № 8. - С.26-29.
