114. Bushakra J.M., Lewers K.S., Staton M.E., Zhebentyayeva T., Saski C.A. Developing expressed sequence tag libraries and the discovery of simple sequence repeat markers for two species of raspberry (Rubus L.). BMC Plant Biol. 2015. 15:258.
5. Graham J., Jennings S.N. Raspberry breeding // Breeding tree crops (eds Jain S.M., Priyadarshan M. IBH & Science Publication, Oxford, UK), 2009, pp 233-248.
6. Gutierrez E., Garcia-Villaraco A., Lucas J.A. et al. Transcriptomics, targeted metabolomics and gene expression of blackberry leaves and fruits indicate flavonoid metabolic flux from leaf to red fruit. Front Plant Sci. 2017. 8:472.
7. Halvorsen B.L., Holte K., Myhrstad M.C. et al. A systematic screening of total antioxidants in dietary plants. Journal of Nutrition. 2002. V. 132. P. 461-471.
8. Nunes C.F., Ferreira J.L., Fernandes M.C.N. et al. An improved method for genomic DNA extraction from strawberry leaves. Ciencia Rural. 2011 V. 41. P. 1383-1389.
9. Rafique M.Z., Carvalho E., Stracke R. et al. Nonsense mutation inside anthocyanidin synthase gene controls pigmentation in yellow raspberry (Rubus idaeus L.). Front Plant Sci. 2016. 7:1892.
УДК 634.11:634.1.15: 631.81
Показатели транслокации свинца и меди в растениях ежевики (подрод EUBATUS FOCKE)
Леонтьева Л.И., к.с.-х.н._
ФГБНУ ВНИИ селекции плодовых культур, 302530, Россия, Орел, leonteva@.vniispk.ru
Аннотация
Изучено накопление свинца (Pb) и меди (Cu) в растениях ежевики сорта Торнфри и гибридной формы ТорнфриxR.Caucasicus , выращиваемых без удобрений и на фоне NPK. Рассчитаны транслокационные коэффициенты, показывающие интенсивность переноса элементов из корней в надземные органы. Максимальное накопление Pb и Cu наблюдалось в корнях растений изучаемых генотипов, минимальное - в плодах. Применение минеральных удобрений способствовало повышению содержания изучаемых элементов в корнях, но не оказало значимого влияния на интенсивность переноса Pb и Cu из корней в листья и плоды. Ключевые слова: ежевика, минеральное питание, свинец, медь
Indicators of lead and copper translocation in blackberry plants (subgenus Eubatus Focke)
Leontieva L.I., cand. agri. sci._
Russian Research Institute of Fruit Crop Breeding, 302530, Russia, Orel, leonteva@vniispk.ru Abstract
Lead (Pb) and copper (Cu) accumulation in blackberries Tornfree and hybrid Tornfree x R.Caucasicus cultivated without fertilizers and on NPK has been studied. Translocation ratios showing the intensity of element transfer from roots to aboveground organs have been calculated. Maximal Pb and Cu accumulation was observed in plant roots, while minimal accumulation was in fruits of the studied genotypes. The use of mineral fertilizers contributed to the increase of the content of the studied elements in roots, but did not have a significant effect on the intensity of Pb and Cu transfer from the roots to the leaves and fruits. Key words: blackberry, mineral nutrition, lead, copper
Введение
Ежевика - ценная ягодная культура, плоды которой обладают уникальными питательными и лечебными свойствами (Kaume L, 2012; Грюнер, 2014). Однако препятствием для успешного промышленного выращивания ежевики в условиях средней полосы России, является недостаточная морозостойкость надземной части большинства её сортов (Грюнер, 2016). Поэтому основное распространение эта культура получила в любительском садоводстве. Как правило, дачные участки располагаются вблизи городов и автомагистралей. В связи с этим, плоды и другие части растений ежевики могут содержать такие элементы, как тяжелые металлы, в частности свинец и медь.
Содержание ТМ в растениях определяется комплексом факторов, основные из которых: физиологическая значимость элементов, концентрация элементов в окружающей среде, видовые особенности. В настоящее время выявлены значительные сортовые различия в накоплении ТМ ягодными культурами: земляникой (Леоничева, 2012), крыжовником (Бобкова, 2017), черной смородиной (Леоничева, 2015). Получение высоких урожаев ягодных культур
невозможно без применения минеральных удобрений. В свою очередь изменение условий минерального питания в значительной степени влияет на поступление ТМ в растения (Гомонова, 2008; Ali L et al, 2012).
Цель исследования - определить содержание свинца и меди в органах растений двух генотипов ежевики (сорт Торнфри, гибридная форма ТорнфрихЯ.Сайсаз/'сйв), оценить интенсивность переноса элементов в надземную часть в зависимости от условий минерального питания.
Материалы и методика. Содержание Pb и Cu в органах ежевики изучалось на плантации, расположенной в садовом массиве ФГБНУ ВНИИСПК (Орловская область). Почва опытного участка - серая лесная среднесуглинистая, хорошо окультуренная. Растения выращивались на двух агрохимических фонах: без удобрений и при внесении N90P90K90. Минеральные удобрения вносились ежегодно рано весной в виде аммиачной селитры, двойного суперфосфата, и сульфата калия. Повторность опыта трехкратная. Годы исследований - 2014 - 2015.
Содержание ТМ в растительных пробах определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии по МУК 4.1.053-96. Математическая обработка результатов проводилась методом двухфакторного дисперсионного анализа с использованием программы TVA.
Результаты и их обсуждение. В результате исследований выявлено, что оба изучаемых генотипа ежевики накапливали Рв и Cu в корнях (рисунки 1 и 2), что характерно и для других представителей рода Rubus (Леонтьева 2014, 2015). Способность корней задерживать тяжелые металлы имеет большое биологическое значение, связанное со снижением транспорта токсичных ионов в надземные органы. Отмечены генотипические различия между изучаемыми растениями в накоплении ТМ. Корни растений гибридной формы ТорнфриxR.Caucas/cus содержали на 12,7% меньше свинца, чем сорт Торнфри и на 12% меньше меди.
Применение минеральных удобрений способствовало увеличению накопления ТМ в корнях изучаемых растений. В листьях содержание Pb и Cu, существенно меньше чем, в корнях. Самыми защищенными от избыточного поступления ТМ являются плоды.
Торнфри Гибрид
□ без удобрений □ с №К 0 без удобрений □ с ЫРК
Рисунок 1 - Содержание свинца в растениях ежевики сорта Торнфри и гибрида ТорнфрихЯ.Саисаз/сив, мг/кг сух.в-ва. 1 - корни; 2 - листья двулетних побегов; 3 - листья однолетних побегов; 4 - плоды. Фактор А - органы растений; фактор В - агрофон
5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1
0,5 0
Торнфри НСР05А=0,47 НСР05В=0,22
Ж
12 3 4
□ без удобрений □ с NPK
3,5 3
2,5 2 1,5 1
0,5 0
Гибрид НСР05А=0,39 НСР05В=0,19
1
2 3
□ без удобрений □ с NPK
Рисунок 2 - Содержание меди в растениях ежевики сорта Торнфри и гибрида ТорнфрихЯ.Саисаз/сив, мг/кг сух. в-ва. 1 - корни; 2 - листья двулетних побегов; 3 - листья однолетних побегов; 4 - плоды. Фактор А - органы растений; фактор В - агрофон
Важное место при исследовании влияния ТМ на растения занимает изучение процессов не только их поглощения, но и передвижения (Ольшанская, 2015). Перенос элементов из корней в надземную часть растений оценивали по транслокационным коэффициентам (ТК), которые рассчитываются как отношение содержания элемента в надземной массе растения к содержанию в корнях (Baker, 2011; Байбеков, 2012). Этот показатель не только характеризует интенсивность перемещения элемента между органами растений, но и отражает работу физиологических барьеров. Величина ТК << 1 свидетельствует о фиксации элемента в корнях растений. Если значение ТК ~ 1 - элемент распределён в растении равномерно. ТК рассчитывали отдельно для листьев однолетних побегов (ТК (лист 1)), листьев двулетних (плодоносящих) побегов (ТК (лист 2)) и для плодов (ТК (плод)) (таблица 1).
Таблица 1 - Показатели транслокации свинца и меди в растениях ежевики
Генотип Элемент Агрофон ТК (лист 1) ТК (лист 2) ТК (плод)
Ежевика (Rubus Eubatus Focke) сорт Торнфри Pb Без удобрений 0,39 0,46 0,09
МэоРэдКэд 0,36 0,44 0,11
Cu Без удобрений 0,56 0,61 0,11
ЫдоРэоКэо 0,52 0,50 0,10
Ежевика, гибридная форма Торнфри х R.Caucasicus Pb Без удобрений 0,47 0,53 0,09
№оР9оК9о 0,50 0,55 0,09
Cu Без удобрений 0,74 0,95 0,19
№оР9оК9о 0,79 0,90 0,23
Растения, имели эффективные внутренние барьеры, препятствующие поступлению в плоды Pb и Cu. У обоих генотипов ежевики, независимо от агрофона, интенсивность поступления ТМ в листья однолетних побегов была ниже, чем в листья двулетних побегов, за исключением поступления Cu в листья сорта Торнфри, где значения ТК (лист1) и ТК (лист2) были почти одинаковыми. Поступление Cu из корней в листья было более интенсивным, чем поступление Pb, что вероятно связано с физиологической значимостью элемента.
У гибрида ТорнфриxR.Caucas/cus значение транслокационных показателей для обоих элементов в листьях были выше, чем у сорта Торнфри. Этот генотип ежевики отличался самым интенсивным поступлением Cu в листья двулетних побегов, вследствие чего значение ТК Cu (2) было близко к 1. Плоды гибридной формы также накапливали Cu на 30 - 50 % больше, чем плоды сорта Торнфри.
Внесение минеральных удобрений не оказало значимого влияния на интенсивность переноса изучаемых элементов из корней в листья и плоды.
Заключение
В результате исследований установлено, что изучаемым генотипам ежевики свойственно накопление Pb и Cu в корнях. Особенности содержания Pb и Cu в листьях были связаны с возрастом и функциональной значимостью побегов, на которых они развивались, а также с химическими особенностями и физиологической ролью изучаемых элементов. Наименьшее содержание тяжелых металлов отмечено в плодах. Изменение условий минерального питания не оказало значимого влияния на интенсивность переноса изучаемых элементов из корней в листья и плоды растений ежевики.
Литература
1. Байбеков Р.Ф., Злобина М.В., Борисов Б.А., Ефимов О.Е., Ганжара Н.Ф. Анализ фиторемедиационного потенциала растений в условиях загрязнения дерново-подзолистых почв тяжёлыми металлами // Плодородие, 2012, №6, С.35-37.
2. Бобкова В.В., Коновалов С.Н., Толстогузова В.Г. К вопросу о способности крыжовника к усвоению кадмия из почвы // Плодоводство и ягодоводство России. 2017. Т.50. С. 54-59.
3. Гомонова Н.Ф., Скворцова И.Н., Зенова Г.М. Результаты длительного применения различных видов и сочетаний удобрений на дерново-подзолистых почвах // Почвоведение. 2007. №4. С.498-504.
4. Грюнер Л.А., Кулешова О.В. Продолжительность вегетации и динамика роста побегов ежевики в условиях Орловской области // Современное садоводство. 2014. №4(12). С. 42-49.
5. Грюнер Л.А., Кулешова О.В. Результаты перезимовки ежевики в условиях Орловской области при зимнем укрытии материалом агротекс // Современное садоводство. 2016. №2. С. 19-23.
6. Леоничева Е.В., Ветрова О.А., Мотылева С.М., Мертвищева М.Е. Сортовые особенности накопления свинца и никеля растениями земляники садовой в условиях техногенного загрязнения // Вестник аграрной науки. 2012. Т.36. №3. С.97-100.
7. Леоничева Е.В., Леонтьева Л.И., Шавыркина М.А. Оценка содержания тяжелых металлов в плодах новых сортов и перспективных генотипов смородины черной // Вестник аграрной науки. 2015. Т. 57. №6. С.61-64.
8. Леонтьева Л.И., Корнилов Б.Б., Прудников П.С., Леоничева Е.В. Накопление свинца и никеля в органах и тканях малины (Rubus idaeus L.) при разном уровне минерального питания // Современное садоводство. 2014. №4. С. 71-81.
9. Леонтьева Л.И., Корнилов Б.Б., Прудников П.С., Леоничева Е.В. Накопление цинка и меди в органах и тканях малины (Rubus idaeus L.) при разном уровне минерального питания // Вестник ОрелГАУ. - 2015. - №6.- C.65-70.
10. Ольшанская Л.Н., Халиева А.С., Титоренко О.В. Локализация тяжелых металлов (Pb и Ni) в тканях и органах фасоли и сои в процессе их извлечения из почвы без воздействия и при действии магнитного поля и УФ-облучения на семена растений // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. 2015. Т. 58 №6. С. 89-94.
11. Ali L., Alsanius B.W., Rosberg A.K., Svensson B, Nielsen T., Olsson M.E. (2012) Effects of nutrision strategy on the levels of nutrients and bioactive compounds in blackberries // Evropean Food Research and Technology. №234 p. 33-44
12. Baker A.J.M. Accumulators and excluders - strategies in the response of plants to heavy metals // Journal of Plant Nutrition, 1981, V.3(1-4), P.643-654. D0l:10.1080/01904168109362867
13. Kaume L, Howard L, Devareddy L (2012) The Blackberry Fruit: A Review on Its Composition and Chemistry, Metabolism and Bioavailability, and Health Benefits // J. Agric. Food Chem., 2012, 60 (23), pp 5716-5727
УДК 634.75:581.1
Эффективность применения стерилизующих агентов для эксплантов земляники
Мацнева О.В., н.с. Ташматова Л.В., к.с.-х.н., с.н.с.
Шахов В.В., м.н.с._
ФГБНУ ВНИИ селекции плодовых культур, Орёл, Россия, matsneva61@list.ru
Аннотация
В данной работе приведены результаты по эффективности стерилизующих веществ при подготовке исходного материала земляники для клонального микроразмножения: 0,01% раствора мертиолата и 12% раствор перекиси водорода. Для сорта Царица рекомендуется использовать 12% раствор перекиси водорода, поскольку инфицированность эксплантов составила 20%, в то время как при использовании мертиолата - 33%. У сорта Фрида доля заражённых эксплантов составила 17% при обработке мертиолатом и 20% - перекисью водорода, у сорта Урожайная ЦГЛ: 27% и 25% соответственно. Наименьший процент контаминации отмечен у сорта Берегиня (11%) при использовании мертиолата и 12% -перекиси водорода.
Ключевые слова: земляника, стерилизующие агенты, клональное микроразмножение, инфицированность, контаминация
Efficiency of using sterilizing agents for strawberry explants
Mazneva O.V., research worker Tashmatova L.V., cand. agri. sci.
Shakhov V.V., junior research worker_
Russian Research Institute of Fruit Crop Breeding, Orel, Russia
Abstract
The results on the effectiveness of sterilizing agents in the preparation of initial strawberry material for clonal micropropagation are given: 0.01% of merthiolate solution and 12% hydrogen peroxide solution. For strawberry cultivar Tzaritza it is recommended to apply 12% hydrogen peroxide solution because the rate of explant contamination was 20%, while when applying merthiolate it was 33%. In cultivar Frida the share of infected explants was 17% during the treatment with merthiolate and 20% during the treatment with hydrogen peroxide; in Urozhainaya TzGL it was 27% and 25%, respectively. The lowest percentage of contamination was noted in Bereginia (11%) during the treatment with merthiolate and 12% hydrogen peroxide.
Key words: strawberries, sterilizing agents, clonal micropropagation, infection, contamination
Введение
В связи с необходимостью перевода питомниководства на безвирусную основу актуальной задачей является оздоровление плодовых и ягодных культур (Упадышев, Метлицкая, 2013, Белошапкина, 2006).
В мировой практике клональное микроразмножение земляники садовой широко используется для оздоровления и быстрого размножения сортов. Однако, несмотря на разработанные методики и технологии получения посадочного материала с использованием культуры in vitro, возникает ряд проблем, снижающих эффективность метода. Основная проблема перевода растений in vivo - in vitro заключается в освобождении от
