CC BY
79
известия оренбургского государственного аграрного университета
2020 ■ № 5 (85)
УДК 635.21:631.531.02:581.192.7
Рост и развитие меристемных растений картофеля при модификации питательной среды комплексными витаминно-минеральными препаратами Компливит и Супрадин
А.Л. Бакунов, канд. с.-х. наук; Н.Н. Дмитриева, науч. сотрудник;
А.В. Милёхин, канд. с.-х. наук; С.Л. Рубцов, канд. с.-х. наук
Самарский НИИСХ - ФГБУН Самарский ФИЦ РАН
Проведено исследование по изучению морфогенеза меристемных растений картофеля сорта Ривьера при модификации питательной среды Мурасиге-Скуга комплексными витаминно-минеральными препаратами Компливит и Супрадин. В вариантах опыта в питательную среду добавлялся 1,0 мл на литр среды раствора препарата Компливит и 2,0 мл на литр среды раствора препарата Супрадин. Контрольные растения выращивались на стандартной среде Мурасиге-Скуга. В каждом варианте использовано 40 микрорастений. Рост регенерантов осуществлялся при 16-часовом фотопериоде в течение 30 сут. Проведено два цикла выращивания. По окончании каждого пассажа фиксировались длина растений, количество междоузлий и количество корней на одно растение. Показано, что модификация питательной среды Мурасиге-Скуга комплексными витаминно-минеральными препаратами Компливит и Супрадин способствовала достоверному увеличению длины микрорастений картофеля сорта Ривьера в сравнении с контрольным вариантом на 10,8 и 8,5 % соответственно. Микрорастения картофеля, выращенные на модифицированной питательной среде, характеризовались достоверным увеличением количества междоузлий. При добавлении в питательную среду препарата Компливит этот показатель увеличился в среднем на 0,77 междоузлия на одно микрорастение, а при добавлении Супрадина количество междоузлий на одно микрорастение увеличилось в среднем на 0,45 шт. Не выявлено существенного влияния Компливита и Супрадина на ризогенез микрорастений картофеля. Количество корней у микрорастений в вариантах опыта достоверно не различалось с аналогичным показателем у контрольных микрорастений. Модификация питательной среды Мурасиге-Скуга комплексными витаминно-минеральными препаратами Компливит и Супрадин рекомендуется для использования в оригинальном семеноводстве картофеля, однако необходимо более широкое исследование их действия на различных сортах.
Ключевые слова: картофель, оригинальное семеноводство, витаминно-минеральные комплексы, микрорастения, морфогенез.
Картофель - одна из основных и социально значимых сельскохозяйственных культур в Российской Федерации. При этом именно картофель в значительной степени подвержен поражению вирусными инфекциями, вироидными и ми-коплазменными патогенами, что связано с его многократным вегетативным размножением и приводит к существенному снижению урожайности [1, 2]. Реальная продуктивность картофеля в среднем по России составляет 14 - 15 т/ га, тогда как потенциальная продуктивность у некоторых сортов может достигать 100 т/га. По данным мониторинга, проведённого в 11 регионах, Самарская область характеризуется высоким уровнем инфицирования посадок картофеля наиболее вредоносным вирусом картофеля У, а также вирусами «5, М и смешанной инфекцией [3].
В настоящее время единственной эффективной методикой производства оздоровлённого семенного материала картофеля является выращивание сертифицированных мини-клубней из полностью свободных от патогенов меристемных микрорастений. Питательная среда является одним из главных факторов, влияющих на рост и развитие меристемных растений картофеля, она содержит необходимые для морфогенеза растений макроэлементы и микроэлементы, витамины, углеводы и регуляторы роста. Основной средой для микро-клонального размножения картофеля является
питательная среда Мурасиге-Скуга в различных модификациях. Однако продолжает оставаться актуальным вопрос повышения эффективности процесса воспроизводства оздоровлённого материала картофеля путём изменения параметров культивирования, подбора оптимального сочетания компонентов питательной среды и создания новых питательных сред, в том числе применительно и для конкретных сортов картофеля. Большое значение имеет модификация питательных сред с использованием различных биостимуляторов и препаратов комплексного действия, повышающих устойчивость растений картофеля к различным стрессовым факторам и увеличивающих урожайность и качество продукции [4, 5].
Витамины, которые используются в питательной среде Мурасиге-Скуга, являются мощным росторегулирующим фактором. В исследованиях подтверждено положительное влияние витаминных комплексов на показатели морфогенеза регенерантов картофеля сортов Адретта, Ред Скарлетт, Любава, Кузнечанка [6], а также сортов Ермак, Алёна и Хозяюшка [7]. Однако приготовление растворов витаминов и микроэлементов является весьма трудоёмким. Поэтому для увеличения эффективности процесса микроклонального размножения растений возможно использование готовых комплексных
агрономия
витаминно-минеральных препаратов. Так, показано, что введение в питательную среду препарата Компливит в концентрациях 1,0 и 2,0 г/л вызывало более интенсивный рост растений земляники in vitro и увеличивало коэффициент размножения [8, 9].
Цель работы - выявить влияние модификации питательной среды Мурасиге-Скуга путём внесения растворов комплексных витаминно-минеральных препаратов Компливит и Супрадин на рост и развитие меристемных микрорастений картофеля.
Материал и методы исследования. Объектом исследования являлись оздоровленные меристем-ные микрорастения картофеля раннеспелого сорта Ривьера. По 40 микрорастений сорта выращивались в меристемной культуре при 16-часовом фотопериоде в течение 30 сут. Источник освещения - люминесцентные лампы с длиной волны от 440 нм до 670 нм и освещённостью 5000 люкс. Температура в вегетационном помещении поддерживалась на уровне 22 °С при дневном освещении и 18 °С в ночное время. Проведено два цикла выращивания. В вариантах опыта стандартная питательная среда Мурасиге - Скуга модифицировалась путём добавления растворов комплексных витаминных препаратов Компливит и Супрадин в концентрациях 1,0 и 2,0 мл/л соответственно. По окончании вегетации каждого пассажа проводилось измерение морфологических характеристик, характеризующих интенсивность роста и развития регенерантов - длины растений, количества междоузлий и количества корней. Полученные данные обрабатывались методом дисперсионного анализа [10].
Варианты опыта: I - питательная среда Мурасиге-Скуга с внесением препарата Компли-вит, 1,0 мл/л; II - Питательная среда Мурасиге-Скуга с внесением препарата Супрадин, 2,0 мл/л; III - контроль, стандартная питательная среда Мурасиге-Скуга.
Результаты исследования. Анализ полученных экспериментальных данных выявил существенные различия между вариантами опыта как по интенсивности роста растений, так и по количеству междоузлий у регенерантов картофеля.
Добавление в питательную среду комплексных витаминно-минеральных препаратов Компливит (1,0 мл/л) и Супрадин (2,0 мл/л) способствовало достоверному увеличению длины микрорастений картофеля сорта Ривьера в сравнении с контрольным вариантом на 10,8 и 8,5 % соответственно (табл. 1). Таким образом, модификация питательной среды способствовала увеличению интенсивности роста регенерантов.
Одной из важнейших характеристик мери-стемных микрорастений картофеля является количество междоузлий. От этого показателя зависит коэффициент размножения микрора-
стений in vitro, а в дальнейшем, следовательно, и количество произведённых оздоровлённых мини-клубней.
1. Параметры роста и развития меристемных
растений картофеля при модификации питательной среды витаминно-минеральными комплексами. Сорт Ривьера
Вариант Длина растения, см Количество междоузлий, шт. Количество корней, шт.
Контроль, среда МС 8,475 7,800 3,550
МС + Компливит, 1,0 мл/л 9,387* 8,570* 3,250
МС + Супрадин, 2,0 мл/л 9,200* 8,250* 3,875
НСР05 0,611 0,341
Микрорастения картофеля, выращенные на модифицированной питательной среде, характеризовались достоверным увеличением количества междоузлий. Так, при добавлении в питательную среду препарата Компливит выявлено увеличение этого показателя в среднем на
0.77.междоузлия на одно микрорастение, а при добавлении Супрадина количество междоузлий на одно микрорастение увеличилось в среднем на 0,45 шт.
Комплексные витаминно-минеральные препараты Компливит и Супрадин не оказали существенного влияния на ризогенез меристемных микрорастений картофеля. Количество корней в контрольном варианте было в среднем 3,875 шт., тогда как в вариантах с модификацией питательной среды Компливитом и Супрадином - 3,550 и 3,250 шт. соответственно.
Выводы. В результате исследования установлено достоверное положительное действие модификации питательной среды Мурасиге-Скуга препаратами Компливит и Супрадин на рост и развитие меристемных микрорастений картофеля сорта Ривьера. Комплексные витаминно-минеральные препараты способствовали увеличению длины регенерантов и количества междоузлий. Компливит и Супрадин возможно предварительно рекомендовать для использования в оригинальном семеноводстве картофеля, однако необходимо более широкое исследование их действия на различных сортах.
Литература
1. Российский статистический ежегодник / А.Е. Суринов [и др.]. М.: Росстат, 2019. 725 с.
2. Ториков В.Е., Богомаз О.А. Адаптивный и продуктивный потенциал сортов картофеля нового поколения // Вестник Брянской государственной сельскохозяйственной академии. 2008. № 4. С. 53 - 59.
3. Мониторинг вирусных инфекций картофеля с использованием матричной ПЦР-диагностики / А.М. Малько, А.В. Живых, М.М. Никитин [и др.] // Картофель и овощи. 2017. N° 12. С. 26 - 29.
известия оренбургского государственного аграрного университета
2020 ■ № 5 (85)
4. Koleva-Gudeva L., Mitrev S., Trajkova F., Ilievski M. Micropropagation of potato Solanun tuberosum L. // Electronic Journal of Biology. 2012. Vol. 8 (3). P. 45 - 49.
5. Fufa M., Mulugeta D. Microtuber of two potato (Solanun tuberosum L.) varieties // Advances of Crop Science and Technology. 2014. P. 122.
6. Мякишева Е.П., Дурникин Д.А., Таварткиладзе О.К. Изучение влияния витаминов на морфогенез растений - регенерантов картофеля in vitro в целях интенсификации производства элитного посадочного материала // Biological Bulletin of Bogdan Chmelnitskiy Melitopol State Pedagogical University. 2016. № 6 (2). С. 166 - 173.
7. Киргизова И.В., Гаджимуратова А.М., Калиев Н.Б. Математическое моделирование динамики ростовых процессов в
условиях in vitro при использовании различных вариантов питательных сред на основе динамических моделей обработки рядов // Омский научный вестник. 2017. №5 (155). С. 168 - 174.
8. Леонова Н. В. Оптимизация состава питательной среды при размножении земляники садовой in vitro // Вестник Брянской государственной сельскохозяйственной академии. 2013. N° 1. С. 45 - 48.
9. Сковородников Д.Н., Леонова Н.В., Андронова Н.В. Влияние состава питательной среды на эффективность размножения земляники садовой in vitro // Вестник Орловского государственного аграрного университета. 2013. № 1 (13). С. 89 - 92.
10. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1985.
Бакунов Алексей Львович, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник Дмитриева Надежда Николаевна, научный сотрудник
Милехин Алексей Викторович, кандидат сельскохозяйственных наук, заведующий лабораторией Рубцов Сергей Леонидович, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник ФГБУН «Самарский федеральный исследовательский центр Российской академии наук» (Самарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства им. Н.М. Тулайкова) Россия, 446254, Самарская область, пгт Безенчук, ул. К. Маркса, 41 E-mail: samniish@mail.ru; bac24@yandex.ru
Growth and development of meristem potato plants when modifying the nutrient medium with Complivit and Supradin complex vitamin and mineral preparations
Bakunov Aleksey Lvovich, Candidate of Agriculture, Leading Scientist Dmitrieva Nadezhda Nicolaevna, Scientist
Milekhin Aleksey Viktorovich, Candidate of Agriculture, Head of Laboratory Rubtsov Sergey Leonidovich, Candidate of Agriculture, Leading Scientist
Samara Federal Research Scientific Center RAS, Samara Scientific Research Agriculture Institute named after N.M. Tulaykov.
41, Karl Marx St., Bezenchuk, Samara region, 446254, Russian E-mail: samniish@mail.ru; bac24@yandex.ru
Research to study the morphogenesis of meristem plants of the Riviera potato variety when modifying the Murashige-Skoog nutrient medium with complex vitamin and mineral preparations Complivit and Supradin has been conducted. In the variants of the experiment, 1 ml per liter of Complivit solution or 2 ml per liter of Supradin solution was added to the nutrient medium. The control plants were grown on a standard Murashige-Skoog medium. Each variant uses 40 micro-plants. The growth of regenerants was carried out at a 16-hour photoperiod for 30 days. Two growing cycles were carried out. At the end of each passage, the length of the plants, the number of internodes, and the number of roots per plant were recorded. It is shown that the modification of the Murashige-Skoog nutrient medium with complex vitamin and mineral preparations Complivit and Supradin contributed to a significant increase in the length of micro-plants of Riviera potatoes in comparison with the control variant by 10.8 % and 8.5 %, respectively. Potato micro-plants grown on a modified nutrient medium were characterized by a significant increase in the number of internodes. When adding Complivit to the nutrient medium this indicator increased by an average of 0.77 internodes per micro-plant. When Supradin was added, the number of internodes per micro-plant increased by an average of 0.45 PCs. There was no significant effect of Complivit and Supradin on the rhizogenesis of potato micro-plants. The number of roots of micro-plants in the variants of the experiment did not significantly differ from the same indicator in the control micro-plants. Modification of the Murashige-Skoog nutrient medium with complex vitamin and mineral preparations Complivit and Supradin is recommended for use in the original potato seed production, but a broader study of their effect on different varieties is needed. Key words: potato, original seed production, vitamin and mineral preparations, micro-plants, morphogenesis
DOI 10.37670/2073-0853-2020-85-5-94-96
-♦-
