CC BY
13
Научная статья
УДК 634.739.3
doi: 10.37670/2073-0853-2022-93-1-70-73.
Влияние концентрации ауксина ИМК и препарата Экогель на ризогенез клюквы болотной при клональном микроразмножении
Сергей Сергеевич Макаров1, Ирина Борисовна Кузнецова2
1 Центрально-европейская лесная опытная станция ВНИИЛМ, Кострома, Россия
2 Костромская государственная сельскохозяйственная академия, пос. Караваево, Кострома, Россия
Аннотация. В статье приведены результаты изучения влияния концентрации ауксина ИМК и биопрепарата Экогель на процесс корнеобразования растений клюквы болотной (Oxycoccus palustris Pers.) сорта Дар Костромы и гибридной формы 1-15-635 при клональном микроразмножении. В последнее время возрастает спрос на продукцию и сортовой посадочный материал лесных ягодных растений. Для ускоренного получения большого объёма высококачественного посадочного материала целесообразно использовать метод клонального микроразмножения. Укоренение побегов - один из наиболее сложных и ответственных этапов клонального микроразмножения. На этапе «укоренение in vitro» количество корней клюквы болотной незначительно увеличивалось, а средняя длина уменьшалась при повышении концентрации ауксина ИМК от 0,5 до 1,0 мг/л в питательной среде WPM. При добавлении препарата Экогель в концентрации 0,5 мл/л в питательную среду WPM отмечено незначительное увеличение количества корней (в 1,1 раза) и существенное увеличение суммарной длины корней (в 1,8 раза) клюквы болотной in vitro по сравнению с вариантом без использования препарата. Существенных различий по количеству и длине корней клюквы болотной между сортом Дар Костромы и гибридной формой 1-15-635 не выявлено.
Ключевые слова: клюква болотная, клональное микроразмножение, регуляторы роста, ауксины.
Для цитирования: Макаров С.С., Кузнецова И.Б. Влияние концентрации ауксина ИМК и препарата Экогель на ризогенез клюквы болотной при клональном микроразмножении // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2022. № 1 (93). С. 70 - 73. https://doi.org/10.37670/2073-0853-2021-93-1-70-73.
Original article
Influence of the concentration of IBA auxin and the Ecogel preparation on rhizogenesis of European cranberry during clonal micropropagation
Sergey S. Makarov1, Irina B. Kuznetsova2
1 Central European Forest Experiment Station, Kostroma, Russia
2 Kostroma State Agricultural Academy, Karavaevo, Kostroma, Russia
Abstract. The results of research to study the effect of the concentration of auxin IBA and the biological preparation Ecogel on the process of rooting of European cranberry (Oxycoccus palustris Pers.) plants of the Dar Kostromy cultivar and the hybrid form 1-15-635 during clonal micropropagation. Increasing the demand for products and varietal planting material of forest berry plants. Use the method of clonal micropropagation is advisable for the accelerated production of a large volume of high-quality planting material. Shoot rooting is one of the most difficult and crucial stages of clonal micropropagation. The number of European cranberry roots slightly increased and the average length decreased with an increase in the concentration of auxin IBA from 0.5 to 1.0 mg/l in the WPM nutrient medium at the stage of "rooting in vitro". A slight increase in the number of roots (by 1.1 times) and a significant increase in the total length of roots (by 1.8 times) of European cranberry in vitro when Ecogel 0.5 ml/l is added in the WPM nutrient medium as compared to the variant without use of the preparation. There are no significant differences in the number and length of European cranberry roots between the Dar Kostromy cultivar and the hybrid form 1-15-635.
Keywords: European cranberry, clonal micropropagation, growth regulators, auxins.
For citation: Makarov S.S., Kuznetsova I.B. Influence of the concentration of IBA auxin and the Ecogel preparation on rhizogenesis of European cranberry during clonal micropropagation. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2022; 93(1): 70-73. (In Russ.). https://doi.org/10.37670/2073-0853-2022-93-1-70-73.
В последнее время среди предпринимателей, представителей крестьянско-фермерских и садоводческих хозяйств возрастает спрос на продукцию и сортовой посадочный материал лесных ягодных растений (голубика, брусника, клюква, морошка и др.), имеющих высокую урожайность, крупноплодность и морозоустойчивость. Вместе с тем на сегодняшний день существует целый ряд проблем, связанных с использованием ресурсов леса, таких, как неполное вовлечение недревесных лесных ресурсов в лесопользование, наличие
больших площадей, требующих рекультивации нарушенных земель (в том числе выработанные торфяники и вышедшие из пользования сельскохозяйственные угодья), истощение ягодных запасов в результате повышенной антропогенной нагрузки на экосистемы, низкая транспортная доступность лесов в таёжной зоне и др. [1 - 5].
Комплексного решения данных проблем потенциально возможно добиться путём создания на неиспользуемых и нарушенных землях плантаций ягодных растений [3, 6, 7]. Для ускоренного
получения большого объёма оздоровленного высококачественного сортового посадочного материала ягодных растений в промышленных масштабах наиболее целесообразно использовать метод клонального микроразмножения [8].
При культивировании растений in vitro основными и наиболее сложными этапами клонального микроразмножения являются ризогенез (укоренение побегов) и последующая адаптация к нестерильным условиям in vivo. В качестве стимуляторов для корнеобразования обычно используются ауксины (ИМК, ИУК, НУК др.), при этом подбор оптимальной концентрации вещества в питательной среде происходит в зависимости от вида растения [9 - 11]. Для большей эффективности укоренения и лучшей адаптации к нестерильным условиям ягодных растений дополнительно применяются также биопрепараты, обладающие стимулирующим, оздоравливающим и укрепляющим воздействием, усиливающие жизнеспособность, выносливость и устойчивость растений к неблагоприятным факторам внешней среды (Домоцвет, Корнерост, КорнеСтим, Фуль-витал, Экогель и др.).
Цель исследования - изучение влияния концентрации ауксина ИМК и добавления препарата Экогель на биометрические показатели клюквы болотной на этапе укоренения in vitro.
Материал и методы. Исследование проводили в 2019 - 2021 гг. в лаборатории клонального микроразмножения на базе Центрально-европейской лесной опытной станции ВНИИЛМ и в лаборатории биотехнологии Костромской ГСХА по общепринятым методикам [11]. В качестве объектов исследования использовали растения клюквы болотной (Oxycoccus palustris Pers.) сорта Дар Костромы и гибридной формы 1-15-635, которые культивировали на питательной среде Woody Plant Medium (WPM) [12] в световой комнате при фотопериоде 16/8 час. и при поддержании температуры +23...+25 °C и влажности 75 - 80 %. На этапе «укоренение in vitro» в качестве регуляторов роста использовали индолилмасляную кислоту (ИМК) в концентрациях 0,5 и 1,0 мг/л и биопрепарат Экогель в концентрации 0,5 мл/л (рис. 1).
I
■I I
Г 1 1
' ■ í I 4 t - ? ^
А
Рис. 1 - Растения клюквы болотной на этапе «укоренение in vitro»: А - без препарата Экогель; Б - с добавлением препарата Экогель, 0,5 мл/л
Проводили учёт количества, средней и суммарной длины корней в расчёте на одно растение. Повторность опыта - 10-кратная, в каждом варианте по 15 растений. С помощью программного обеспечения AGROS v. 2.11 и пакета Microsoft Office 2016 полученные данные были статистически обработаны. Достоверность опытов определяли с помощью наименьшей существенной разности на 5%-ном уровне значимости (НСР05), где в качестве одного фактора принимали концентрацию росторегулирующего вещества, а в качестве другого - сорт или форму.
Результаты и обсуждение. В ходе проведённых экспериментальных исследований выявлено, что на этапе «укоренение in vitro» с повышением концентрации в питательной среде WPM ауксина ИМК от 0,5 до 1,0 мг/л незначительно увеличивалось количество корней клюквы болотной - в среднем от 2,7 - 2,8 до 3,0 - 3,1 шт. При добавлении в питательную среду препарата Экогель, 0,5 мл/л, количество корней клюквы болотной составляло в среднем 3,0 шт., что незначительно больше, чем без препарата (2,8 шт.). Различия по количеству корней у клюквы болотной сорта Дар Костромы и гибридной формы 1-15-635 были не существенны (табл. 1).
1. Количество корней клюквы болотной на одно растение в зависимости от концентрации ауксина ИМК и добавления препарата Экогель
Сорт, форма Концентрация ИМК, мг/л Количество корней, шт. Среднее
без препарата Экогель Экогель, 0,5 мл/л
Сорт Дар Костромы 0,5 2,6 2,9 2,8
1,0 2,9 3,1 3,0
Гибридная форма 1-15-635 0,5 2,8 2,6 2,7
1,0 3,0 3,2 3,1
Среднее 2,8 3,0 -
НСР05 фактор A = 0,88, фактор B = 0,73, общ. = 1,22
f
4
2. Средняя длина корней клюквы болотной на одно растение в зависимости от концентрации ауксина ИМК и добавления препарата Экогель
Сорт, форма Концентрация ИМК, мг/л Средняя длина корней, см Среднее
без препарата Экогель Экогель, 0,5 мл/л
Сорт Дар Костромы 0,5 1,2 2,0 1,6
1,0 0,9 1,7 1,3
Гибридная форма 1-15-635 0,5 1,3 2,1 1,7
1,0 1,0 1,8 1,4
Среднее 1,1 1,9 -
НСР05 фактор A = 0,87, фактор B = 0,68, общ. = 1,01
3. Суммарная длина корней клюквы болотной на одно растение в зависимости от концентрации ауксина ИМК и добавления препарата Экогель
Сорт, форма Концентрация ИМК, мг/л Суммарная длина корней, см Среднее
без препарата Экогель Экогель, 0,5 мл/л
Сорт Дар Костромы 0,5 3,1 5,8 4,5
1,0 2,6 5,3 4,0
Гибридная форма 1-15-635 0,5 3,6 5,5 4,6
1,0 3,0 5,8 4,4
Среднее 3,1 5,6 -
НСР05 фактор A = 1,68, фактор B = 1,25, общ. = 2,10
Средняя длина корней клюквы болотной при повышении в питательной среде WPM концентрации ауксина ИМК от 0,5 до 1,0 мг/л несколько уменьшалась (от 1,6 - 1,7 см до 1,3 - 1,4 см). При наличии в питательной среде препарата Экогель средняя длина корней клюквы болотной составляла в среднем 1,9 см, а без добавления препарата - 1,1 см. Сортовые различия не выявлены (табл. 2).
Суммарная длина корней клюквы болотной не имела статистически значимых различий в зависимости от исследуемых концентраций ауксина ИМК и варьировала в среднем от 4,0 до 4,6 см. При содержании в питательной среде препарата Экогель, 0,5 мл/л, суммарная длина корней достигала в среднем 5,6 см, что было значительно больше (в 1,8 раза), чем без добавления Экогеля (табл. 3).
Суммарная длина корней клюквы болотной сорта Дар Костромы и гибридной формы 1-15635 существенно не различалась.
Выводы
1. На этапе «укоренение in vitro» с повышением концентрации в питательной среде WPM ауксина ИМК от 0,5 до 1,0 мг/л отмечено незначительное увеличение количества и уменьшение средней длины корней клюквы болотной, что нивелировало различия по суммарной длине корней.
2. При наличии в питательной среде WPM препарата Экогель в концентрации 0,5 мл/л выявлено незначительное увеличение количества и средней длины и существенное увеличение суммарной длины корней клюквы болотной in vitro.
3. Существенных различий по количеству и длине корней клюквы болотной между сортом Дар Костромы и гибридной формой 1-15-635 не выявлено.
Список источников
1. Торфяные болота России: к анализу отраслевой информации / под ред. А.А. Сирина, Т.Ю. Минаевой. М.: Геос, 2001. 90 с.
2. Выработанные торфяные месторождения, их характеристика и функционирование / Л.И. Инишева, В.Е. Аристархова, Е.В. Порохина и др. Томск: Изд-во Томского гос. педагогического ун-та, 2007. 185 с.
3. Тяк Г.В., Курлович Л.Е., Тяк А.В. Биологическая рекультивация выработанных торфяников путем создания посадок лесных ягодных растений // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2016. Т. 11. № 2. С. 43 - 46.
4. Проблемы использования и воспроизводства фи-тогенных пищевых и лекарственных ресурсов леса на землях лесного фонда Костромской области / С.С. Макаров, Е.С. Багаев, С.Ю. Цареградская и др. // ИВУЗ. Лесной журнал. 2019. № 6. С. 118 - 131.
5. Чудецкий А.И., Сидоренкова Е.М., Макаров С.С. Анализ транспортной доступности лесного фонда в Костромской области // Лесохозяйственная информация. 2020. № 3. С. 58 - 66.
6. Noormets M., Karp K., Paal T. Recultivation of Opencast Peat Pits with Vaccinium Culture in Estonia. Ecosystems and Sustainable Development. 2003; 2: 1005-1014.
7. Vahejöe K. [et al.] Berry Cultivation in Cutover Peatlands in Estonia: Agricultural and Economical Aspects. Baltic Forestry. 2010; 16(2): 264-272.
8. Сельскохозяйственная биотехнология: учеб. / В.С. Шевелуха [и др.]. М.: Высшая школа, 2008. 416 с.
9. Бутенко Р.Г. Биология клеток высших растений in vitro и биотехнологии на их основе. М.: ФБК-Пресс, 1999. 160 с.
10. Деменко В.И., Шестибратов К.А., Лебедев В.Г. Укоренение - ключевой этап размножения растений in vitro // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 2010. Вып. 1. С. 73 - 85.
11. Калашникова Е.А. Клеточная инженерия растений: учеб. и практикум для вузов. М.: Юрайт, 2020. 333 с.
12. Lloyd G., McCown B. Commercially-feasible Micropropagation of Mountain Laurel, Kalmia latifolia, by Use of Shoot Tip Culture. Combined Proceedings of the International Plant Propagator's Society. 1980; 30: 421-427.
References
1. Peat Bogs of Russia: To the Analysis of Iindustry Information / A.A. Sirin, T.Yu. Minaeva (eds.). M.: Geos, 2001. 90 p.
2. Developed Peat Deposits, Its Characteristics and Functioning / L.I. Inisheva, V.E. Aristarkhova, E.V. Po-rokhina et al. Tomsk: Tomsk State. Pedagogical University Publ., 2007. 185 p.
3. Tyak G.V., Kurlovich L.E., Tyak A.V. Biological Recultivation of Depleted Peatlands by Creating Plantings of Forest Berry Plants. Vestnik of Kazan State Agrarian University. 2016; 11(2): 43-46.
4. Problems of the Use and Reproduction of Phytogenic Food and Medicinal Resources of the Forest on the Lands
of the Forest Fund of the Kostroma Region / S.S. Makarov, E.S. Bagaev, S.Yu. Tsaregradskaya et al. Forestry Journal. 2019; 6: 118-131.
5. Chudetsky A.I., Sidorenkova E.M., Makarov S.S. Analysis of Transport Accessibility of the Forest Fund in the Kostroma Region. Forestry information. 2020; 3: 58-66.
6. Noormets M., Karp K., Paal T. Recultivation of Opencast Peat Pits with Vaccinium Culture in Estonia. Ecosystems and Sustainable Development. 2003; 2: 1005-1014.
7. Berry Cultivation in Cutover Peatlands in Estonia: Agricultural and Economical Aspects / K. Vahejoe et al. Baltic Forestry. 2010; 16(2): 264-272.
8. Agricultural Biotechnology / V.S. Shevelukha et al. M.: Vysshaya shkola, 2008. 416 p.
9. Butenko R.G. Biology of Cells of Higher Plants In Vitro and Biotechnology Based on Them. M.: FBK-Press, 1999. 160 p.
10. Demenko V.I., Shestibratov K.A., Lebedev V.G. Rooting is a Key Stage in Plant Reproduction in vitro. Iz-vestiya of Timiryazev Agricultural Academy. 2010; 1: 73-85.
11. Kalashnikova E.A. Cellular Plant Engineering. M.: URait, 2020. 333 p.
12. Lloyd G., McCown B. Commercially-feasible Micropropagation of Mountain Laurel, Kalmia latifolia, by Use of Shoot Tip Culture. Combined Proceedings of the International Plant Propagator's Society. 1980; 30: 421-427.
Сергей Сергеевич Макаров, кандидат сельскохозяйственных наук, makarov_serg44@mail.ru, https://orcid.org/0000-0003-0564-8888
Ирина Борисовна Кузнецова, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, sonneraiser@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0001-5011-3271
Sergey S. Makarov, Candidate of Agriculture, makarov_serg44@mail.ru, https://orcid.org/0000-0003-0564-8888
Irina B. Kuznetsova, Candidate of Agriculture, Associate Professor, sonneraiser@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0001-5011-3271
Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Contribution of the authors: the authors contributed equally to this article. The authors declare no conflicts of interests.
Статья поступила в редакцию 15.11.2021; одобрена после рецензирования 01.12.2021; принята к публикации 11.01.2022.
The article was submitted 15.11.2021; approved after reviewing 01.12.2021; accepted for publication 11.01.2022.
-Ф-
Научная статья
УДК 634.10:634.2(470.56)
ао1: 10.37670/2073-0853-2022-93-1-73-77.
Засухоустойчивость клоновых подвоев плодовых культур в условиях Оренбургской области
Евгений Захарович Савин1, 2, Ирина Владимировна Самохвалова2, Надежда Алексеевна Жамурина3, Валерий Александрович Новиков2
1 Институт степи Уральского отделения Российской академии наук, Оренбург, Россия
2 Оренбургский государственный университет, Оренбург, Россия
3 Филиал ФБУ «Рослесозащита» - Центр защиты леса Оренбургской области, Оренбург, Россия
Аннотация. В статье представлены результаты изучения засухоустойчивости клоновых подвоев яблони и косточковых культур по показателю предельная водопотеря. Оценка производилась по общепринятой методике в лабораторных условиях. Изучено 15 форм клоновых подвоев яблони, 12 - косточковых культур. При сравнении изученных форм высокая засухоустойчивость отмечена у 3 подвоев яблони (65-151, Е-56, ОБ-3-4) и у 5 подвоев косточковых культур (ВП-1, П-3, Е 13-23, Дружба, П-7). Низкая засухоустойчивость отмечена у 4 форм яблони (АРМ-18, СПС-7а, Волга-12, Б-3-7) и 3 форм косточковых (ВВА-1, ОПА 28889, ОПА 15-2). Остальные подвои характеризуются средней устойчивостью к засухе. Формы с высокой засухоустойчивостью являются наиболее перспективными для дальнейшего изучения и использования.
