CC BY
82
И.А. Бъядовский
Влияние различного спектрального
СОСТАВА СВЕТА НА ЭТАПЕ АДАПТАЦИИ ПОСЛЕ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ IN VITRO НА ПОСЛЕДУЮЩЕЕ РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ ВИШНИ В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ
УДК 581.1 : 634.2
Использование на этапе адаптации, после клонального микроразмножения, освещения лампами с различными спектральными составами света оказывало влияние на последующий рост растений вишни в полевых условиях. У сорта вишни Память Еникеева на четвертый год выращивания максимальная высота растений отмечена при использовании на предыдущих этапах освещения лампами со спектром 611 нм 100%, у сорта Молодежная 450 нм 100% и 611 нм 75% + 450 нм 25%, у сорта Волочаевка при освещении лампами ДНАТ 400-3. Максимальный диаметр штамба отмечен у сорта вишни Память Еникеева при освещении на предыдущих этапах лампами со спектром 611 нм 100%, у сорта Молодежная 450 нм 100%, у сорта Во-лочаевка при освещении лампами ДНАТ 400-3.
Ключевые слова: биотехнология, клональное микроразмножение, вишня, развитие в полевых условиях, спектральный состав света.
Bjadovskiy I.A. I Influence of a various spectral light quality at a stage of adaptation after cultivation in vitro on the subsequent development of plants of a cherry in field requirements. Use at an adaptation stage, after clonal micropropagation and lighting by valves with various spectral light quality affected on the subsequent body growth of plants of a cherry in field requirements. At a breed of a cherry of Pamjat Enikeeva for the fourth year of cultivation the maximal height of plants is scored at use at the previous stages of lighting by valves with a spectrum of 100% of 611 nanometers, at a breed Youth 450 nanometers of 100% and 611 nanometers of 75% + 450 nanometers of 25%, at a breed of Volochaevka at lighting by valves DNAT 400-3. The maximal diameter of a bole is scored in Pamjat Enikeeva at lighting at the previous stages by valves with a spectrum of 100% of 611 nanometers, in Youth - 450 nanometers of 100%, and in Volo-
Бъядовский И.А., к.с.-х.н. - ГНУ Всероссийский селекционно-технологический институт садоводства и питомнико-водства Россельхозакадемии (г. Москва)
chaevka at lighting by valves DNAT 400-3.
Key words: biotechnology, clonal micropropagation, cherry, development in field requirements, light spectral distribution.
Введение
Объем мирового производства плодов косточковых культур значителен, особенно в северном полушарии, и он уступает только семечковым. Это обуславливает интерес к закладке садов косточковых современными и районированными сортами, с принципиально новыми качественными характеристиками и экологическими возможностями, в связи с чем растет потребность в таком посадочном материале [5].
Вместе с тем остается проблематичным получение высококачественного безвирусного материала в необходимых количествах для закладки маточников. Данную потребность может решить метод клонального микроразмножения растений, как при получении ювенильного оздоровленного посадочного материала клоновых подвоев, так и сортов. С его помощью можно создавать оздоровленные коллекции плодовых растений и длительно их поддерживать без контакта с внешней средой, а в случае необходимости в достаточно короткие сроки размножать материал до необходимых количеств [10].
Соблюдение определенных условий, имея качественные расходуемые материалы, высокотехнологичное оборудование и инструментарий, квалифицированный персонал можно достичь высоких результатов в плане коэффициента размножения исходных культур. Однако, именно на этом этапе успехи, как правило, заканчиваются и начинаются неудачи, так как выход растений после доращивания снижается на 1...2 порядка в зависимости от культуры, сорта и других факторов. В особенности, сказанное имеет место в отношении древесных плодовых пород. Если принять во внимание, что получаемые растения, согласно теории, должны быть генетически однородны, то можно предполагать и высокую выравненность посадочного материала [2].
Существует ряд сложностей при высадке посадочного материала косточковых культур, полученных методом клонального микро-размножения, в полевые условия. Особенности вегетации растений в умеренном климате, а также слабое внедрение разработанных проектов современных культивационных сооружений с системами поддержания параметров окружающей среды в заданных значениях зачастую не позволяют достичь высоких показателей приживаемости регене-рантов после высадки в грунт и обеспечить стабильность их роста и развития в этот период.
Укореняемость и качество зеленых черенков, срезанных с маточных растений, размноженных in vitro, значительно выше, чем с обычного маточника. Черенки, полученные с этих растений, укореняются лучше, чем черенки с растений, полученных обычным способом размножения [6]. Усиление побегообразовательной способности, улучшение укореняемости растений объясняются реювенилизацией, происходящей в культуре in vitro, изменением биохимического состава, а
также анатомо-морфологической подготовленностью тканей к регенерации [7, 9].
Место проведения, объекты исследования
Исследования проводились в отделе биотехнологии ГНУ ВСТИСП Россельхозакадемии в 2QQ4...2QQ9 гг. В работе нами были взяты сорта вишни: Память Eникеева, Молодежная и Волочаевка.
Методика исследования
Исходные материалы и применяемые методы на этапах изучения в культуре in vitro соответствовали общепринятым для данного раздела исследований, с небольшими изменениями [3, 4, 8]. После укоренения растений в культуре in vitro их высаживали в нестерильные условия. Растения выращивались под лампами люминесцентными ЛД 4Q-2, а также лампами различного спектрального состава - красный 611 нм (1QQ%), красный 611 нм (87,5%) + синий 45Q нм (12,5%), красный 611 нм (75%) + синий 45Q нм (25%), синий 45Q нм (1QQ%) с освещенностью 2QQQ...35QQ лк и под лампами натриевыми высокого давления ДНАТ 4QQ-3 (освещенность 1QQQQ...16QQQ лк), фотопериод 15 часовой. После прохождения растениями вишни этапа адаптации к нестерильным условиям и доращивания, они были высажены в полевые условия (в осенний период), где было проанализировано последействие спектрального состава света на их последующее развитие.
Результаты исследований
После высадки растений вишни в полевые условия нами изучалось влияние освещения ламами различного спектрального состава света на адаптацию к нестерильным условиям и доращивания (после культивирования in vitro) на величину линейного и радиального роста (таблицы 1.. .4).
Можно отметить, что у сорта вишни Память Eни-кеева (таблица 1) максимальная высота растений на четвертый год выращивания наблюдалась при использовании на этапе адаптации ламп люминесцентных со спектром 611 нм 1QQ%, несколько меньшая высота наблюдалась при использовании ламп ЛД 4Q-2, 611 нм 87,5% + 45Q нм 12,5% и ДНАТ 4QQ-3. Наибольший диаметр штамба (таблица 2) отмечен при использовании на предыдущих этапах ламп люминесцентных со спектром 611 нм 1QQ% и ДНАТ 4QQ-3. У сорта Молодежная положительный эффект на последующее увеличение высоты растений в полевых условиях оказывало освещение на этапе адаптации и доращивания лампами со спектром 45Q нм 1QQ% и несколько им уступало использование ламп со спектром 611 нм 75% + 45Q нм 25% и ламп ЛД 4Q-2. Наибольший диаметр отмечен при освещении лампами люминесцентными со спектром 45Q нм 1QQ%, и несколько им уступало использование ламп со спектром 611 нм 1QQ% и 611 нм 75% + 45Q нм 25%.
Таблица 1 - Влияние спектрального состава на высоту растений вишни после высадки в полевые условия, см
Год Сорт Спектральный состав света на этапе адаптации и доращивания x
Красный 1QQ% Красный 87,5% Красный 75% Синий 1QQ% ЛД 4Q-2 ДНАТ 4QQ-3
2QQ5 (высадка в поле) ПБ 51,5e 5Q,5e 45,1c 49,1de 45,9cd 45,7c 48,Q6b
Мл 5Q,3ef 39,2a 42,Qbc 41,3b 4Q,9a 4Q,3a 42,3a
x 5Q,9b 44,9a 43,5a 45,2a 43,4a 43,Qa -
EE 8Q,3ef 7Q,7b 72,Qbc 73,1c 62,6a 68,Qb 71,1a
2QQ7 Мл 79,1e 77,9de 84,9f 81,7ef 74,6cd 62,2a 76,5b
x 79,7c 74,3b 78,5c 77,4bc 68,1a 65,1a -
rn 111,Qfg 97,5cd 1Q1,Qde 87,6ab 93,9bc 98,3bc 98,3a
2QQ8 Мл 1Q9,1f 1Q7,2ef 117,2g 112,8eg 1Q1,7de 85,8a 1Q5,6b
x 11Q,Qc 1Q2,3b 1Q8,2c 1Q6,9bc 94,6a 89,9a -
rn 147,6g 14Q,4ef 134,Qd 129,6cd 141,9ef 138,Qe 139,9b
2QQ9 Мл 121,8bc 116,1b 138,8e 14Q,8ef 132,7d 97,7a 122,6a
x 134,7c 128,2b 136,4cd 135,2c 137,3d 111,8a -
Таблица 2 - Влияние спектрального состава на диаметр штамба растений вишни после высадки в полевые условия, мм
Год Сорт Спектральный состав света на этапе адаптации и доращивания x
Красный 1QQ% Красный 87,5% Красный 75% Синий 1QQ% ЛД 4Q-2 ДНАТ 4QQ-3
2QQ5 (высадка в поле) rn 4,77cd 5,Q9ef 4,86de 5,19f 4,8Qd 4,62c 4,89b
Мл 4,61c 4,59bc 4,62bc 4,42b 3,85a 4,47bc 4,42a
x 4,69bc 4,84c 4,74bc 4,8Qc 4,32a 4,55ab -
rn 1Q,46de 9,45b 9,88bc 9,63bc 8,5Qa 1Q,QQcd 9,65a
2QQ7 Мл 1Q,61e 1Q,Q9cd 1Q,76ef 1Q,39de 1Q,39de 8,Q2a 1Q,Q4b
x 1Q,53e 9,77bc 1Q,32de 1Q,Q1cd 9,42ab 9,Q1a -
rn 14,54e 13,13b 13,75c 13,38bc 11,81a 13,9Qcd 13,42a
2QQ8 Мл 14,53e 13,81cd 14,73ef 14,22de 14,14de 1Q,99a 13,74b
x 14,53e 13,47bc 14,24de 13,8Qcd 12,98ab 12,45a -
rn 23,22ef 2Q,76cd 19,78bc 21,83de 2Q,99cd 22,Q7e 21,44b
2QQ9 Мл 21,38d 19,21b 21,98de 23,52f 19,69bc 16,19a 2Q,59a
x 22,3Qc 19,98b 2Q,88b 22,67c 2Q,34b 18,13a -
Вместе с тем, выделявшееся на этапе адаптации к нестерильным условиям освещение лампами со спектром 611 нм 87,5% + 450 нм 12,5% [1] не имело каких-либо преимуществ перед освещением лампами с другими спектральными характеристиками. И это, возможно, связано с тем, что на этапах адаптации к нестерильным условиям процент приживаемости растений был выше при их использовании, а в других вариантах приживались только самые сильные (крупные) растения. Данное предположение закономерно и для ламп натриевых высокого давления ДНАТ 400-3.
Сопоставляя между собой (таблица 1, 2) растения вишни сорта Память Еникеева и сорта Молодежная по высоте растений и диаметру штамба, можно отметить, что на момент высадки (2005 г.) в полевые условия сорт Память Еникеева превосходил сорт Молодежная. В последующем растения сорта Молодежная были несколько крупнее сорта Память Еникеева (2007...2008 г.). Это, возможно, связано с более высокой адаптивностью сорта Молодежная к изменяющимся внешним условиям в сравнении с сортом Память Еникеева. В 2009 г. сорт вишни Память Еникеева догнал сорт Молодежная по высоте и по диаметру штамба, и это, вероятно, связано с тем, что он является более сильнорослым.
Также были проведены дополнительные исследования на сорте вишни Волочаевка по влиянию освещения лампами различного спектрального состава света на этапе адаптации к нестерильным условиям и доращивания на величину линейного и радиального роста после их высадки в полевые условия.
Таблица 4 - Влияние спектрального состава на диаметр штамба растений вишни сорта Волочаевка после высадки в полевые условия, мм
У сорта Волочаевка (таблицы 3, 4) после высадки растений в полевые условия на четвертый год отмечено увеличение высоты и диаметра штамба при освещении на предыдущих этапах лампами ДНАТ 400-3 в сравнении с освещением лампами ЛД 40-2. При осве-
щении лампами люминесцентными со спектром 611 нм 87,5% + 450 нм 12,5% и ЛД 40-2 достоверных различий не выявлено.
В 2008.2009 году (3.4 год после высадки в полевые условия) на растениях сортов вишни Память Еникеева, Молодежная, Волочаевка отмечалось цветение.
Выводы
Анализируя развитие растений вишни в полевых условиях, можно отметить проявившуюся сортовую специфичность в зависимости от освещения лампами с различным спектральным составом света на этапе адаптации к нестерильным условиям и доращивания (после культивирования in vitro), что также оказывает существенное влияние на их последующее развитие в полевых условиях.
Литература
1. Бъядовский, И.А. Оптимизация условий роста косточковых культур после микроразмножения: дисс... канд. с.-х. н. / И.А. Бъядовский. - М., 2007. -183 с.
2. Высоцкий, В.А. О генетической стабильности при клональном микроразмножении плодовых и ягодных культур / В.А. Высоцкий // С.-х. биол., 1995, № 5. - С 57-63
3. Джигадло, Е.Н. Методические рекомендации по использованию биотехнологических методов в работе с плодовыми, ягодными и декоративными культурами / Е.Н. Джигадло, М.И. Джигадло, Л.В. Голыш-кина. - Орел: ВНИИСПК. - 1995. - 51 с.
4. Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов опыта) / Б.А. Доспехов. - 5-е изд., доп. и перераб. - М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с.
5. Еремин, Г.В. Слива и алыча / Г.В. Еремин. -Харьков: Фолио; АСТ, 2003. - 302 с.
6. Матушкина, О.В. Будущее садов за клональным микроразмножением / О.В. Матушкина, И.Н. Пронина // Гл. агр., М., 2004, № 9. - С. 27-29
7. Острейко, С.А. Роль естественного отбора в онтогенезе растений (основы цитоклональной теории онтогенеза) / С.А. Острейко // Физиология растений, 1985. - Т. 32, № 3. - С. 585-604
8. Трушечкин, В.Г. Микроклональное размножение сортов и подвоев косточковых культур / В.Г. Трушечкин, В.А. Высоцкий, Е.В. Олешко. - М.: Агро-промиздат. - 1987. - 17 с.
9. Юсуфов, А.Г. Регенерация высших растений / А.Г. Юсуфов. - М., 1981. - 176 с.
10. Zimmerman, R.H. Status of the Commercial micropropagation industry / R.H. Zimmerman, R.J. Griesbach // Comb. proc. intern. plant propagate. -Soc., 2001, Vol. 51. - P. 479-481.
Таблица 3 - Влияние спектрального состава на высоту растений вишни сорта Волочаевка после высадки в полевые условия, см
Год Спектральный состав света иа этапе адаптации и доращивания
Красный 87,5 ЛД 4Q-2 ДНАТ 4QQ-3
2QQ5 (высадка в поле) 88,1c 7Q,6a 79,8b
2QQ8 112,9b 1Q6,Qa 13Q,5c
2QQ9 138,8a 13Q,Qa 16Q,3b
Год Спектральный состав света иа этапе адаптации и доращивания
Красный 87,5 ЛД 4Q-2 ДНАТ 4QQ-3
2QQ5 (высадка в поле) 1Q,Q6b 7,74a 9,8Qb
2QQ8 16,54ab 15,98a 18,24b
2QQ9 21,84ab 21,Q6a 24,Q6b
