Матушкина ольга Васильевна оптимизация процессов регенерации при размножении клоновых подвоев и сортов яблони и груши in vitro

О 15 собенности индукции адвентивного органогенеза плодовых культур Оценка морфогенетического потенциала клоновых подвоев и сортов яблони и груши в зависимости от химического состава питательной среды. Минеральный состав. При сравнительном изучении сред: Мурасиге-Скуга, Гамборга, Ллойда-Маккауна, №6 только на среде Мурасиге-Скуга наблюдалось формирование адвентивных структур у подвоев и сортов яблони и груши, поэтому эта среда выбрана основной в дальнейших исследованиях. На остальных средах происходило лишь каллусообразование. Регуляторы роста. Эффективность регенерации плодовых культур в значительной степени определяется содержанием цитокининов и ауксинов в среде и их соотношением. Увеличение соотношения цитокинин : ауксин до 20:1 (БАП 2,0 мг/л и ИМК, НУК 0,1 мг/л) позволило повысить частоту побегообразования у подвоя яблони 62-396 в 5 раз при использовании НУК и в 7 раз при использовании ИМК, по сравнению с 3:1 (БАП 3,0 мг/л и ИМК, НУК 1,0 мг/л). При культивировании листовых пластинок клоновых подвоев и сортов яблони и груши на среде с БАП и ИМК в соотношении 20:1 была выявлена генотипическая реакция растений (рис. 8). Рисунок 8 - Регенерация клоновых подвоев и сортов яблони и груши из листовых эксплантов (t-критерий Дункана рассчитан отдельно для яблони и груши и каждого вида новообразований). У яблони регенерационный потенциал в культуре изолированных тканей на 18,3% выше, чем у груши. Существенные генотипические различия на воздействие регуляторов роста наблюдались и внутри рода Malus. Высокая регенерационная способность отмечена у подвоев яблони 62-396, М26, частота побегообразования которых составила 58,3 и 50,0%, соответственно, а у подвоя яблони 57-195 всего лишь 6,6 %. Не удалось индуцировать адвентивный органогенез у подвоев яблони Р16, Р60, Р59, 3-5-44, 3-17-38. У Р16, 3-5-44 наблюдалось лишь нарастание каллусной массы, а у Р59 и 3-17-38 не происходило образования и каллуса. У груши самая высокая регенерационная способность была у груши № 12 с частотой побегообразования 40,0%, значительно ниже у сорта Пхорун (6,6 %) и груши № 10 (1,0 %). Не наблюдался адвентивный органогенез у сорта Осенней Яковлева, но происходило формирование каллуса. Использование на фоне БАП наряду с ИМК других регуляторов роста (НУК, 2,4-Д) также в соотношении 20:1 оказалось менее эффективным и не позволило существенно повысить частоту побегообразования у подвоев яблони Р22, М26 и груши № 12. Введение тидиазурона (TDZ), в сочетании с ИМК увеличивает индукцию адвентивного органогенеза на 13,4% у подвоя яблони Р22, а у груши № 12, наоборот, уменьшает. У остальных изучаемых генотипов увеличение частоты побегообразования не наблюдалось. Углеводы. Исследования по изучению источника углеводов показали, что среды с сорбитом не стимулируют индукцию адвентивного органогенеза в культуре листовых пластинок клонового подвоя яблони 3-5-44. Максимальная регенерация (16,6%) была получена в варианте, содержащем 30 г/л сахарозы. Влияние типа экспланта и его ориентации на питательной среде на регенерационные процессы. Для индукции морфогенеза использовали: лист с поперек надрезанными жилками (с пролиферации и укоренения in vitro); сегмент стебля (междоузлие) и сегмент корня длиной 5-6 мм. Исследования показали, что самым высоким морфогенетическим потенциалом обладают листья с пролиферации и междоузлия (табл. 4). Таблица 4 - Индукция адвентивного органогенеза в зависимости от типа эксплантов Подвой Тип экспланта Частота, % Количество побегов на эксплант, шт. каллусообразо- вания побегообразо-вания 57-491 лист с укоренения 40,0 d 0,0 - лист с пролиферации 100,0 а 20,0 b 1,2 междоузлие 46,6 cd 33,3 а 9,0 сегмент корня 60,0 bс 0,0 - груша №12 лист с укоренения 13,0 е 0,0 - лист с пролиферации 80,0 b 30,0 а 1,0 междоузлие 60,0 bс 20,0 b 5,3 сегмент корня 60,0 bс 0,0 - НСР05 Fфакт < Fтеор У сегментов корней и листьев с укоренения наблюдалось лишь нарастание каллуса, индуцировать образование адвентивных побегов у этих эксплантов не удалось. Уровень регенерации также зависит от ориентации листовых пластинок на среде. Адаксиальное (верхней стороной) размещение листовых пластинок предпочтительнее вне зависимости от гормонального состава питательной среды и генотипа в отличие от абаксиального (нижней стороной) (табл. 5). Таблица 5 - Регенерационная способность листовых пластинок в зависимости от их ориентации Подвой Ориентация Регуляторы роста, мг/л Частота, % Количество побегов на эксплант, шт. каллусообразо-вания побегообразо-вания груша №12 адаксиально БАП 2 100,0 а 8,3 с 1,0 абаксиально 50,0 b 0,0 - адаксиально БАП 2+ ИМК 0,1 91,6 а 25,0 b 5,3 абаксиально 58,3 b 0,0 - 62-396 адаксиально БАП 2 0,0 58,3 а 1,4 абаксиально 0,0 0,0 - адаксиально БАП 2+ ИМК 0,1 0,0 41,6 а 1,6 абаксиально 0,0 0,0 - НСР05 Fфакт При абаксиальном размещении листовых пластинок образование адвентивных побегов не было отмечено, а формирование каллуса наблюдалось только у подвоя груши №12. Наиболее часто образование адвентивных структур наблюдается у основания листа, вдоль центральной жилки и в местах поранения. Это связано с тем, что морфогенетический потенциал не одинаков по длине листа, он увеличивается к основанию листа, т.е. к растущей его части. Влияние фото- и термопериодов на морфогенез листовых эксплантов и каллусных тканей. Помещение листовых пластинок клоновых подвоев яблони 57-491 и 62-396 на 2 недели в темноту при температуре +40С в начальный период культивирования оказалось эффективным приемом стимулирования индукции адвентивного органогенеза и повысило частоту побегообразования на 10,0-13,4%. Использование аналогичного приема, связанного с помещением каллуса подвоя яблони ММ106 в течение первых двух недель в темноту при температуре +40С, также позволило на 40,0% повысить частоту побегообразования, а количество побегов на эксплант в 4,4 раза. Сравнительная оценка регенерационной способности побегов из пазушных меристем и соматических тканей свидетельствует о генотипичекой реакции подвоев яблони и груши и не зависит от модели размножения, хотя у отдельных генотипов (57-491, 54-195) было отмечено явное преимущество адвентивных побегов, а у подвоя груши №12 - пазушных (рис. 9). Р исунок 9 - Регенерационная способность адвентивных и пазушных побегов подвоев яблони и груши. Экономическая эффективность выращивания подвоев яблони с использованием метода клонального микроразмножения Включение метода клонального в систему производства оздоровленного высококачественного посадочного материала дает возможность значительно повысить рентабельность питомниководства и отрасли садоводства в целом. Несомненный экономический эффект методов in vitro обеспечивается как за счет оптимизации технологии клонального микроразмножения и получения большого количества растений-регенерантов (более 17000 адаптированных растений с учетом потерь на основных этапах микроразмножения и адаптации), так и высокого коэффициента размножения in vivo. Проведенные исследований показали, что продуктивность маточных растений, размноженных с использованием метода in vitro, в 2,2 раза выше, чем у растений, полученных традиционным способом (табл. 6). Отводки от таких растений имели высоту в среднем на 22,7 см выше, а длину корневого стержня в 1,7 раза больше. Достаточно высокий уровень рентабельности достигается повышенной продуктивностью маточных растений, полученных методом in vitro, а также высоким качеством отводков (табл. 7). Таблица 6 - Качественные показатели отводков подвоя яблони 62-396 (2004-2006 гг.) Способ размножения Продуктивность, отводков/куст Количество отводков по сортам, % Высота растений, см Диаметр условной корневой шейки, см Длина корне-вого стерж-ня, см I-II III без in vitro 33 56,0 44,0 95,3 0,9 8,1 с использова-нием in vitro 15 46,8 53,2 72,6 1,0 4,6 HCP05 8.7 Fфакт 1.7 Таблица 7 - Экономическая эффективность производства подвоев яблони в отводковом маточнике с использованием метода in vitro (в ценах 2007 г.) Показатели Технология выращивания подвоев с применением in vitro без применения in vitro Выход укорененных отводков, тыс. шт. с 1 га 858,0 390,0 Всего затрат, тыс. руб./га 1278,4 748,8 Себестоимость, руб./шт. 1,49 1,92 Средняя цена реализации, руб./шт. 7,7 7,4 Выручка, тыс. руб./га 6606,6 2886,0 Прибыль, тыс. руб./га 5328,2 2137,2 Уровень рентабельности, % 416,8 285,4 Таким образом, использование этого метода размножения позволяет не только выпускать конкурентоспособный посадочный материал высших категорий качества, но и в 2,5 раза увеличить прибыль от реализации высококачественного посадочного материала. ВЫВОДЫ 1. Оптимизированы основные этапы клонального микроразмножения (введение в культуру и собственно микроразмножения) клоновых подвоев и сортов яблони и груши с учетом генотипических особенностей и изучены особенности адвентивного органогенеза их из соматических тканей. 2. Высокая степень дифференциации меристематических тканей на этапе введения в культуру in vitro обеспечивается в оптимальный срок вычленения (фаза активного роста побегов) с предпочтительным использованием апикальнах почек с размером эксплантов от 0,5 до 1,5 мм. 3. Наиболее эффективной при введении в культуру in vitro яблони и груши является среда Кворина-Лепуавра с добавлением БАП в концентрации не более 0,5 мг/л. Присутствие в питательной среде других регуляторов роста – ГК (0,02 мг/л) и ИМК (0, 02 мг/л) является не целесообразным. 4. Высокий морфогенез яблони и груши на этапе пролиферации обеспечивается как при использовании среды Кворина-Лепуавра, так и среды Мурасиге-Скуга с 1/4 содержанием аммонийной формы азота и введением БАП в концентрации 2,0 мг/л. 5. Снижение уровня витрификации побегов обеспечивается, в зависимости от генотипа, за счет уменьшения концентрации БАП в среде до 0,5 мг/л или использования более слабого цитокинина – кинетина (5,0 мг/л). 6. Для улучшения качества микропобегов целесообразно непосредственно перед этапом укоренения содержание БАП в среде снижать до 1,0 мг/л, а также дополнять среду (на фоне БАП 2,0 мг/л) аденин-сульфатом, или, в зависимости от генотипа, антиоксидантом (АК, ЛК, ПВП). Введение ГК (0,2-0,5 мг/л) и ИМК (0,1 мг/л) не обеспечивает получение стандартных для укоренения побегов и не влияет на коэффициент размножения. 7. Длительное (до 10 пассажей) культивирование in vitro оказывает влияние на степень пролиферации, обеспечивая за счет реювенилизации тканей увеличение коэффициента размножения к 5-7 пассажу, при этом фенотипических отклонений не выявлено. 8. Использование пониженных температур (до +40 С) и концентрации БАП (до 1,0 мг/л) дает возможность продлить срок беспересадочного хранения растений яблони и груши in vitro до 6 месяцев. 9. Оптимальной по минеральному составу средой для индукции адвентивных побегов является Мурасиге-Скуга с соотношением БАП к ИМК 20:1, обеспечивающая уровень регенерации побегов из листовых эксплантов у яблони до 58,3% (62-396) и у груши до 40,0% (груша № 12). 10. Морфогенетический потенциал соматических тканей зависит не только от типа эксплантов, но и ориентации листовых пластинок на питательной среде. Более высокой регенерацией обладают ткани стеблей и листьев, которые целесообразно располагать адаксиально. 11. Увеличению образования адвентивных побегов у плодовых культур на 10,0-40,0% способствует культивирование листовых пластинок и каллусных тканей в течение первых двух недель в темноте и при пониженных температурах (до +40 С). 12. Коэффициент размножения адвентивных и пазушных побегов подвоев яблони и груши в большей степени зависит от генотипа, чем от модели размножения in vitro. 13. Включение метода клонального микроразмножения в технологию производства оздоровленного высококачественного посадочного материала позволяет не только выпускать конкурентоспособный посадочный материал высших категорий качества, но и повысить рентабельность производства подвоев яблони в 1,5 раза.

Похожие:

	Оценка ситуативной морозоустойчивости имунных к парше сортов яблони методом дта Познакомиться с понятием электрометаллургия, процессом электролиза расплавов и растворов солей		Рабочая программа по дисциплине опд. Ф. 08 Моделирование и оптимизация Курс «Моделирование и оптимизация технологических процессов» является прикладной наукой, занимающейся вопросами моделирования рациональных...
	Рабочая программа по дисциплине опд. Ф. 08 Моделирование и оптимизация... Курс «Моделирование и оптимизация технологических процессов» является прикладной наукой, занимающейся вопросами моделирования рациональных...		Программа научного семинара " Моделирование и оптимизация бизнес процессов " Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления 080500. 68 Бизнес-информатика...
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Дети в садике съедают за один день яблок столько же, сколько и груш. При этом каждая девочка съедает 1 яблоко и 3 груши, а каждый...		Физиолого-биохимические подходы в изучении зимостойкости у сортов яблони из коллекции внииспк1 Одной из важнейших задач школы является воспитание культурного, всесторонне развитого человека, воспринимающего мир как единое целое....
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Перми, учителя г. Перми и Пермского края: Алёшкина Татьяна Васильевна, Белова Вера Михайловна, Борцова Вера Владимировна, Караваева...		«Учебно-методический комплекс 150501 «Моделирование и оптимизация...
	Заглавная буква Х Составитель: Красова Ольга Васильевна, мбоу «Катромская основная общеобразовательная школа» Харовского района		Тема: Векторная графика (программа OpenOffice. Draw) Корелова Ольга Васильевна, руководитель бму «Ресурсный центр в сфере образования»
	Наша» клубника – оттого, что я не большой специалист в «клубничном... Всего же за почти 20 лет, и наиболее активно последние лет 6, мы испытали, в основном на своем участке, более 30 сортов клубники...		Оптимизация сохранения биологического разнообразия лекарственных... Разработка методов государственного регулирования процессов рождаемости, смертности, брачности и разводимости
	Урока по теме «Атомное ядро» Автор: Ромась Ольга Васильевна, учитель физики сош №1 им. А. Н. Ёлгина с. Теренколь Качирского района Павлодарской области		Производство белка Так, при изготовлении некоторых сортов колбасы используется кислотное брожение, обычно при участии комплекса молочнокислых бактерий....
	Влияние предшественников на урожайность сортов озимой пшеницы, технологические...		Данильченко Ольга Васильевна Учебно-методический комплекс по дисциплине сервисная деятельность составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного...