Г.Садык, Г.А.Кампитова
Казахский национальный аграрный университет.

Аннотация

В статье представлены результаты исследований по изучению интродуцированных сортов земляники Эльсента, Антея и Клери. Из трех исследованных сортов земляники садовой, сорта Эльсента и Антея отличались более интенсивным ростом в культуре in vitro, чем сорт Клери. Разбавление среды МС вдвое не существенно влияло на коэффициент размножения и высоту растений, тогда как введение в состав питательной среды витаминно-минерального комплекса «Кинетин» в концентрации 2 г/л вызывало увеличение высоты и коэффициента размножения

Ключевые слова: ягодные культуры, земляника садовая, клональное микроразмножение, питательная среда.

Введение

В последнее время наблюдается распространение болезней и вредителей земляники садовой, чго приводит к угнетению роста и снижению урожайности этой культуры. В связи с этим рассада, полученная с помощью традиционного вегетативного размножения не всегда удовлетворяет современным требованиям, предъявляемым к посадочному материалу. Главный недостаток этого способа размножения невозможность получения оздоровленного посадочного материала, а также сравнительно низкий коэффициент размножения.

В настоящее время существует система размножения in vitro, имеющая следующие существенные преимущества по сравнению с традиционным способом размножения: более высокий коэффициент размножения; генетическая однородность получаемого посадочного материала; высокая жизнеспособность регенератов и, как следствие, возможность получения большего количества усов и увеличения урожайности; выполнение работ независимо от методысезона и погодных условий, что позволяет получить нужное количество посадочного материала к определенному сроку; возможное длительного хранения растений в пробирках при относительно низких затратах и создания генофонда ценных сортов и видов in vitro.

 В мировой практике клональное микроразмножение земляники садовой повсеместно применяется для быстрого и эффективного размножения отдельных сортов и уникальных форм из минимального количества исходного материала, отбора in vitro на ранних стадиях по интересующим исследователя признакам, обмена растительным материалом без риска переноса карантинных инфекций и вредителей, а также для оздоровления от вирусных болезней [1, 2]

Материалы и исследования

Исследования проводились в 2015-2016гг. в лаборатории биотехнологии КазНАУ. Объектом исследования являлись 3 сорта земляники нейтрального дня селекции США имеющие широкое распостранение в мире: Клери, Эльсента и Антея. Введение в культуру in vitro проводили в сентябре. Стерилизацию эксплантов осуществляли в 0,1 %-ном растворе диацида (смесь этанолмеркурхлорида и N-петилпиридиний хлорида) в качестве поверхностно-активного вещества в течение 3 минут на шейкере, с последующей пятикратной промывкой в стерильной дистиллированной воде.

На этапе введения в питательную среду вводили 6-БАП регулятор роста цитокининновой природы в концентрации 0,5 мг/л. На этапе собственного размножения сравнивали особенности культивирования земляники на средах Мураснге-Скуга (МС), 1/2 МС, 1/2 МС в сочетании с 2 г/л витаминно-минерального комплекса «Кинетин». В качестве источника цитокинина в среду вводили 6-БАП в концентрации 1 мг/л. Учитывали количество образовавшихся дополнительных побегов и высоту растений. Ha этапе укоренения полученные растения размером 1-3 см помещали на безгормональную среду с уменьшенным в два раза содержанием макро — и микросолей. Учитывали процент укорененных растений и количество корней.

Для высадки использовали растения, имеющие корневую систему из 3-4 корней длиной не менее 2 см, 4-5 листьев и более. Растения пинцетом вынимали из пробирок, помещали в чашки Петри, омывали корни от остатков питательной среды в проточной воде и переносили в питательный торфяной субстрат, который затем проливали разбавленным в 10 раз раствором минеральной среды МС. Стаканчики с растениями помещали в ящики и накрывали сверху полиэтиленовой пленкой для поддержания повышенной влажности воздуха. Через 2 недели после посадки влажность снижали до 50-60%. Для активного роста и развития 1 раз в неделю их подкармливали разбавленным в 2-3 раза раствором МС. Через 2 месяца адаптации растения перемещали в теплицу для доращивания, после чего саженцы высаживали на постоянное место.

Результаты исследования и их обсуждение

Частота контаминации изолированных эксплантов земляники составила 57,1, 63,6 и 79,3 процентов соответственно для сортов Клери, Эльсента и Антея. Сильное микробиологическое загрязнение исходных эксплантов при введении в культуру in vitro в осенне-зимний период земляники согласуется с литературными данными. Так в исследованиях, проведенных С.Э.Семенас и др. [3], лучшие результаты были достигнуты при инициации культуры весной (апрель-май), тогда как при введении в культуру растений осенью и зимой наблюдался повышенный уровень инфицированных эксплантов.

Для выращивания в условиях in vitro плодовых, ягодных, декоративных и других культур применяются питательные среды различного состава. При введении в культуру нового вида растения, или даже разных органов и тканей одного и того же вида, требуются различные питательные среды. Часто одна среда подходит для одного сорта и совершенно не годятся для другого, поэтому исследователи модифицируют питательные среды, подбирая оптимальный состав для тех культур, с которыми они работают. Питательная среда является определяющим фактором успеха при выращивании клеток, тканей и органов растений [4].

На этапе размножения необходимо добиться получения максимального количества мериклонов, учитывая при этом, что с увеличением субкультивирований увеличивается число растений-регенератов с ненормальной морфологией и возможно наблюдать появление сомаклональных вариантов.

Дня размножении земляники садовой в культуре in vitro чаще используют питательную среду MС или среды с иным минеральным составом [4].

В исследованиях, проведенных лабораторией биотехнологии Брянской ГСХА на малине и смородине черной было установлено, что введение в состав питательной среды МС витаминно-минерального  комплекса «Комплевит» и концентрации 2 г/л вызывало увеличение коэффициента размножения и высоты культивируемых in vitro растений |6].

Через месяц после начала культивирования нами было отмечено, что у всех изучаемых сортов земляники садовой коэффициент размножения в варианте с «Кинетин» превышал варианты с использованием среды МС(Таблица 1).

Таблица 1 — Влияние состава питательной среды па эффективность размножения земляники садовой in vitro (1 месяц культивирования)

СортСостав питательной средыКоэффициент размноженияВысота растений, ммДоля укорененных растений, %
АнтеяМС5,06,719,9
½ МС+ Кинетин6,515,681,9
КлериМС3,05,113,3
½ МС +Кинетин6,06,77,5
ЭльсентаМС2,07,45,0
½МС+Кинетин10,018,380,0
НСР0,05МС1,00,9
½ МС+ Кинетин2,87,3

По этому показателю максимальное значение было получено на сорте Эльсента (10,0) в сравнении с сортами Антея (6,5) и Клери (6,0) (таблица 1).

Максимальные значения по высоте растений были получены в варианте с добавкой препарата Кинетин на сортах Эльсента и Антея, тогда как у сорта Клери этот показатель существенно не отличался в варианте МС. Маленькие размеры побегов у растений сорта Клери в последствии негативно сказывалось на эффективности их укоренения.

Несмотря на присутствие в питательной среде регулятора роста цитокининовой природы 6 БАП у земляники происходило спонтанное образование корней на среде размножения.

Причем ризогенез интенсивнее шел у более крупных растений (рисунок 1, 2). Растения, сформировавшие большие побеги у сортов Эльсента и Антея на среде с Кинетином доля укоренившихся существенно превышала другие варианты.

Рисунок 1- Пролифирация побегов земляники сорта Эльсента (питательная среда ½ МС+ Кинетин)
Рисунок 2- Пролифирация побегов земляники сорта Эльсента (питательная среда МС)

Хорошие результаты по укоренению микропобегов были получены при использовании среды Мурасиге и Скуга с разбавленной концентрацией макросолей.

Растения земляники в культуре in vitro характеризуются высокой способностью к ризогенезу и даже в присутствии, в среде цитокининов происходит спонтанное образование корней. Поэтому в наших исследованиях размножение растения мы культивировали на безгормональной среде.

Как, правило, растения, сформировавшие мощную корневую систему в условиях in vitro, характеризуются хорошими ростовыми свойствами и быстро начинают отрастать на следующем этапе адаптации к нестерильным условиям. Оценить качество корневой системы можно по количеству образовавшихся корней на растении.

Максимальным количеством корней характеризовались сорта Эльсента (7,5) и Антея (6,4) . У сорта Клери этот показатель был несколько ниже и составил 4,3.

По высоте роста растений выделялись сорта Эльсента (27,5 мм) и Антея (23,9 мм). Наименьшей высотой растений характеризовался сорт Клери (13,8 мм).    

Пересадка укорененных растений в субстрат является ответственным этапом, завершающим процесс клонального микроразмножения.

При соблюдении таких условий культивирования как использование про стерилизованного субстрата, оттитрированного до уровня рН 6,0-7,0, создание высокой влажности воздуха в первые недели культивирования, оптимальный температурный режим и своевременный полив и подкормка растений раствором МС, можно обеспечить высокую приживаемость и дальнейшее развитие растений земляники на этапе адаптации к нестерильным условиям.

Выводы

1. При клональном микроразмножении земляники садовой сорта Антея и Эльсента отличались более интенсивным ростом, чем сорт Клери.

2. Введение в состав питательной среды витамино-минерального комплекса Кинетин в концентрации 2 г/л вызывает увеличение побегов и коэффициента размножения земляники.

3. Укоренение растений на этапе собственно размножения происходит преимущественно у более крупных растений.

Список используемых источников

1. Олейченко С.Н. Агробиологические особенности возделывания ягодных и новых садовых культур в Казахстане. Автореферат диссертации доктора с.-х.н. — Алматы, Алмалыбак, 1997ю — С. 40

2. Алексеенко Л.В. Особенности размножения нейтральнодневных и ремонтантных сортов земляники in vitro: автореферат дис. Канд. с.-х. наук.- М.-1998.- 20с.

3. Семенас С.Э., Кухарчик Н.В. Методика микроклонального размножения сортов земляники садовой. //Плодоводство. Беларус НИИ плодоводства.- 2000.-Т.13.- С.138-145

4. Куликов И.М., Высоцкий В.А. и Шипунова А.А. Биотехнологические приемы в садоводстве: экономические аспекты // Садоводство и виноградарство. – 2005. — №5. – С. 24 -27.