Микроклон
+7 (925) 880-89-74 (многоканальный)
Скачать прайс-лист
от 01.11.2018
Корзина
Растений:0 шт.
Контейнеров:0 шт.
Мы начали прием заказов на 2020 год!

Рады предложить Вашему вниманию растения высокого качества, полученные методом микроклонального размножения от компании ООО НПП «МИКРОКЛОН».

Передовые технологии, высокое качество, большой выбор сортов, привлекательные цены и гибкая система скидок, вот что отличает нас от других производителей!.

Ключевой этап размножения растений IN VITRO

УКОРЕНЕНИЕ – КЛЮЧЕВОЙ ЭТАП РАЗМНОЖЕНИЯ РАСТЕНИЙ IN VITRO

В.И. ДЕМЕНКО, К.А. ШЕСТИБРАТОВ, В.Г. ЛЕБЕДЕВ

(Кафедра плодоводства)

журнал Известия ТСХА, выпуск 1, 2010 год

В статье представлены результаты многолетних исследований о влиянии различных регуляторов роста, углеводов, длительности пассирования, качества агара, структуры среды, солевого состава питательной среды на корнеобразование. Обсуждаются этапы ризогенеза и их продолжительность. Особое внимание уделепо проблеме этиоляции, физическим факторам, гормональном и солево­му состав питательной среды. Содержатся важные и достоверные сведения о влиянии света, состава среды на ризогенез, жизнедеятельность растений и не­стерильных условиях.

Ключевые слова: in vitro, регуляторы роста, питательная среда, ювениль-ность, этиоляция, углеводы, земляника, яблоня, груша, сирень, роза, актини­дия китайская, ясень обыкновенный.

Процесс корнеобразования — это серия различных биохимических, физиологических и гистологических событий. Близость к сосудистым тканям предрасполагает клетки за­кладывать корневые примордии [4]. Место заложения корней влияет на жизнеспособность укорененных рас­тений, особенно полученных in vitro. Можно получить 100% укоренение in vitro и 100% гибель растений в не­стерильных условиях [26]. При лю­бых способах укоренения процесс адвентивного корнеобразования про­ходит 3-4 этапа: индукция, инициация, появление корней за пределами стеблевой части черенка [3]. Продолжительность первых двух этапов 10-15 дней, за этот период предкомпетентные клетки приобретают спо­собность регенерировать меристематические очаги, в них начинается синез корнеспецифических белков [13]. Появление корней зависит от генома растений и условий укоренения.

Одна из особенностей размноже­ния растений in vitro — ювенилизация тканей, что является причиной легкости ризогенеза in vitro [19]. Сте­пень ее проявления зависит от усло­вий культивирования, и в первую очередь от содержания в сосудах эти­лена [25].

Предпосылкой для начала корне­образования при любых способах раз­множения является этиоляция. При­чина влияния этого феномена связана с анатомическими и биохимическими изменениями, а также с ювениализацией тканей. У этиолированных че­ренков выделены белки-рецепторы, обладающие высоким сродством с аук­сином. В темноте большая часть аукси­на связана с белками [17]. Этиоляция повышает активность пероксидазы, ИУК — оксидазы в тканях, что уско­ряет начало образования корней. Она усиливает чувствительность тканей к экзогенному ауксину, давая возмож­ность использовать меньшие концен­трации. Характер действия этиоляции in vitro зависит от вида растений и имеет пролонгирующий эффект [23]. Укоренение in vitro происходит при освещении всего черенка, что сказы­вается на ризогенезе и частично мо­жет нивелироваться ИМК, которая в меньшей степени стимулирует син­тез этилена по сравнению с ИУК [20]. Основная проблема успешного ризогенеза in vitro заключается в труд­ности разделения момента заложения первого корневого примордия с нача­лом синтеза этилена. При этом очень высокий или очень низкий уровень этилена отрицательно влияет на уко­ренение [7]. Свет выполняет важную роль в регулировании морфогенетических процессов. Облучение уже образовавшихся корней светом подавляет удлинение корней на 40-50%, за счет 4-кратного увеличения содержания этилена [14]. Для трудно укореняе­мых видов рекомендуют использовать темновой период на начальном этапе укоренения. Его продолжительность зависит от культуры и колеблется от 3~5 дней до 4 недель. Ряд авто­ров отмечают сложную зависимость укоренения от светового режима, ре­гуляторов роста, рН среды [15, 22]. Положительное действие этиоляции на этапе пролиферации побегов за­висит от сорта. Применение ауксинов и темноты на последней неделе про­лиферации побегов М27 уменьшало укореняемость на 65% [6].

Действие ферментативных систем, которые катализируют разрушение ИУК, осуществляется только в при­сутствии кислорода. Питательные среды, применяемые для укоренения побегов in vitro, содержат очень мало кислорода, что не способствует раз­витию корневых волосков.

Поэтому подходы к укоренению in vitro должны отличаться от уко­ренения in vivo. Современное про­мышленное размножение растений in vitro невозможно без использования регуляторов роста. Как правило, для укоренения используют аналоги ИУК. Отношение к экзогенному ауксину, времени и способу его применения in vitro неоднозначно. Достаточное количество заложившихся корней и хорошая приживаемость растений в нестерильных условиях получены при экспозиции 7 дней на среде с аук­сином. Более длительное воздействие приводит к образованию каллуса [18]. Побеги легкоукореняемых культур можно укоренять на средах без аук­синов. Однако ауксины часто не яв­ляются лимитирующим фактором и для трудно укореняемых видов.

Кроме веществ из группы ауксинов отмечают стимулирующее влияние ретардантов на укоренение и харак­тер развития корней [1, 16]. Неко­торые из них активируют транспорт ИУК, углеводов к базальной части черенка. Методика укоренения in vit­ro позволяет контролировать физиче­ские факторы, гормональный и соле­вой состав питательной среды. В то же время освещение основания по­бега, длительное воздействие аукси­ном, разнокачественность побегов, незначительный замкнутый объем, отсутствие или недостаточно интен­сивный газовый обмен, его специ­фичность, недостаточное содержание кислорода в зоне укоренения, воз­можная латентная стекловидность по­бегов, отсутствие транспирации, фо­тосинтеза и воздействия ультрафио­летовой радиации создают проблемы для укоренения и последующей при­живаемости растений в нестериль­ных условиях. Оптимизация этих факторов и их взаимодействия явля­ются основной задачей исследований ризогенеза in vitro. В подавляющем большинстве опытов по укоренению in vitro исследователи отмечают важ­ность осмотического потенциала сре­ды, который зависит от концентрации сахарозы, солевого состава, особенно азота и калия [9]. Как правило, мине­ральный состав среды М.С. уменьша­ют в 2-8 раз или заменяют на сре­ду Уайта [8]. При этом ведущая роль отводится содержанию нитратного и аммиачного азота [21]. Отсутствие той или иной формы азота отрицательно влияет на укоренение побегов [24].

Пригодные для укоренения побе­ги плодовых культур формируются только после длительного культиви­рования. Даже на 11-14-м пассаже укоренение трудноукореняемых ви­дов растений представляет серьез­ную проблему [2]. Однако очень дли­тельное пассирование нежелательно, особенно для видов, вегетативное по­томство которых предназначено для многолетних насаждений.

Считается перспективным укоре­нение побегов, полученных in vitro, в стерильных субстратах при повышен­ной влажности либо в атмосфере ис­кусственного тумана [10]. По способ­ности к укоренению in vitro в научной литературе представлен широкий ди­апазон данных — от легко укореняе­мых видов (земляника) до отсутствия укоренения (груша каллариана) [11]. Поэтому неудивительно, что многие авторы считают успешное укоренение побегов in vitro ключевым этапом микроклонального размножения [5].

Материалы и методика

Способность к укоренению in vitro земляники, яблони, груши, сирени, роз, актинидии китайской, ясеня обыкновенного изучали: с использо­ванием различных регуляторов роста (ИУК, ИМК, НУК, культар, мивал. крезацин, гумат натрия, азотнокис­лое серебро); углеводов (сахароза, глюкоза, мальтоза, фруктоза, сор­бит, маннит); ПАВ (твин-40, КЭП); влияния длительности пассирования и качества побегов, агара и его заме­нителей, структуры среды и воздей­ствия физических факторов, солево­го состава питательной среды. Расте­ния выращивали по общепринятым методикам с учетом специфики этапа укоренения. Учитывали начало корнеобразования, развитие каллуса, количество корней, рост побега. В каждом варианте по 10—14 растений в четырех повторностях.

Результаты и их обсуждение

Способность боковых побегов к уко­ренению in vitro во многом определя­ет эффективность технологии микроклонального размножения. Это наи­более затратная статья (75% затрат ручного труда) в стоимости конечной продукции. Успешное прохождение этапа ризогенеза зависело от культу­ры, сорта, условий этапа пролифера­ции, солевого и гормонального соста­ва среды, количества пассажей. Толь­ко побеги земляники были способны к укоренению на первом пассаже, а ро­бинии и вейгелы на втором пассаже. Укоренение земляники зависело от солевого состава среды и ее формы. Среда Фоссарда лучше подходит для укоренения земляники. Корневая си­стема на этой среде отличалась силь­ным ростом, была окрашена и име­ла боковые корни. Растения на среде Фоссорда были развиты сильнее, имели 4-5 листьев темно-зеленого цвета. Развитие каллуса отсутствова­ло. Менее концентрированные среды уменьшали укореняемость и угнетали развитие корневой системы.

Среда М.С. стимулировала укоре­нение и развитие каллуса у основания побега, а наличие каллуса нежела­тельно, так как при пересадке рас­тений в нестерильные условия они погибают от ботритиса. фузариоза и питиума. Сокращение в среде М.С. макроэлементов или азота на 1/2 или 4/5 увеличивало укоренение прак­тически всех изучаемых культур, а корнеобразование происходило при более низких концентрациях ауксина. На полной среде М.С., содержащей 0,5 мг/л ИМК, развивались толстые, короткие корни. На бедных средах корни были нитевидные и развива­лись из основания побега.

Характер развития корневой си­стемы зависел от типа регулятора роста, индуцирующего корнеобразо-вания. Стимулирующее влияние ИМК и ИУК в опытах с земляникой в большей мере проявилось на твердых средах, а НУ К — на жидкой. Более мощная корневая система образова­лась на жидкой среде, содержащей НУК. Однако развитие надземной си­стемы не происходило, что связано со способностью НУК поглощаться и перемещаться по растительным тка­ням. На всех средах отмечено интен­сивное развитие каллуса, особенно на средах с НУК. С учетом недостатков ауксина на этапе укоренения in vitro необходим поиск других веществ, ко­торые стимулировали бы быстрое раз­витие корневой и засухоустойчивость надземной систем. Из литературных источников известно, что такими свойствами обладает культар, кото­рый хорошо себя зарекомендовал на интактных растениях при зеленом черенковании (табл. 1).

Таблица 1

С увеличением концентрации куль­тара в среде происходило ингибирование роста надземной и корневой систе­мы, которые отличались интенсивным радиальным ростом. Использование культара в диапазоне концентраций 0.3-0.5 мг/л также ингибировало развитие надземной системы, однако в меньшей степени. Развитие каллуса не отмечали ни в одном из вариантов. Концентрация культара свыше 1 мг/л вызывала гибель побегов. Укоренение побегов in vitro возможно только при определенной их длине. Ни одно из испытанных веществ не способствова­ло развитию корней непосредственно из меристематической верхушки, т.е. в начале необходим рост растяже­нием, а затем начинают развивать­ся корни. Введение в среду культара (0,1-0,2 мг/л) полностью ингибирова­ло рост растяжением меристематических верхушек и вызывало развитие у них корневой системы. Часть кор­ней была окрашена в зеленый цвет, т.е. корневая система приняла на себя функцию фотосинтезирующего орга­на при отсутствии роста надземной системы. Культар в концентрации 0,5 мг/л стимулировал развитие кор­ней второго, а в некоторых случа­ях — третьего порядка у сирени.

С целью устранения отрицатель­ного влияния ауксинов на процесс корнеобразования in vitro испытыва­ли вещества из группы кремнийор-ганических соединений (мивал, крезацин, КЭП) и гумат натрия. Приме­нение мивала и крезацина сущест­венно повлияло на укоренение и раз­витие корневой системы земляники, актинидии китайской, груши. Опти­мальные концентрации испытанных веществ находятся в диапазоне 0,1-2 мг/л, в котором изменяются все параметры развития корневой систе­мы. Увеличивается процент укорене­ния, количество корней и их длина (табл. 2).

Укореняемость побегов земляники при сочетании кремнийорганических соединений с другими индуктора­ми корнеобразования зависела от их концентраций. Укоренение ингибировалось полностью, если концентра­ция мивала и крезацина превышала 2 мг/л в сочетании с ИМК и при со­вместном их введении в питательную среду.

Таблица 2

Аналогичное влияние совмест­ного применения ИМК с кремнийор-ганическими соединениями отмечено в опытах с грушей. Стимулирующее влияние крезацина проявляется в бо­лее узком диапазоне концентраций (0,1-0,2 мг/л), а мивала при концен­трациях 0,1-0,5 мг/л.

Можно предположить, что мивал обладает ауксиноподобным действи­ем, но при этом не стимулирует раз­витие каллуса. При низких концен­трациях мивала и крезацина наблю­дается синергизм действия с ИМК на процессы роста и развития земляни­ки in vitro — увеличивается высота растения за счет длины побегов и ли­стьев.

Раздельное применение мивала и культара в малых концентрациях способствовало 100% укоренению земляники; совместное использование при больших концентрациях полно­стью ингибировало корнеобразование. Актинидия китайская в отличие от земляники максимально увеличива­ла развитие корней от совместного применения ИМК с мивалом, при этом концентрация ИМК также пре­вышала концентрацию мивала. Со­вместное действие мивала и крезаци­на ингибировало укоренение данной культуры. Очевидно, актинидия тре­бует большей концентрации ауксина на этапе индукции по сравнению с земляникой. Потому высокие концен­трации ИМК в большей степени сти­мулировали корнеобразование акти­нидии, если ее применяли отдельно.

Существенно ускоряли прохожде­ние этапов укоренения побегов зем­ляники гумат натрия и азотнокислое серебро. Их использование в концен­трации 0,5-1 мг/л сократило время начала укоренения побегов, ускоря­ло получение растений, пригодных к пересадке в нестерильные условия. Данные наших опытов с азотнокис­лым серебром и метионином дают нам основание утверждать, что на первом этапе укоренения значительный син­тез этилена ингибирует заложение корней. Введение в питательную сре­ду метионина полностью подавля­ло ризогенез в вариантах с ИМК и мивалом и значительно в вариантах совместного действия индукторов корнеобразовавния. Очевидно, что метионин увеличивает содержание этилена в фазу индукции заложения корней до ингибиторного уровня.

На всех этапах микроклонального размножения в питательных сре­дах используют углеводы, в основном сахарозу, как наиболее мобильный углевод. Углеводы в культуре тканей имеют значение не только как эле­менты питания, но и как вещества, создающие вместе с солевым составом определенное осмотическое давление. Значение углеводов возрастает на этапе укоренения в связи с необхо­димостью подготовки растения к автотрофному питанию в нестерильных условиях. Концентрация углеводов сахарозы, фруктозы, глюкозы 10 г/л недостаточна для укоренения земля­ники. Маннит и сорбит, не имеющие пищевой ценности, но обладающие способностью влиять на осмотическое давление, также не способствовали образованию корней. Появление пер­вых корней на побегах ясеня отмеча­лось на 9-10-й день после посадки на среду для укоренения. Влияние испы­танных углеводов зависело от приме­няемых регуляторов роста (табл. 3).

Различные углеводы не оказали су­щественного влияния на частоту уко­ренения: в варианте с НУК она соста­вила 86-93%, а в варианте с ИМК — 55-71%. Однако количество корней и их длина различались сушественно: максимальные значения отмечены на среде с 30 г/л сахарозы или 10 г/л глюкозы. Корни на среде с мальтозой были в 2,4 раза короче, чем на среде с сахарозой, и в 3,2 раза — чем на среде с глюкозой, при этом растения отставали в росте от растений на сре­дах с сахарозой и глюкозой.

Рост и развитие корней in vitro за­висят от аэрации питательной среды, которая, в свою очередь, зависит от концентрации агара. Укоренение по­бегов в плотной среде затруднено, развитие корней второго порядка не происходит. С уменьшением концен­трации агара существенно увеличи­вается укоренение побегов и развитие корней второго порядка.

Однако при длительном развитии растений на средах с малым содер­жанием агара (1,5-2,5 г/л) у них по­являются признаки стекловидности. На питательных средах, содержащих даже небольшие концентрации ага­ра, никогда не развиваются корневые волоски, что говорит о недостаточ­ном содержании кислорода. С учетом важности содержания кислорода при заложении и развитии корней и кор­невых волосков делали попытки за­менить агар на этапе укоренения. При использовании полной среды М.С. и заменителей агара побеги погибали уже через несколько дней после по­садки. Гибель побегов и растений, начавших развивать корни на среде 1/2 М.С. и заменителях агара (перлит, песок), была связана с иссушением верхнего слоя субстрата.

Таблица 3

Агар стимулировал более раннее корнеобразование. Возможно, он по­вышает диффузию веществ из пи­тательной среды, а также помогает диффузии веществ из экспланта, ингибирующих корнеобразование. Боль­шая часть укоренившихся побегов в вариантах с заменителями агара при­жилась в нестерильных условиях, од­нако их рост в дальнейшем был сла­бым. Объединение агара с перлитом способствовало получению хорошо развитой корневой системы земля­ники, которая обеспечила успешную приживаемость растений в несте­рильных условиях. Сочетание перли­та с агаром дает возможность умень­шить концентрацию агара в 3 раза. После автоклавирования и застыва­ния среды в сосудах для укоренения образуются два слоя: вверху перлит, пропитанный средой, внизу агаровая среда с вкраплениями частиц перлита (табл. 4).

Таблица 4

Соотношение перлита и питатель­ной среды с агаром 0,5-1:1 по объему было оптимальным. Использование такой среды для укоренения груши не дало положительных результатов.

Существующая методика укорене­ния боковых побегов большого чис­ла видов с использованием ауксинов возможна только после длительного пассирования. Положительное влия­ние на размножение, возможно, свя­зано с ювенилизацией растительного материала. Не исключена вероятность стимулирующего эффекта этиоляции, так как с увеличением количе­ства пассажей увеличивается коли­чество боковых побегов, основание которых, как правило, этиолировано. Спуровые формы яблони и клонового подвоя 62-396 начали хорошо укоре­няться с 12-13 пассажа. Укоренение их зависело от солевого состава пита­тельной среды. Укоренение древесных растений на более поздних пассажах создает биологические и организа­ционные проблемы, которые отчасти решаются хранением культур на ста­дии пролиферации при пониженных температурах. Однако действие этого фактора может иметь отрицательные последствия на укоренение (влияние этиоляции и низких положительных температур). В связи с этим изучали влияние условий освещения на укоре­нение боковых побегов яблони in vitro (табл. 5). Результаты опытов выяви­ли определенную зависимость между влиянием света, низкой температу­рой, регуляторов роста и укоренени­ем побегов.

При использовании в качестве индуктора корнеобразования ИМК укореняемость побегов повышалась на 14-30%, если пролиферирующие культуры подвергались воздействию темноты, особенно в сочетании с низкими положительными темпера­турами. Отсутствие света на этапе размножения существенно уменьши­ло укоренение в варианте с культаром и мивалом, особенно в варианте с культаром. Низкие положительные температуры уменьшили ингибирующее действие этиоляции в данных вариантах.

Таблица 5

Если индукция укорене­ния (15 дней) проходила в условиях этиоляции, то укоренение умень­шалась на 10—64% в зависимости от индуктора корнеобразования. Как уже отмечалось, в укоренении ос­новную роль играют ауксины, син­тезируемые эксплантами. Они необ­ходимы на этапе индукции корнеобразования, который продолжает­ся 6—10 дней. Отсутствие света при хранении и укоренении стимулирует корнеобразование только в присутст­вии ИМК.

Сокращение темнового периода до 5-10 дней увеличило укореняемость побегов подвоя 62-396 на 24% при ис­пользовании ИМК. Хранение конгло­мератов земляники при низких поло­жительных температурах перед уко­ренением побегов влияло на скорость прохождения этапов корнеобразова­ния (табл. 6).

Таблица 6

Последействие низких положитель­ных температур зависело от индук­тора корнеобразования. ИМК ускоря­ла, а культар тормозил прохождение этапов корнеобразования при таких условиях. Многочисленные опыты по зеленому черенкованию убедительно показывают, что укоренение черен­ков сильно ингибируется, если их по­местить полностью в условия темноты (она необходима только для основа­ния черенка). С учетом такой реакции черенков на отсутствие света мы ис­пытывали различные способы зате­нения основания побега in vitro. По­беги подвоя 62-396 сажали в капсулу из фольги, заполненную питательной средой, или в питательную среду вводили активированный уголь. Наи­больший процент укоренения (86%) отмечен в варианте с использованием капсулы. Введение активированного угля в среду уменьшало укоренение на 35%. Известно, что 1 мг активированного угля может поглотить 100 мкг 6БАП и НУК. В активированном угле содержатся феноламиды, что может отрицательно влиять на укоренение. Активированный уголь поглощает этилен, который неоднозначно влия­ет на процессы ризогенеза. Использо­вание капсулы для укоренения стиму­лировало интенсивный рост корневой системы в длину, развитие корней второго порядка. Однако использо­вание капсулы не технологично. Нами разработана композиционная среда, которая значительно улучшает уко­ренение яблони за счет эффекта этиоляции. Отличительной особенностью такой среды от стандартной являет­ся размещение на стандартной среде укоренения или размножения слоя среды (2-3 мм), состоящего из воды, агара и активированного угля (2-5%). Композиционная среда способство­вала укоренению побегов после 4-го пассажа, увеличению в 2 раза обще­го числа корней, корней второго по­рядка и стимулировала ризогенез на средах, содержащих 6БАП. Через 1,5 мес длина укоренившихся побегов на среде, содержащей 6 мг/л 6БАП. увеличилась в 2 раза. Прирост побегов в контроле составлял 27% от опытно­го варианта. Свет (стандартная среда) ингибировал рост корней в длину и развитие корней второго порядка. На композиционной среде корни разви­вались между основной средой и за­темненным слоем. К концу пассажа на корнях развились корневые волоски. Если стенки сосуда затемняли фоль­гой, то корневая система развивалась и внутри среды. На основании полу­ченных данных укоренение древесных растений необходимо начинать уже после 4-5-го пассажа. Побеги длиной больше 2,5 см следует использовать для дальнейшего размножения, так как у них отсутствуют предпосылки возникновения стекловидности. Побе­ги длиной меньше 1,5 см необходимо пересаживать на среду с понижен­ным содержанием 6БАП (0,1 мг/л), а побеги 1.5-2,5 см — использовать для укоренения.

Жизнеспособность растений в не­стерильных условиях во многом опре­деляется способностью растений in vitro и in vivo к быстрому росту. В условиях in vitro это свойство зави­сит от культуры, регуляторов роста, условий выращивания. Часто на этом этапе отмечается гибель верхушек укорененных растений. В этой связи изучали влияние электростатическо­го поля (10-40 квт/м) на укоренение побегов груши на фоне различных ре­гуляторов роста. Электростатическое поле изменяло характер ризогенеза и рост укорененных побегов. В лучших опытных вариантах количество жиз­неспособных побегов было больше на 47,5%, их длина превышала длину контрольных на 17%, увеличилось количество корней и их длина.

Размер боковых побегов влиял и на укоренение их in vitro. С увели­чением длины боковых побегов уве­личивается количество корней, их длина, высота растений и уменьшается количество листьев. Скорость роста надземной системы была выше у побегов длиной 0,5 см. Увеличение количества листьев у побегов неболь­шого размера, очевидно, связано с остаточным действием 6БАП. Не ис­ключено, что небольшой рост побегов объясняется превалированием у них роста делением на этапе пролифе­рации побегов, которое реализуется увеличением количества листьев на этапе укоренения.

Укореняемость побегов яблони также зависела от их длины. Корот­кие побеги клонового подвоя 62-396 были способны к укоренению, но раз­витие надземной и корневой системы было слабое. Эффективным приемом повышения укоренения побегов яв­ляется травмирование их основания, особенно продольные надрезы побе­гов. При таком способе на 27% уве­личилась укореняемость и в 4 раза — количество корней спуровой формы ялони.

Прохождение основных этапов микроклонального размножения либо невозможно, либо очень затруднено без включения в состав питатель­ной среды регуляторов роста. Для получения желаемой направленно­сти морфогенеза иногда приходится применять их в больших концентра­циях, что может вызвать побочные нежелательные реакции (образова­ние каллуса, стекловидности, пре­ждевременную гибель отдельных органов). Вместе с тем известно, что действие регуляторов роста опреде­ляется их способностью проникать в клетку. Ослабить некоторые барьеры проникновения веществ в клетку мо­гут поверхностно-активные вещества (ПАВ). Действие твин-40 зависело от его концентрации, положитель­ное влияние отмечено в вариантах с твин-40 (0,5-1 мг/л). При такой концентрации начало и интенсивность корнеобразования проходили при бо­лее низком содержании в среде ин­дукторов корнеобразования (0,1 мг/л ИМК). Более высокие концентрации твин-40 снижали способность побегов земляники к ризогенезу. Более активным в этом процессе был гумат нат­рия в концентрации 0,5 мг/л.

Получение целостного растения in vitro и характер его развития зави­сели от солевого и гормонального со­става среды, предшествующей уко­ренению.

Процесс корнеобразования боко­вых побегов роз лучше протекал, если предыдущий пассаж размноже­ния проходил на среде, в которой со­отношение NH4 : N03 было 1 : 2. При таком соотношении существенно уве­личилось количество корней и их длина. Высота надземной системы не зависела от соотношения аммиачно­го и нитратного азота. Укоренение боковых побегов груши зависело от содержания в питательной среде для размножения 6БАП (табл. 7).

Таблица 7

Несмотря на отсутствие взаимо­связи между концентрацией 6БАП и последующим укоренением побегов, имеется тенденция ее возрастания с увеличением концентрации 6БАП. Уменьшается число растений с по­гибшими верхушками и ингибируется способность корней первого порядка к ветвлению. Такая реакция груши на 6БАП согласуется с его физиологи­ческими свойствами как цитокинина. Изучение качественного состава по­чек в процессе пассирования земляни­ки показало, что при использовании в питательной среде больших концен­траций 6БАП (1 мг/л) у всех сортов (Фрагинета, Хавеланд, Заря, Ко-кинская ранняя, Редгонтлит, сеянец 139-13-11) начиная с 4-5-го пассажа увеличивается количество почек, не­способных к развитию полноценных растений. По-видимому, это связано с длительным воздействием высокой концентрацией 6БАП.

Агар — наиболее часто исполь­зуемый гельобразующий материал в культуре ткани. Он наиболее дорогой компонент среды. В связи с этим ве­дутся поиски заменителей агара, кото­рые обладают гелирующими свой­ствами. В своих опытах проводили испытание гельрайта*. Использование гельрайта (0,5-2,5 г/л) при укорене­нии подвоя 62-396 стимулировало развитие стекловидности. Количество стекловидных растений уменьшалось, если гельрайт применяли вместе с агаром (2,5 г/л). Такая реакция рас­тительных тканей, возможно, свя­зана с его способностью поглощать двухвалентные катионы.

Выводы

1. Укоренение побегов земляники возможно на первом, робинии и вейгелы на втором пассаже, яблони и гру­ши после 5-10-го пассажа в зависи­мости от гормонального и солевого со­става среды. Сокращение в среде М.С. на 1/2 макроэлементов или на 1/2 -1/3 общего азота способствует увеличе­нию укоренямости побегов земляники и яблони.

2. Характер укоренения побегов in vitro зависит от используемых индук­торов корнеобразования, их концетра-ций и сочетаний. При введении в пита­тельную среду гумата натрия, креза-цина, мивала, культара существенно увеличилось укоренение, уменьшилось развитие каллуса. Культар способство­вал развитию корневой системы не­посредственно из меристематической верхушки размером 250-300 мкм, при этом корни были окрашены в зеленый цвет. Применение ПАВ (КЭП, твин-40) повышало активность ИМК в 2 раза и уменьшало активность культара в 6 раз, позволяло проводить этап укоре­нения при более низких концентрациях ауксинов. Совместное применение ИМК и AgN03 ускоряло начало корнеобра­зования у земляники.

3. Укоренение побегов яблони зави­село от способа и продолжительности этиоляции, температурного режима и регуляторов роста. Этиоляция пролиферирующих культур при пониженных температурах в дальнейшем увеличива­ла укоренение побегов на среде с ИМК и уменьшала — на среде с культаром и мивалом. Композиционная среда спо­собствовала укоренению побегов яблони после 4-го пассажа, увеличению коли­чества корней 2-го порядка, площади листьев, стимулированию развития надземной и корневой системы на среде с 6 БАП (6 мг/л).

4. Структурная среда, состоящая из перлита и агара в соотношении 0,5—1:1 по объему, способствует получению хорошо развитой корневой системы земляники, позволяет уменьшить кон-цетрацию агара в 3 раза.

5. Тип и концентрация углеводов в среде оказывает влияние на характер ризогенеза растений. Наиболее прием­лемыми следует признать сахарозу и глюкозу.

Библиографический список

1. Алабина О.Н. Обоснование способов подготовки маточных растений ягодных

кустарников к вегетативному размножению: /О.Н. Аладина/ Дис. докт. с.-х. наук: 00.01.07. М., 20О4.

2. Катаева Н.В. Особенности микроразмножения трудноукореняемых со-

ртов яблони /Н.В.Катаева // Сельскохозяйственная биология. М., 1986. Вып. 4.

С. 18-22.

3. Кефели В.И. Онтогенез. М., 1970.

4. Орлов П.Н. Роль перивискулярных волокон в образовании придаточных кор­ней у зеленых черенков садовых растений // Плодоводство ТСХА, 1985. Вып. 6. С. 102-115.

5. Abbott A.J. Culture of Mallus tissues in vitro multiplication of apples plants from isolated shoot apices// Sci. Horticult, 1976. № 4. P. 183-185.

6. Amitrani A. et al. Influence of the moment of application of IBA and darkness on in vitro rooting of M27 // Agr. Med. Vol, 1989. № 119. P. 417-423.

7. Bartoline G. The effects of regulators of ethylene synthesis on rooting of Olea European L. cuttings // Acta Horticult, 1986. V. 8.

8. Brian C.H.,Hicks G. Micropropagation of the Cold-hardy apple rootstock KSC-3 // Can. J. of Plant Sci., 1989. V. 69. № 2. P. 555-564.

9. Cardenas bare. Alicia et al. Potencial osmotica del medio de cultivocon differ-ents components parala propagation in vitro // Rev. fito teen. Мех., 2002. V. 25. № 2. P. 213-217.

10. Chu C.J. Effects of micropropagation techniques on guowth and development of miniature roses // Hort. Sci., 1990. V. 25. № 3.

11. Dennis P., Stmart et al. In vitro shoot proliferation of Pyrus calleriana from vegetative Buds // Hort. Sci., 1989. V. 24. № 2. P. 298-299.

12. Doolan D.W., Hennerby M.J., Moorgan J.V. Culture of micropropagated

strawberry plants in nutrient film technique // Acta. Horticult, 1983. № 133.

P. 103-109.

13. Druart P. In vitro promotion of root formation by apply shoots trough darkness effect on endogenous phenols and peroxidases // Z. Pflanrenphysiol, 1982. № 1085. P. 429-436.

14. Eliasson I., Bollmark Marie. Ethylene as possible mediator of light-indu­ced inhibition or root growth // Physiol Plant, 1988. V. 72. № 2. P. 605-609.

15. James D. J. et al. The control of rhizogencsis in vitro in difficult-to-root apple rootstocks // Plant tissue culture, 1982. P. 187-198.

16. Geneve R.L. Root Formation in Cuttings of English Ivy treated with Paclobutra-zol // Hort. Sci.. 1980. V. 25. №6.

17. Kopcewier I. The influence of red light on auxin level in coleoptiles of etiolated seed - lights in two oat varieties // Interact. Plant Symp. Occas, 1985. V. 175. P. 47-48.

18. Nicholas I.R. The use of fluorescence microscopy to monitor root development in micropropagated explant // J. of Hort. Sci., 1986. V. 61. №4. P. 417-421.

19. Pliego-Alfare F.J. Development of in vitro rooting bioassay using juvenile stem cuttings of Persea americane Mill // Hort Sci., 1988. V. 63. №2. P. 295-301.

20. Raphael Plus. IAA-induced adventitious root fo rmation in green wood cutting of populas tremula and formation 2-indoline-3acetyeasparatic acid a new metabolite of exogeneo usly applied IAA // Physiol. Plant, 1989. V. 75. P. 86-89.

21. Reiner I. Control of Morphogenesis in Plant Tissue culture by Hormones and Nitrogen Compounds // Plant growth substrances, 1970. P. 686-694.

22. Ripley K.P. et al. Micropropagation of Euphorbia lathyris // Plant. Cell Tissue and Organ Culture, 1986. V. 5. № 3. 213-218.

23. Rugini E. et al. In vitro control of shoot virtification in almond and develop­ment of a technique to Eliminate apex necrosis and shoot base photo-axidation in pistachio // Hort. Sci., 1986. V. 21. №3.

24. Scott E. Sucrose and nitrogen regulation of adventitious root initiation from cultured rose shoot tip // Hort. Sci., 1984. V. 14.

25. Smith D.L. Ethylene associated phase change from juvenile to mature pheno-type of daylily // Phisiol. Plantarum, 1989. V. 76. P. 466-473.

26. Takashi Harada et al. Stades the Morphogenesis of asparagus organ formation in the in vitro culture of segments with a node excited from the shoots seedlings // J. Fac. Agr. Hokkaido Univ, 1983. V. 61. № 3. P. 295-306.

Рецензент — д. с.-х. н. А.В. Исачкин

SUMMARY

Results of a long-term investigation into effect of various growth regulators, carbohydrates, passaging duration, agar quality, medium structure, food solution saline composition on root growth are provided in the article. Both stages and duration of rhyzogenesis questions have been discussed. Much consideration is given to the etiolation problem, physical factors, both hormonal and saline composition of nutrient medium. Both true and important data on light and medium composition influence upon rhyzogenesis and viability of plants under unsterile conditions are given in the article.

Key words: in vitro, growth regulators, nutrient medium, etiolation, carbohy­drates, strawberries, apple tree, pear tree, lilac, rose, Chinese actinidia, ash tree.

Деменко Василий Иванович - д. с.-х. Н., РГАУ - МСХЛ имени К.Л. Тимиря­зева. Тел. 976-21-98.

Лебедев Вадим Григорьевич — к. б. н., Институт биоорганической химии имени академиков М.М. Шемякина и ЮА. Овчинникова РАН.

Шестибратов Константин Александрович — к. б. н., Институт биоорганиче­ской химии имени академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН.

скачать статью

Оставьте свой комментарий

grin LOL cheese smile wink smirk rolleyes confused surprised big surprise tongue laugh tongue rolleye tongue wink raspberry blank stare long face ohh grrr gulp oh oh downer red face sick shut eye hmmm mad angry zipper kiss shock cool smile cool smirk cool grin cool hmm cool mad cool cheese vampire snake excaim question

Комментарий будет опубликован после проверки. Регистрация не требуется.

Укажите email и желаемый пароль если хотите получить уведомление об ответе. Поля «Имя» и «Сайт» заполняются только при первичной регистрации. Используя пароль можно будет изменить свои данные в личном кабинете.

(обязательно)