ВЛИЯНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ НА СНИЖЕНИЕ УРОВНЯ ВИТРИФИКАЦИИ МИКРОПОБЕГОВ КЛОНОВЫХ ПОДВОЕВ ЯБЛОНИ И ГРУШИ IN VITRO Матушкина О.В., Пронина И.Н.

УДК 634.11+634.13:581.1:631.541.11

 

ВЛИЯНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ НА СНИЖЕНИЕ УРОВНЯ ВИТРИФИКАЦИИ МИКРОПОБЕГОВ КЛОНОВЫХ ПОДВОЕВ ЯБЛОНИ И ГРУШИ IN VITRO

Матушкина О.В. - кандидат с.-х. наук,

Пронина И.Н. - кандидат с.-х. наук

Matushkina O.V., Pronina I.N.

 

Резюме. Рассмотрена проблема витрификации микропобегов клоновых подвоев яблони и груши in vitro и возможность использования биологически активных веществ для преодоления данного физиологического отклонения. Установлено, что образование витрифицированных побегов зависит как от условий культивирования, так и генотипических особенностей растений. Введение пониженных концентраций БАП оказалось наиболее эффективным приемом, снижающим уровень витрификации микропобегов у подвоев яблони 62-396 и груши ПГ 12. Культивирование на средах с органическими добавками не способствовало значительному снятию стекловидности у всех изучаемых генотипов. Витрификация оказывает ингибирующее воздействие на регенерационную способность микропобегов как на этапе пролиферации, так и укоренения.

Resume. The problem of vitrification of apple and pear clonal rootstock microshoots in vitro is under consideration. The application of biologically active substances is recommended for elimination of such disadvantage. It has been established that vitrified shoot development depends either on cultivation conditions and genotypic characteristics. Reduced BAP concentrations are considered to be the most efficient method resulted in elimination of microshoot vitrification in apple rootstock 62-396 and pear rootstock PG 12. Cultivation on media with organic additives insignificantly reduced vitrification in all studied genotypes. Vitrification considerably lowers regenerative ability of mikroshoot both on the stage of proliferation and rooting.

 

 

Серьезной проблемой при культивировании растений in vitro является витрификация или стекловидность, к основным признакам которой относится сильная обводненность листьев и стебля, вследствие чего побеги становятся прозрачными, листовые пластинки недоразвиты и скручены в трубочку, а основание стебля сильно утолщается. Такие растения теряют способность к размножению и укоренению, что нарушает технологический цикл клонального микроразмножения и ведет к потере растительного материала.

Цель исследований. Изучить влияние биологически активных веществ на снижение уровня витрификации микропобегов клоновых подвоев яблони и груши и их последующую регенерационную способность.

Объектами исследований служили клоновые яблони 62-396, ПБ 9, 76-6-6 и груши ПГ 12.

Для культивирования на этапе размножения использовали среду Кворина-Лепуавра с добавлением 6-бензиламинопурина (БАП), кинетина, органических добавок (ОД₁, ОД₂), а на этапе ризогенеза концентрацию макросолей уменьшали в 2 раза и вводили индолилуксусную кислоту в концентрации 5,0 мг/л.

Растения культивировали при температуре воздуха 24±2^оC, освещенности 2-3 тыс. люксов, 16-часовом фотопериоде.

Статистическая обработка экспериментальных данных осуществлялась методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову (1985) с оценкой наименьшей существенной разницы (НСР₀₅) и t-критерия Дункана.

Многие исследователи такое аномальное развитие микрорастений, как витрификация, относя к физиологическому отклонению, и связывают с нарушением водного обмена в пробирке, которое является следствием условий культивирования in vitro и зависит как от физических и химических факторов, так и размера сосудов, продолжительности и частоты пассажей, генотипических особенностей и др. [1, 2, 3].

В наших исследованиях витрификация побегов нередко проявляется уже во 2 пассаже и может варьировать, в зависимости от генотипа, от 7,6 % у подвоя яблони 62-396 до 56,1 % у 76-6-6, достигнув у отдельных генотипов яблони (ПБ 9) и груши (ПГ 12) при последующих субкультивированиях до 100 %.

Для ее устранения использовали пониженные концентрации БАП, органические добавки (ОД₁ - никотиновая кислота, рибофлавин, биотин, пантотенат Са; ОД₂ - ПАБК, аргинин, глютаминовая кислота), а также более слабый цитокинин – кинетин. Установлено, что введение пониженных концентраций БАП оказалось наиболее эффективным приемом и позволило у подвоев яблони 62-396 и груши ПГ 12 полностью решить эту проблему, а у ПБ 9 только частично (рис.).

 

Культивирование на среде с кинетином уменьшало количество витрифицированных побегов до 3,1; 34,9 и 42,8 % у ПГ 12, 62-396 и ПБ 9, соответственно. Введение только органических добавок не способствовало снятию стекловидности у всех изучаемых генотипов, в то время как среде с добавлением ОД₁ в сочетании 0,5 мг/л БАП у подвоя яблони 62-396 и груши ПГ 12 наблюдалось уменьшение количества витрифицированных побегов на 30,7 и 7,7 %, соответственно, по сравнению с вариантом, содержащим только ОД₁ и ОД₂.
У подвоя груши ПГ 12 отмечалось значительное понижение уровня витрификации, не зависимо от содержания биологически активных веществ, в отличие от других изучаемых подвоев.
Анализ регенерационной способности витрифицированных и нормально развитых конгломератов показал, что, зачастую, у последних она выше и не зависит от содержания биологически активных веществ.
Полученные после «выпрямления» микропобеги использовались для изучения их корнеобразовательной способности. Результаты исследований показали, что витрификация побегов существенно влияет на корнеобразование (табл.). Так, укореняемость микропобегов после витрификации была в 1,6 (ПГ 12) – 2,2 (ПБ 9) раза ниже, чем не подверженных данному физиологическому отклонению. Также они имели худшее развитие корневой системы и низкую скорость корнеобразования. Однако необходимо отметить, что на этапе адаптации ex vitro укорененные растения-регенеранты после витрификации имели хорошую приживаемость и лучшее развитие, чем не витрифицированные.

Выводы.
Образование витрифицированных побегов зависит как от условий культивирования, так и генотипических особенностей. Введение пониженных концентраций БАП оказалось наиболее эффективным приемом, полностью снижающим уровень витрификации микропобегов у подвоев яблони 62-396 и груши ПГ 12. Культивирование на средах с органическими добавками не способствовало значительному снятию стекловидности у всех изучаемых генотипов. Витрификация существенно снижает регенерационную способность микропобегов как на этапе пролиферации, так и укоренения.
 
Литература.
1. Деменко В.И. Адаптация растений, полученных in vitro, к нестерильным условиям [На примере груши, земляники, сирени и розы] / В.И. Деменко, В.А. Крючкова // Доклады ТСХА: Сборник статей. – 2002. - Вып.274. - С. 99-104.
2. Masuda T. Studies on cell tissue and shooptip culture in apple / T. Masuda, Y. Yoshida, H. Bessho // 1 Relationship between abnormal shoot formation and plant hormones: Bull Fruit Tree Res Stat Ser, Morioka, Iwate. - 1988. - V. 15. - P. 21-28.
3. Popowich E.A. Features of micropropagation of Syringa vulgaris L. / E.A. Popowich, V.L. Filipenya // Scientific works of the Lithuanian Institute of horticulture and Lithuanian university of agriculture. Horticulture and vegetable growing. Horticulture. - 2000. - V. 19 (3). - P. 434-440.