УКОРЕНЕНИЕ В КУЛЬТУРЕ IN VITRO СОРТОВ СМОРОДИНЫ ЧЕРНОЙ (RIBES NIGRUM L.) БАШКИРСКОЙ СЕЛЕКЦИИ
Авторы:
Название:
УКОРЕНЕНИЕ В КУЛЬТУРЕ IN VITRO СОРТОВ СМОРОДИНЫ ЧЕРНОЙ (RIBES NIGRUM L.) БАШКИРСКОЙ СЕЛЕКЦИИ
Страницы:
332-335
Смородина черная (Ribes nigrum L.) относится к числу наиболее ценных ягодных кустарников. Разработка протоколов клонального микроразмножения in vitro R. nigrum башкирской селекции направлена на массовое получение особо ценных сортов и гибридов. Одним из важных моментов в клональном микроразмножении является этап укоренения растений, полученных в условиях in vitro. В статье представлены результаты подбора оптимальных условий для укоренения микропобегов R. nigrum башкирской селекции в условиях in vitro. Объекты исследования - сорта R. nigrum башкирской селекции Караидель и Чишма. В качестве контроля при культивировании in vitro использован сорт Сеянец Голубки. Для укоренения микропобегов сортов R. nigrum Сеянец Голубки и Чишма благоприятными являются относительно высокие концентрации ИУК 0,75 мг/л, для сорта Караидель – относительно низкие концентрации ИУК 0,1-0,25 мг/л. При относительно низких (0,25 мг/л) концентрациях ИУК в питательной среде у всех исследованных сортов наблюдали формирование корневой системы от 1,3±0,4 до 2,9±0,5 см в зависимости от сорта. Возрастание концентрации ИУК от 0,75 до 1,0 мг/л в питательной среде приводило к формированию коротких корней у всех изученных сортов. Максимальные показатели длины побега и числа листьев у исследованных сортов R. nigrum башкирской селекции выявлены в вариантах опыта с относительно высокой (0,5 - 1,0 мг/л) концентрацией ИУК в питательной среде. У сорта Сеянец Голубки на рост побега позитивно влияют низкие концентрации ИУК 0,1-0,25 мг/л. Для укоренения R. nigrum башкирской селекции в условиях культуры in vitro возможно использовать микропобеги длиной 1,0-1,5 см.
Черная смородина (Ribes nigrum L.), является одной из наиболее популярных ягодных культур в Республике Башкортостан. Несмотря на то, что ассортимент пополняется новыми высокоурожайными и качественными сортами, устойчивыми к неблагоприятным внешним факторам, вредителям и болезням [Абдеева и др., 2012], главной причиной их медленного внедрения в производство является недостаток посадочного материала. Производство посадочного материала, зачастую ограничивается из-за несовершенства традиционных способов размножения. Массовое получение оздоровленного и свободного от патогенов посадочного материала возможно с помощью метода клонального микроразмножения in vitro. Ранее нами [Головина, Ишмуратова, 2016; Ишмуратова, Головина, 2017] были разработаны начальные этапы клонального микроразмножения in vitro R. nigrum сортов Караидель и Чишма селекции Башкирского НИИСХ – эксплантирование и собственно микроразмножение. Укоренение микропобегов R. nigrum является следующим важным и трудоемким этапом, от которого зависит успех клонирования in vitro. Определяющее значение на этапе ризогенеза отводится регуляторам роста, в первую очередь – ауксинам. Разные авторы [Высоцкий, 1989; Калинин и др., 1992; Оразбаева и др., 2012; Сковородников и др., 2012; Ružić, Lazić 2006;] на этапе укоренения R. nigrum используют регуляторы ауксиновой природы (ИМК, ИУК, НУК) в различных концентрациях, кроме этого авторами описаны различные приемы укоренения микропобегов.
Цель наших исследований - подобрать оптимальные условия для укоренения микропобегов сортов R. nigrum селекции Башкирского НИИСХ, полученных в результате клонального микроразмножения in vitro.
Из литературных источников известно, что на этапе укоренения микропобегов R. nigrum применяют два способа стимуляции корнеобразования: предварительная обработка микропобегов регуляторами роста с последующим культивированием на безгормональной среде [Оразбаева и др., 2012; Сковородников и др., 2012] и введение регулятора роста непосредственно в питательную среду для укоренения [Высоцкий, 1989; Калинин и др., 1992; Ružić, Lazić, 2006], при этом стимуляторы рекомендуется использовать только на начальных этапах ризогенеза [Высоцкий, 1989].
При укоренении in vitro сортов R. nigrum нами использован способ введения стимуляторов роста в питательную среду культивирования.
При укоренении микропобегов R. nigrum на питательных средах с концентрацией ИУК от 0,1мг/л до 1,0 мг/л наблюдали развитие корневой системы у всех исследованных нами сортов R. nigrum. Через 3-5 дней культивирования начало корнеобразования наблюдали на 15-20% микропобегов R. nigrum всех сортов. Максимальное число укорененных микропобегов (100% на 21 день пассирования) у контрольного сорта Сеянец Голубки и у сорта Чишма наблюдали в варианте МС ИУК 0,75 мг/л. Для сорта Караидель оптимальным вариантом для эффективного ризогенеза, что в нашем исследовании составило 90% микропобегов на 21 день пассирования, являлись варианты опыта с низкими концентрациями ИУК 0,1-0,25 мг/л. Через 21 день культивирования корневая система у изученных сортов достигала максимальных значений в вариантах с низкими концентрациями ИУК (0,1-0,25 мг/л): у сорта Сеянец Голубки - 2,0±0,6 - 2,9±0,5 см; у сорта Чишма - 2,0±0,5 - 2,3±0,6 см; у сорта Караидель - 1,3±0,4 - 1,6±0,5 см. Возрастание концентрации ИУК от 0,75 до 1,0 мг/л в питательной среде приводило к формированию коротких корней у всех изученных сортов, при этом длина корней в зависимости от сорта была короче в 1,6-4,6 раз.
Концентрация ИУК в питательной среде культивирования влияла на число образовавшихся корней. Так, в варианте с ИУК 0,25 мг/л у сорта Караидель максимальное число корней на одном растении составило 2-3 шт., у сорта Чишма – 1-4 шт. Число корней у сорта Сеянец Голубки в среднем (4,5±0,7шт.) было больше, чем у других сортов, а максимум их наблюдали в варианте с ИУК 0,75 мг/л.
Из литературных источником известно, что для ряда сортов R. nigrum на этапе укоренения оптимальными в питательной среде являются высокие концентрации ИМК (2,5 мг/л) [Калинин и др., 1992] или ИМК и ГК3 (1,0 мг/л и 0,1 мг/л соответственно) [Ružić, Lazić, 2006]. Для сорта Сеянец Голубка эффективным являлось предварительное замачивание микропобегов R. nigrum в растворе ИМК 25мг/л с последующим культивированием на безгормональной среде [Оразбаева и др., 2012]. В наших экспериментах сопоставимые результаты с сортами башкирской селекции R. nigrum и в том числе с сортом Сеянец Голубка получены при относительно низких концентрациях стимулирующих компонентов среду культивирования.
Концентрация ИУК в питательной среде влияла и на показатели надземной сферы – длина побегов и число листьев на побеге. Длина побега у растений-регенерантов была максимальной у сорта Караидель в варианте ИУК 1,0 мг/л - 2,4±0,3 см, у сорта Чишма в варианте ИУК 0,5 мг/л - 2,5±0,2 см, у сорта Сеянец Голубки в вариантах ИУК 0,1-0,25 мг/л - 3,0±0,2 см и 3,0±0,3 см соответственно.
Число листьев на одном растении-регенеранте R. nigrum варьировало от 4 до 14 шт. в зависимости от сорта и варианта опыта. Самое большое число листьев отмечено при относительно высоких концентрациях ИУК (0,5-1,0 мг/л) у сорта Караидель – в среднем 13,7±0,5 шт., у сорта Чишма – в среднем 10,0±0,6 - 12,0±0,6 шт. У сорта Сеянец Голубки число листьев на одном растении в варианте ИУК 0,75 мг/л в среднем - 12,0±0,6 шт.
Из литературы известно [Высоцкий, 1989; Калинин и др., 1992; Сковородников и др., 2012], что лучше укореняются и в дальнейшем растут побеги R. nigrum, длина которых превышает 7-10 мм. В наших экспериментах хорошо себя зарекомендовали микропобеги R. nigrum башкирской селекции, длина которых не превышала 1,5 см (1,0-1,5 см).
Заключение
Для укоренения микропобегов R. nigrum в условиях культуры in vitro необходим индивидуальный подбор условий культивирования применительно к каждому сорту.
В наших экспериментах по укоренению in vitro сортов башкирской селекции R. nigrum и в том числе сорта Сеянец Голубки получены сопоставимые с данными других авторов [Калинин и др., 1992; Оразбаева и др., 2012; Ružić, Lazić, 2006] результаты при относительно низких концентрациях стимуляторов роста ауксиновой природы.
Показано, что для укоренения микропобегов сортов R. nigrum Сеянец Голубки и Чишма наиболее благоприятной является концентрация ИУК 0,75 мг/л, а для сорта Караидель предпочтительны низкие концентрации ИУК - 0,1 - 0,25 мг/л.
Максимальные показатели длины побега и числа листьев у исследованных сортов R. nigrum башкирской селекции наблюдали в вариантах опыта с относительно высокой (0,5 - 1,0 мг/л) концентрацией ИУК в питательной среде. У сорта Сеянец Голубки на рост побега позитивно влияли низкие концентрации ИУК 0,1-0,25 мг/л.
Для укоренения R. nigrum башкирской селекции в условиях культуры in vitro возможно использовать микропобеги длиной 1,0-1,5 см.
Цель наших исследований - подобрать оптимальные условия для укоренения микропобегов сортов R. nigrum селекции Башкирского НИИСХ, полученных в результате клонального микроразмножения in vitro.
Из литературных источников известно, что на этапе укоренения микропобегов R. nigrum применяют два способа стимуляции корнеобразования: предварительная обработка микропобегов регуляторами роста с последующим культивированием на безгормональной среде [Оразбаева и др., 2012; Сковородников и др., 2012] и введение регулятора роста непосредственно в питательную среду для укоренения [Высоцкий, 1989; Калинин и др., 1992; Ružić, Lazić, 2006], при этом стимуляторы рекомендуется использовать только на начальных этапах ризогенеза [Высоцкий, 1989].
При укоренении in vitro сортов R. nigrum нами использован способ введения стимуляторов роста в питательную среду культивирования.
При укоренении микропобегов R. nigrum на питательных средах с концентрацией ИУК от 0,1мг/л до 1,0 мг/л наблюдали развитие корневой системы у всех исследованных нами сортов R. nigrum. Через 3-5 дней культивирования начало корнеобразования наблюдали на 15-20% микропобегов R. nigrum всех сортов. Максимальное число укорененных микропобегов (100% на 21 день пассирования) у контрольного сорта Сеянец Голубки и у сорта Чишма наблюдали в варианте МС ИУК 0,75 мг/л. Для сорта Караидель оптимальным вариантом для эффективного ризогенеза, что в нашем исследовании составило 90% микропобегов на 21 день пассирования, являлись варианты опыта с низкими концентрациями ИУК 0,1-0,25 мг/л. Через 21 день культивирования корневая система у изученных сортов достигала максимальных значений в вариантах с низкими концентрациями ИУК (0,1-0,25 мг/л): у сорта Сеянец Голубки - 2,0±0,6 - 2,9±0,5 см; у сорта Чишма - 2,0±0,5 - 2,3±0,6 см; у сорта Караидель - 1,3±0,4 - 1,6±0,5 см. Возрастание концентрации ИУК от 0,75 до 1,0 мг/л в питательной среде приводило к формированию коротких корней у всех изученных сортов, при этом длина корней в зависимости от сорта была короче в 1,6-4,6 раз.
Концентрация ИУК в питательной среде культивирования влияла на число образовавшихся корней. Так, в варианте с ИУК 0,25 мг/л у сорта Караидель максимальное число корней на одном растении составило 2-3 шт., у сорта Чишма – 1-4 шт. Число корней у сорта Сеянец Голубки в среднем (4,5±0,7шт.) было больше, чем у других сортов, а максимум их наблюдали в варианте с ИУК 0,75 мг/л.
Из литературных источником известно, что для ряда сортов R. nigrum на этапе укоренения оптимальными в питательной среде являются высокие концентрации ИМК (2,5 мг/л) [Калинин и др., 1992] или ИМК и ГК3 (1,0 мг/л и 0,1 мг/л соответственно) [Ružić, Lazić, 2006]. Для сорта Сеянец Голубка эффективным являлось предварительное замачивание микропобегов R. nigrum в растворе ИМК 25мг/л с последующим культивированием на безгормональной среде [Оразбаева и др., 2012]. В наших экспериментах сопоставимые результаты с сортами башкирской селекции R. nigrum и в том числе с сортом Сеянец Голубка получены при относительно низких концентрациях стимулирующих компонентов среду культивирования.
Концентрация ИУК в питательной среде влияла и на показатели надземной сферы – длина побегов и число листьев на побеге. Длина побега у растений-регенерантов была максимальной у сорта Караидель в варианте ИУК 1,0 мг/л - 2,4±0,3 см, у сорта Чишма в варианте ИУК 0,5 мг/л - 2,5±0,2 см, у сорта Сеянец Голубки в вариантах ИУК 0,1-0,25 мг/л - 3,0±0,2 см и 3,0±0,3 см соответственно.
Число листьев на одном растении-регенеранте R. nigrum варьировало от 4 до 14 шт. в зависимости от сорта и варианта опыта. Самое большое число листьев отмечено при относительно высоких концентрациях ИУК (0,5-1,0 мг/л) у сорта Караидель – в среднем 13,7±0,5 шт., у сорта Чишма – в среднем 10,0±0,6 - 12,0±0,6 шт. У сорта Сеянец Голубки число листьев на одном растении в варианте ИУК 0,75 мг/л в среднем - 12,0±0,6 шт.
Из литературы известно [Высоцкий, 1989; Калинин и др., 1992; Сковородников и др., 2012], что лучше укореняются и в дальнейшем растут побеги R. nigrum, длина которых превышает 7-10 мм. В наших экспериментах хорошо себя зарекомендовали микропобеги R. nigrum башкирской селекции, длина которых не превышала 1,5 см (1,0-1,5 см).
Заключение
Для укоренения микропобегов R. nigrum в условиях культуры in vitro необходим индивидуальный подбор условий культивирования применительно к каждому сорту.
В наших экспериментах по укоренению in vitro сортов башкирской селекции R. nigrum и в том числе сорта Сеянец Голубки получены сопоставимые с данными других авторов [Калинин и др., 1992; Оразбаева и др., 2012; Ružić, Lazić, 2006] результаты при относительно низких концентрациях стимуляторов роста ауксиновой природы.
Показано, что для укоренения микропобегов сортов R. nigrum Сеянец Голубки и Чишма наиболее благоприятной является концентрация ИУК 0,75 мг/л, а для сорта Караидель предпочтительны низкие концентрации ИУК - 0,1 - 0,25 мг/л.
Максимальные показатели длины побега и числа листьев у исследованных сортов R. nigrum башкирской селекции наблюдали в вариантах опыта с относительно высокой (0,5 - 1,0 мг/л) концентрацией ИУК в питательной среде. У сорта Сеянец Голубки на рост побега позитивно влияли низкие концентрации ИУК 0,1-0,25 мг/л.
Для укоренения R. nigrum башкирской селекции в условиях культуры in vitro возможно использовать микропобеги длиной 1,0-1,5 см.
- Абдеева М.Г., Демина Т.Г., Шафиков Р.А., Фазлиахметов Х.Н., Майстренко Н.В., Зарипова В.М. Садоводство в Башкортостане / Уфа. 2012. 140 с. @@ Abdeeva M.G., Demina T.G., Shafikov R.A., Fazliahmetov H.N., Maistrenko N.V., Zaripova V.M. Gardening in Bashkortostan. Ufa. 2012. 140 P. (In Russian)
- Высоцкий В.А., Клональное микроразмножение плодовых растений и декоративных кустарников / В.А. Высоцкий // Микроразмножение и оздоровление растений в промышленном плодоводстве и цветоводстве. Мичуринск, 1989. С. 3-8. @@ Vysotsky V.A., Clonal micropropagation of fruit plants and ornamental shrubs / V.A. Vysotsky // Micropropagation and improvement of plants in industrial horticulture and floriculture. Michurinsk, 1989. P. 3-8. (In Russian)
- Головина Л.А., Ишмуратова М.М. Введение в культуру in vitro смородины // Биологические аспекты распространения, адаптации и устойчивости растений. Материалы Всероссийской научной конференции. Саранск. 2016. С. 91-94 @@ Golovina L.A., Ishmuratova M.M. Introduction to currant culture in vitro // Biological aspects of plant distribution, adaptation and stability. Materials of the all-Russian scientific conference. Saransk. 2016. P. 91-94. (In Russian).
- Ишмуратова М.М., Головина Л.А. Размножение сортов смородины черной (Ribes nigrum L.) башкирской селекции в культуре in vitro // Вестник Удмуртского университета. Биология науки о земле. 2017. Т. 27(4). С. 455-461. @@ Ishmuratova M.M., Golovina L.A. Reproduction of cultivars of black currant (Ribes nigrum L.) breeding Bashkir culture in vitro // Herald of Udmurt University. Biology of earth science. 2017. Vol. 27. P. 455-461. (In Russian)
- Калинин Ф.Л., Кушнир Г.П., Сарнацкая В.В., Лобов В.П. Технология микроклонального размножения растений / Киев: Наук. думка. 1992. 232 с. @@ Kalinin F.L., Kushnir G.P., Sarnatsky V.V., Lobov V.P. Technology of micropropagation of plants/ Kiev: Nauk. Dumka. 1992. P. 232. (In Russian)
- Оразбаева Г.К., Хасанов В.Т., Искаков А.Р., Швидченко В.К. Клональное размножение растений черной смородины (Ribes nigrum L.) in vitro // Вест. науки КазАТУ им. С. Сейфуллина. 2012. № 1. С. 115-124. @@ Orazbayeva G.K., Khassanov V.T., Iskakov R.A., Shvidchenko V.K. Clonal propagation of plants of black currants (Ribes nigrum L.) in vitro // West. science KazATU them. S. Seifullin. 2012. No. 1. P. 115-124. (In Russian)
- Сковородников Д.Н., Клональное микроразмножение в ускорении селекционного процесса смородины чёрной // Научные ведомости Белгородского государственного университета. 2012.№ 21(140). Выпуск 21/1. С. 58-61. @@ Skovorodnikov D.N., Clonal micropropagation to accelerate the breeding process of black currant// Bulletin of Belgorod state University.2012. № 21(140). Issue 21/1. P. 58-61.(In Russian)
- Ružić D., Lazić T. Micropropagation as Means of Rapid Multiplication of Newly Developed Blackberry and Black Currant Cultivars // Agriculturae Conspectus Scientificus. 2006. V. 71. №. 4. P. 149-153.