Влияние условий культивирования in vitro на рост и развитие растений земляники садовой

Условия культивирования могут существенно влиять не только на габитус растений, но и некоторые особенности их роста и развития, причем это влияние может сохраняться длительный период, то есть может обладать эффектом последействия даже при изменении условий. Подобное явление имеет место при перенесении в условия in vivo растений земляники, размноженных in vitro на искусственных питательных средах. Растительный материал, происходящий из одной меристемы, то есть принадлежащий к одному мери-клону, но культивированный ранее in vitro на разных питательных средах, в разных условиях, может быть охарактеризован, с первого взгляда, как не обладающий однородным набором признаков, присущих тому сорту, на принадлежность к которому претендует. Иногда такие растения могут существенно различаться и по морфологическим признакам, и по особенностям роста и развития, в частности, по срокам цветения и плодоношения, размеру плодов и урожайности.

Промышленное размножение растений земляники, в том числе и с использованием методов культивирования растений in vitro, предполагает строгий контроль сортовой чистоты размножаемого материала. Именно поэтому исследования последействия условий культивирования растений in vitro на их рост и развитие, особенно цветение и плодоношение, не только в теплицах, но и на промышленных плантациях, имеет как научное, так и практическое значение.

С целью изучения последействия условий культивирования in vitro на рост и развитие растений in vivo были использованы растения земляники садовой (Fragaria ananassa Duck) сорта Роксана из коллекции Института физиологии растений РАН. Растения, принадлежащие к одному мери-клону, были размножены на модифицированной питательной среде Мурасиге и Скуга, дополненной витаминами, 1 мг/л 6-бензиламинопурина, 3 % сахарозой и 8 % агар-агаром. Полученный на этапе размножения растительный материал разделяли на отдельные побеги и помещали на питательные среды разного состава, согласно вариантам опыта, для подготовки к переводу в нестерильные условия.

На экспериментальных питательных средах (среда 1-контроль и среда 2) растения земляники сохраняли в темноте при 4°С шесть недель. После этого укорененные растеньица были перенесены в почвенную смесь и адаптированы к нестерильным условиям в зимней теплице. Из теплицы растительный материал был перенесен в полевые условия.

Биометрические измерения проводили в течение всего вегетационного сезона. Регистрировали на каждом растении: количество листьев, усов, длину усов и число розеток на каждом усе, количество цветоносов, генеративных образований на каждом цветоносе.

Начало цветения у растений земляники со среды 2 наступило (в зимней теплице) на 7-10 дней раньше, чем у растений из контрольного варианта (среда 1). В начале вегетации существенных отличий между растениями, принадлежащими к разным вариантам опыта, по количеству листьев и усов в расчете на одно растение не наблюдали. Однако у растений контрольной группы было отмечено более интенсивное образование усов, а среди растений со среды 2 было вдвое больше экземпляров, образовавших цветоносы (62,5%), чем в контрольной группе (30%). Начиная со второй половины лета, когда вегетативная масса всех экспериментальных растений значительно увеличилась, наблюдали существенное превосходство растений со среды 2 над растениями контрольного варианта по количеству листьев, усов и образованных за этот период розеток (табл.1).

Влияние на вегетативную продуктивность растений земляники сорта Роксана услови их культивирования in vitro перед высадкой в грунт

Экспериментальные данные показали, что существует вероятность того, что условия культивирования in vitro могут существенно влиять на последующую генеративную и вегетативную продуктивность растений земляники при их культивировании в полевых условиях. Наблюдения за растениями в течение первого, после условий in vitro, вегетационного сезона in vivo выявили существенные различия в росте и развитии растений, которые проходили подготовку к высадке в нестерильные условия на разных питательных средах. Возможно, что изменения качественного и количественного состава питательной среды, создали условия, которые таким образом повлияли на растительный материал, что он приобрел способность к более интенсивному вегетативному и генеративном развитию в полевых условиях. Причины подобного явления необходимо исследовать, так как они могут представлять как теоретический, так и практический интерес. Способы управления ростом и развитием, процессами цветения и плодоношения, могут представлять интерес для коммерческих предприятий, которые используют для размножения растений, в частности, оздоровленного материала земляники садовой, методы культивирования in vitro. Известно, что интенсивное размножение растений земляники на искусственных питательных средах (увеличенные концентрации цитокининов, большое количество пассажей, высокая влажность на фоне богатого минерального и органического питания) повышает вероятность получения растений с видоизмененными признаками («стекловидность», «многоверхушечность», «пестролистность», нарушения цветения и плодоношения). Подобные негативные последействия размножения in vitro, без всякого сомнения, являются результатом стремления получить за короткий период как можно большее количество растительного материала без учета биологических особенностей растений. Одним из возможных путей предотвращения подобных явлений могут быть особые режимы размножения растений in vitro и специальные условия адаптации размноженных in vitro растений к условиям культивирования in vivo с использованием оригинальных питательных сред.