Журнал "APK News"
Мичуринский государственный аграрный университет
Мичуринск -Наукоград
Юг-Полив

В.А. Высоцкий, В.А. Валиков

Высоцкий В.А./ Клональное микроразмножение жимолости в производственных условиях/ В.А. Высоцкий, В.А. Валиков// Садоводство и виноградарство, №6, 2014 г., с. – 18-23.

Клональное микроразмножение жимолости в производственных условиях

В настоящее время процесс производства высококачественного сертифицированного посадочного материала садовых растений требует привлечения высокотехнологичных методов, в том числе и биотехнологических. В отличие от сугубо лабораторных приемов, производственные технологии должны быть относительно простыми, хорошо воспроизводимыми, но в то же время обеспечивать максимальную эффективность на каждом этапе производства посадочного материала. В результате исследований, проведенных на базе Научно-производственного центра биотехнологии «Фитогенетика» (Тула) с целью совершенствования процесса клонального микроразмножения жимолости, предложена новая технология её размножения в производственных условиях. В эксперименты были включены сорта жимолости Альтаир, Амфора, Волшебница, Мальвина, Нимфа и другие. Для каждого этапа процесса клонального микроразмножения, начиная с введения в стерильную культуру и заканчивая адаптацией к нестерильным условиям, подобран минеральный состав питательных сред, регуляторы роста и их концентрации, а также физические условия культивирования. Среди испытанных рецептов питательных сред, использование минеральной основы по прописи Ли и де Фоссарда на этапе пролиферации, у подавляющего большинства изучаемых сортов жимолости обеспечивало максимальный коэффициент размножения, тогда как питательная среда на основе минеральных солей по Мурасиге-Скугу приводила к развитию наиболее длинных побегов. Выявлен положительный эффект культивирования под люминесцентными лампами с преобладанием излучения в красной части спектра на развитие микрорастений жимолости. Проведен экономический анализ использования усовершенствованной технологии в научно-производственном центре «Фитогенетика». Расчеты показали относительно высокий (более 90 %) уровень рентабельности клонального микроразмножения жимолости при использовании усовершенствованной технологии включающей новые элементы, отработанные в ходе проведения настоящих исследований.

При размножении новых сортов сельскохозяйственных культур, здорового посадочного материала и других ценных генотипов все более широкое применение находят относительно новые приемы, включая и биотехнологические. Основные преимущества хорошо известны [1]. Размножение в производственных условиях имеет некоторые особенности. Это максимальная простота и технологичность операций, сведение потерь материала к минимуму на всех этапах культивирования, хорошая воспроизводимость результатов. Наши исследования и были направлены на решение этих актуальных задач. Эксперименты проводили, начиная с 2011 г., на предприятии НПЦ Биотехнологии «Фитогенетика » в структурном подразделении ГУП КБ приборостроения, в теплице и лабораториях предприятия (Тула), с использованием стандартных методик работы с культурами изолированных тканей и органов растений. В опыты были включены перспективные сорта и формы жимолости синей, на посадочный материал которых существует стабильно спрос [5], так как эта культура дает в сезоне плоды, характеризующиеся высоким содержанием витаминов и других биологически активных веществ [4]. Одной из характеристик устойчивости производства является непрерывность процесса. В то же время известно, что введение эксплантов в стерильную культуру для большинства видов растений проходит наиболее успешно в случае их отбора в фазу активного роста. Таким образом, достаточно длительный зимний период оказывается бесполезным, с точки зрения инициации стерильных культур.

С целью расширения периода введения эксплантов в культуру и обеспечения возможности работы с материалом в зимний период использовали биологические особенности растений жимолости – относительно короткий период физиологического покоя и легкую пробудимость почек. Для этого, начиная с февраля с зимующих растений, нарезали черенки длиной 20-25 см, промывали их водопроводной водой и в сосудах с водой помещали в светокамеры с температурой 20-22 °С. Приблизительно через 2 недели почки прорастали, и отросшие побеги можно было использовать в качестве исходного материала для введения в стерильную культуру. Как показали наши эксперименты с сортами жимолости Амфора, Морена, Нимфа, Фиалка и некоторыми другими, использование такого приема обеспечивало высокую долю эксплантов, успешно вводимых в культуру, причем их зараженность сапрофитной микрофлорой была ниже по сравнению с эксплантами, взятыми непосредственно с растений, произрастающих в полевых условиях.

Следующий этап — собственно микроразмножение, когда из каждого экспланта развиваются несколько дополнительных побегов (рис. 1). Испытывали два состава питательных сред — на основе минеральных солей по Мурасиге-Скугу (МС [7] и на основе рецепта Ли и де Фоссарда (ЛФ)) [6]. Эксперименты показали, что более высокий коэффициент размножения был характерен для эксплантов подавляющего числа изученных сортов, культивируемых на питательной среде, приготовленной на основе минеральных солей по Ли и де Фоссарду. Показатель средней длины развивающихся побегов был выше на питательной среде Мурасиге-Скуга [2].

Рис. 1. Массовое образование побегов у эксплантов жимолости сорта Нимфа

При укоренении растений выяснилось, что более эффективно, чем обработка ауксинсодержащей пудрой и отдельное добавление в среду ИМК или ИУК в аналогичных концентрациях, совместное введение в питательную среду ИУК — 0,5 мг/л и ИМК — 0,5 мг/л ИУК. Укореняемость микропобегов, вовлеченных в эксперименты сортов на изученных средах, составляла практически 100 %. В контрольном варианте без добавления индукторов корнеобразования в среду растения практически не давали корней. Наибольшее число корней развивалось при совместном добавлении в питательную среду для ризогенеза ИУК и ИМК по 0,5 мг/л. При обогащении среды только ИМК в концентрации — 0,5 мг/л или ИУК в такой же концентрации число корней было существенно меньше [2].

В ходе работы изучили влияние различных источников света на рост и развитие микрорастений жимолости на этапе укоренения. Исследовали следующие источники освещения:

  • люминесцентные и лампы белого свечения ЛБ-40 (контроль, белый свет);
  • люминесцентные лампы ЛФ-40-5 (преобладание излучения в синей части спектра);
  • люминесцентные лампы ЛФ-40-4 (преобладание излучения в красной части спектра).

Опыты проводили на сортах жимолости Волшебница, Волхова, Мальвина, Амфора и Альтаир. Результаты экспериментов представлены в табл. 1.

Таблица 1. Средняя высота растений (см) при культивировании под различными источниками освещения

Мальвина 2,8 4,8 3,7 3,7
Волхова 3,7 4,6 4,0 4,1
Волшебница 3,0 6,4 3,5 4,3
Амфора 4,0 5,1 4,8 4,6
Альтаир 4,8 5,2 6 5,3
Х ср по типу освещения 3,7 5,2 4,4 4,4

Как видно из данных, приведенных в табл. 1, практически все микрорастения жимолости испытанных сортов более интенсивно развивались при использовании ламп ЛФ40-5 с преобладанием излучения в синей части спектра.

Использование этих ламп приводило также к увеличению числа корней у микропобегов на этапе ризогенеза, однако суммарная длина корней по сравнению с контролем была несколько меньше

Адаптация пробирочных микрорастений к нестерильным условиям – важный этап клонального микроразмножения, который при неправильной организации может свести «на нет» все положительные моменты клонального микроразмножения, поэтому в своей работе мы отрабатывали этот этап с особой тщательностью. В результате проведенных экспериментов было убедительно продемонстрировано положительное влияние регуляторов роста нового поколения (Эпин-экстра и Силиплант) на приживаемость микрорастений жимолости в почвенных субстратах и их дальнейшее развитие [3]. Был достигнут высокий процент приживаемости микрорастений жимолости (рис. 2), которые, пройдя затем относительно короткий этап доращивания, были готовы к реализации (рис. 3)

Рис. 2. Адаптация микрорастений жимолости сорта Волшебница к нестерильным условиям
Рис. 3. Подготовленные к реализации микроразмноженные растения жимолости съедобной

Приемлемость и жизнеспособность любой технологии обуславливается экономической эффективностью, которую она может обе-спечить. С учетом положительных моментов, разработанных в ходе выполнения исследований (повышения коэффициента размножения, сокращения сроков укоренения, адаптации к нестерильным условиям и доращивания), нами была проведена оценка экономической эффективности усовершенствованной технологии клонального микроразмножения жимолости в производственных условиях на базе НПЦ Биотехнологии «Фитогенетика». Результаты расчетов приведены в табл. 2.

Таблица 2. Рентабельность усовершенствованной технологии клонального микроразмножения жимолости

Затраты на работы в лаборатории, руб. 781278,4
Выпуск микрорастений жимолости, шт. за год 100000
Себестоимость микрорастения, руб. 7,8127
Выход растений после адаптации в теплице, % 95
Выход стандартных растений после доращивания в теплице, % 90
Затраты на доращивание в теплице и реализацию, руб., в том числе: 688864,36
-заработная плата сотрудников теплицы, занятых на выращивании жимолости с начислениями 30,2 % 60324,36
— материалы (кассеты, удобрения, субстрат, средства защиты растений) для выращивания жимолости в теплице 42361
— электроэнергия на освещении теплицы и газ 463098
— накладные расходы, 25 % от зарплаты 123081,09
Итого: себестоимость растения, руб. 16,33
Цена реализации, руб. 32
Выручка от реализации, руб. 2 880 000
Прибыль от реализации, руб. 1409858
Уровень рентабельности, % 95,9

Таким образом, в результате работы выявлена существенная сортоспецифичность эксплантов жимолости различных сортов на культивирование in vitro в отношении коэффициента размножения и параметров образуемой корневой системы в зависимости от освещения светом разного спектрального состава, что необходимо учитывать в прак-тической работе. Показана эффективность использования регуляторов роста нового поколения на этапе адаптации микрорастений к нестерильным условиям. Все эти моменты были учтены при создании усовершенствованной технологии клонального микроразмножения жимолости, которая обеспечила при использовании в НПЦ Биотехнологии «Фитогенетика» уровень рентабельности производства до 90 % и более.

Литература

 
1. Высоцкий В.А. Перспективы внедрения микроразмножения в производство // Садоводство и виноградарство, 1988.-№ 12.-С. 14-17.
2. Валиков В.А., Высоцкий В.А. Совершенствование приемов клонального микроразмножения жимолости для производственных условий // Плодоводство и ягодоводство России: сб. научн. работ. — Т. XXXVII. Ч. 1. — С. 57-62.
3. Высоцкий В.А., Валиков В.А. Использование регуляторов роста нового поколения на этапе адаптации микрорастений жимолости // Плодоводство и ягодоводство России: сб. научн. работ. — Т. XXXVIII. Ч. 1. — М., 2013 — С. 82-87.
4. Плеханова М.Н. Жимолость синяя в саду и питомнике. — СПб.: ВНИИР, 1998. — 66 с.
5. Шипунова А.А. Клональное микроразмно-жение садовых культур: дисс. на соиск. уч. степ, канд. с.-х. наук. — Тула, 2003. — 173 с.
6. Lee E.S.M., De Fossard R.A. Regeneration of strawberry plants from tissue cultures // Proc.Pl. Propag. Soc., 1975. -V. 25. — P. 277-285.
7. Murashige T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures // Physiol. Plant., 1962. — V. 15. — N° 3. — P. 473-497.

Члены АППЯПМ
Морозова Марина Васильевна

Морозова Марина Васильевна,

директор фирмы «Aweta» по экспортным поставкам в СНГ (г. Москва)

Основные направления работы АППЯПМ

 





Авторские права © 2008-2019 АППЯПМ. Все права защищены.
Запрещено использование материалов сайта без согласия его авторов и обратной ссылки.

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru