ВОЗДЕЙСТВИЕ ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ ГАМБОРГА НА МОРФОЛОГИЧЕСКОЕ РАЗВИТИЕ НЕКОТОРЫХ ПОДВОЕВ КОСТОЧКОВЫХ КУЛЬТУР НА ЭТАПЕ УКОРЕНЕНИЯ IN VITRO

АННОТАЦИЯ

В статье излагаются результаты исследования воздействия состава питательной среды Гамборга на морфологическое развитие, в частности на ризогенез подвоев косточковых плодовых культур высаженных эту среду на этапе укоренения.

Ключевые слова: подвои косточковых плодовых культур; культура in vitro; укоренение; морфологическое развитие.

В связи с развитием в Азербайджане интенсивного и супер­интенсивного садоводства спрос на саженцы на клоновых подвоях значительно возрос. Научно-исследовательским институтом плодоводства и чаеводства МСХА в республику были завезены клоновые подвои для косточковых плодовых культур европейской и американской селекции серий Garnem, GF, MaxMa, Myrоbаlan, из которых лучшую приспо­собляемость к почвенно-климатическим условиям Губа-Хачмазской зоны показали Garnem 11, GF 677, MaxMa 14, Myrоbаlan 29С.

Подвой GF 677 (Prunus persica х Prunus amygdalus) – получен в Institut national de la recherche agronomique (INRA) во Франции. GF 677 наиболее распространённый в Европе подвой для культур персика, нектарина и миндаля, так как обеспечивает растениям хорошую прижи­ваемость, высокую и постоянную урожайность. Подвой хорошо подходит ко всем типам земельных участков, позволяет высаживать персик и миндаль даже на бедных, засушливых почвах с повышенным содержанием активной извести (≤ 13%); страдает от застоев воды. Подвой Myrоbаlan 29C (Prunus cerasifera L.) - полукарликовый подвой американского происхождения. Широко используется в качестве подвоя косточковых плодовых культур (абрикос, слива) из-за его хорошей адаптации к различным типам почв и уровням влажности. Myrobalan 29C имеет неглубокую, хорошо развитую корневую систему. Cорта абрикоса и сливы привитые на Myrobalan 29C, показывают раннее вступление в плодоношение, высокую урожайность и качество фруктов. Идеально подходит для интенсивного садоводства. MaxMa 14 (Prunus mahaleb L. X Prunus avium) - полукарликовый подвой американского происхождения получен в результате гибридизации Мahaleb (Prunus mahaleb L.) и Mazzard (Prunus avium). МахМа 14 имеет сильную корневую систему, подходит для почв с хорошим дренажем и для полузасушливых районов с высоким уровнем испарения и низким количеством осадков; устойчив к почвам с повышенным содержанием активной извести. Подвой морозостойкий. Все сорта черешни и вишни, привитые на MахMа 14, показывают раннее вступление в плодоношение, высокую урожайность и качество фруктов. Подходит для интенсивного садоводства. Подвой Garnem 11 (Prunus persica X Prunus amygdalus) – получен в SIA DGA (г.Сарагоса) в Испании. Подвой с красной листвой для культур персика, нектарина и миндаля обеспечивает растениям раннее вступление в плодоношение и высокую урожайность.

Все четыре подвоя показали хорошую адаптацию к местным почвенно-климатическим условиям, что дает возможность получать качественный посадочный материал косточковых плодовых культур отечественного производства.

Теперь актуальной задачей является поточное производство данных клоновых подвоев с целью получения необходимого количества посадочного материала. Решением данной задачи является один из способов вегетативного размножения растений - метод культуры in vitro, с помощью которого независимо от сезона, в течении всего года, на ограниченной площади и в короткие сроки возможно получить необходимое количество подвоев, генетически идентичных исходному экземпляру [1, с. 160].

Основным показателем эффективности данного метода является хорошее развитие растений, в нашем случае, из почек, без аномалий в органогенезе, с хорошими биометрическими показателями (высокой биомассой, сформированными черенками и листочками, развитыми корнями). Факторы, влияющие на эффективность метода культуры in vitro - сортовые особенности, размер первоначального эксплантата, период изоляции, местоположение эксплантата на исходном растении и состав питательной среды, который необходимо подбирать для каждого отдельного растения [3, с. 208].

До настоящего времени было разработано большое количество различных по составу питательных сред, многие из которых являются модифMS), Гамборга, Ллойд-Маккауна (WPM), Драйвера-Куньюки (DKW), Кнопа, Уайта, Готре, Хеллера и т. д. [2, с. 58-70].

Наиболее распространена среда Мурасиге-Скуга [9, pp. 473- 497], которая содержит хорошо сбалансированный состав питательных веществ, благоприятный для роста изолированных тканей многих растений, в том числе подвоев плодовых культур. Она отличается большим содержанием неорганического азота, который стимулирует процессы органогенеза.

Fidancı et al. [5, pp. 409-412] работали над техникой быстрого раз­множения in vitro подвоев Gisela 5, MaxMa 14. В качестве эксплантатов были использованы верхушечные и боковые почки. Исследование было направлено на подбор подходящих питательных сред и условий культивирования на этапах введения в культуру, пролиферации, укоре­нения и адаптации. На этапе введения в культуру авторы использовали среду МС с добавлением 0.1 мг/л ГК₃, 0.1 мг/л НУК или 0.1 мг/л ИМК, 0.5-1 мг/л БА, 20 г/л сахарозы и 7 г/л агара. На этапе укоренения используя среду МС с половинчатым содержанием макроэлементов и добавлением 1 мг/л ИМК за три недели авторы получили 95-100%-ое укоренение.

Иранские ученые Ahmad et al. [4, pp.331-338] в своих исследованиях с подвоем GF 677 сообщают, что добавление 0,6 мг/л БАП в пита­тельную среду МС на этапе микроразмножения вызывало наибольшее количество побегов.

По мнению Kamali K. et al. [7, pp. 175-177], наиболее подходящей средой для микроразмножения GF677 является модифицированная среда Кнопа. На этапе пролиферации лучшие результаты достигались при добавлении к этой среде 1 мг/л БА. А на этапе укоренения высокую эффективность (80 % укоренившихся) авторы получали высаживая микрочеренки GF677 на среду Линсмайера и Скуга [8, pp. 100-127], дополненную 0,3 мг/л НУК и 1,6 мг/л тиамина, затем помещая их на 7 дней в условия этиоляции.

Не менее популярна среда Гамборга [6, pp. 372-375]. Она приме­няется для культивирования тканей многих растений, но ранее не исполь­зовалась для микроразмножения in vitro подвоев для косточковых культур Myrobаlan 29-C, MaxMa 14, GF 677 и Garnem.

Целью нашего исследования является изучить воздействие без гормональной питательной среды Гамборга на морфологическое развитие микрорастений некоторых подвоев косточковых культур на этапе укоренения in vitro.

Исследования проведены в лаборатории биотехнологии НИИ плодо­водства и чаеводства Министерства Сельского Хозяйства Азербайджана, путем постановки опытов в лабораторных условиях (2018-2019 гг.).

Объекты исследования - подвои для косточковых плодовых культур Myrobаlan 29C, MaxMa 14, GF 677 и Garnem 11, среда Гамборга + витаминно-минеральный комплекс.

Предыдущий укоренению пассаж размножения проходил: для Myrobalan 29C - на среде МС+0,6 мг/л БАП+0,01 мг/л НУК+ витамины; для GF 677 и Garnem 11 - на модифицированной среде МС +0,6 мг/л БАП+0,01 мг/л НУК+ витамины; для MaxMa14 на среде DKW+0,6 мг/л БАП+0,01 мг/л ИМК+ витамины.

На этапе укоренения 10-14 растений от каждого подвоя высаживали на без гормональную среду Гамборга + витаминно-минеральный комплекс. Растения выращивали в культуральной комнате в условиях стандартного фотопериода 16/8 часов, светодиодного освещения с тройным спектром (белый, красный и синий), температуры +21...24º С и влажности 60-70 %. Учитывали начало корнеобразования, развитие каллуса, количество и длину корней.

Результаты исследования приведены в таблице.

Таблица 1.

Влияние состава питательной среды Гамборга на укоренение подвоев косточковых культур in vitro

Как видно из таблицы, высаживание растений подвоев Myrobаlan 29C и GF 677 на среду Гамборга полностью подавило ризогенез, растения остановились в развитии и через некоторое время погибли. Отдельные растения подвоя Garnem 11 укоренились (55%). Кроме этого сами растения хотя и не трогались в рост, их листовая пластина увеличилась в размерах. Лучший результат укоренения показали растения подвоя MaxMa 14 (100%). Кроме хорошего укоренения, сильных корней рас­тения росли в длину, листовые пластины тоже увеличивались в размерах.

Таким образом, из четырех подвоев для косточковых культур среда Гамборга подошла только для укоренения in vitro подвоев MaxMa14 (100%) и уже через 4 недели после посадки на среду Гамборга к следующему этапу адаптации у нас были готовы полностью сформи­рованные растения.

Список литературы:

1. Бутенко Р.Г. Биология клеток высших растений in vitro и биотехнологии на их основе. Москва: ФБК-ПРЕСС, 1999. -160 с.
2. Костюк М.А., Бунцевич Л.Л. Оздоровление плодовых и ягодных культур от вирусных инфекций меристемным методом in vitro. Плодоводство и виноградарство Юга России, № 40(4), 2016. - с. 58–70. Режим доступа: http://journalkubansad.ru/pdf/16/04/07.pdf.
3. Кухарчик Н.В., Кастицкая М.С. Семенас С.Э. и др. Размножение плодовых растений в культуре in vitro. Минск: Беларусская навука, 2016. - 208 с.
4. Ahmad T., Rahman H.U., Ahmad C.H., Laghari M.H. Effect of culture media and growth regulators on micropropagation of peach rootstock GF 677. Pak J Bot., 35(3), 2003. - pp. 331-338.
5. Fidancı A., Burak M., Erenoglu B. Determination of in vitro propagation techniques of some clonal sweet and sour cherry rootstocks. 5th International Cherry Synposium. June 06-10, 2005. Bursa-Turkey. - pp. 409-412.
6. Gamborg O.L. The effect of amino acids ammonium of the growth of plant cells in suspens culture / O.L. Gamborg // Plant Physiology, 1975. - v. 45, - pp. 372-375.
7. Kamali K., Majidi E., Zarghani R. Micropropagation of GF677 rootstock (Prunus amygdalus x Prunus persica). XI GREMPA Seminar on Pistachios and Almonds. Zaragoza: CIHEAM, 2001. - pp. 175-177
8. Linsmaier E.M., Skoog F. Organic growth factor requirements of tobacco tissue culture. Physiol. Plant. 18, 1965. - pp. 100-127.
9. Murashige T. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobaceo tissue cultures / T. Murashige, F. Skoog // Plant Physiology, 1962. – V. 15, № 95. – pp. 473- 4976.