631.53.01
58.084.1
For the first time, the reaction of the culture of single-node cuttings of the Sadon variety to the conditions of replication on artificial nutrient media in vitro was assessed. The ineffectiveness of previously successfully used approaches to increasing the efficiency of micropropagation in relation to this variety is shown.
Solanum tuberosum, IAA, GA3, in vitro
Введение. Картофель является важной продовольственной культурой и активно используется в кормопроизводстве в России [1]. Запущенная в 2017 году Подпрограмма «Развитие селекции и семеноводства картофеля в Российской Федерации на 2017-2025 годы» способствовала появлению большого числа новых перспективных сортов, широкому распространению которых препятствует слабое взаимодействие между научными учреждениями и коммерческими предприятиями селекционно-семеноводческой сферы [2]. Одна из технологий производства сменного материала высших репродукций включает в себя получение мини-клубней на базе оздоровленных микрорастений картофеля, размножаемых in vitro [3]. Важным этапом в этой связи становится микроклональное размножение меристемных растений картофеля, а именно скорость наработки посадочного материала для высадки в аэропонные установки или горшки в условиях закрытого грунта [4]. Результаты, представленные в научной литературе, при этом, довольно противоречивы. Это касается как наименований регуляторов роста растений (РРР), используемых для стимуляции формирования междоузлий и ускорения роста растений, так и их концентраций, и соотношения. Это связано, разумеется, в том числе с известной сортозависимостью реакции картофеля на состав питательных сред при таком способе культивирования.
Цель и задачи исследования. Целью представленного эксперимента являлось определение реакции сорта Садон на различные стимуляторы роста микрорастений картофеля. В задачи исследования входил анализ существующих подходов к увеличению коэффициента размножения микрорастений и оценка реакции микроклонов сорта Садон на состав питательной среды.
Материалы и методы исследований. Культура микрорастений картофеля сортов Садон и Краса Мещеры предоставлена Центром селекции и семеноводства КрасГАУ. Одноузловые черенки помещали на питательные среды, приготовленные по прописи Мурасиге-Скуга (МС), с добавление индолилуксусной (ИУК) и гиббереллиновой (ГК3) кислот в следующих концентрациях: 0,5 мг/л ИУК и 1 мг/л ГК3, 1 мг/л ИУК и 2 мг/л ГК3, 1,5 мг/л ИУК и 3 мг/л ГК3. Контролем служила безгормональная среда МС. Статистическую обработку данных проводили с использованием статистического пакета R 4.0.4 в среде разработки RStudio 1.4.1103 (2009-2021 RStudio, PBC).
Результаты исследований. Согласно данным, приведенным работе [5], сорт Садон не выделяется по продуктивности среди сортов своей группы спелости. Аналогичные результаты получены и в работе Новосибирских учёных [6]. При этом обе исследовательские группы зафиксировали высокую адаптивность этого сорта в стрессовых условиях вегетации 2021 года. В условиях микроклонального тиражирования in vitro сорт Садон на среде МС растет медленно. Развитие одноузлового черенка характеризуется формированием крупного нижнего листа и тонкого побега с мелкими листьями на конце, что в сильной мере отличает данный сорт от сорта Краса Мещеры (рис. 1), выделившегося по урожайности в поле [5].
Число междоузлий, формируемых сортом Садон за 4 недели культивирования на среде МС также невелико. В ряде случаев на одноузловом черенке формировался микроклубень, из которого уже вырастал росток. Все эти особенности снижают коэффициент размножения данного сорта в условиях in vitro.
Наиболее часто для повышения эффективности тиражирования микрорастений картофеля используют ИУК и ГК3 [7]. Соотношение 1:2 довольно часто применяется в подобных работах. Ранее нами показано, что реакция микрорастений, в том числе и в количестве формируемых за единицу времени междоузлий, возникает в ответ на изменение концентрации РРР, при сохранении их соотношения в питательной среде [8].
Рисунок 1 – 4-х недельные микрорастения сортов Садон и Краса Мещеры на среде Мурасиге-Скуга
Сорт Садон, в отличии от сорта Краса Мещеры, не реагировал на изменение концентрации РРР (рис. 2). Увеличение концентрации ИУК и ГК3 не приводило к увеличению числа междоузлий. Коэффициент размножения данного сорта составил 3,5 независимо от состава среды.
Добавление РРР в питательную среду приводило также к мелколистности побегов, их истончению. Увеличение ИУК до 1,5 мг/л и ГК3 до 3 мг/л способствовало формированию растений с большим каллусным наростом на нижней части черенка и рудиментарными листовыми пластинами (рис. 3).
Рисунок 2 – Влияние уровней ИУК и ГК3 на число междоузлий сортов Садон и Краса Мещеры в условиях in vitro. Одинаковыми буквами отмечены значения статистически не различающиеся в пределах одного сорта при p<0,05; * – статистически значимые различия между сортами при p <0,05
Рисунок 3 – Микрорастения сорта Садон на 7й неделе культивирования
на средах с различным уровнем ИУК и ГК3.
Заключение
Таким образом, проявляя себя, как адаптивный сорт в полевых условиях, Садон довольно медленно растет в условиях in vitro, формируя небольшое число междоузлий. Плохо развитые верхние листья делают такие микрорастения малопригодными для высадки в аэропонные установки, где основной рост растения идет за счёт фотосинтеза верхней листовой розетки. Необходимы дальнейшие исследования для повышения эффективности микроклонального размножения данного сорта для использования его в технологии получения семенного материала через производство миниклубней.
1. Novye sorta kartofelya pri vozdelyvanii po intensivnoy fitosanitarnoy tehnologii v Zaural'e / I. N. Porsev, V. A. Zadvornev, V. V. Polovnikova, N. A. Nemirova. // Kormlenie sel'skohozyaystvennyh zhivotnyh i kormoproizvodstvo. – 2020. – T. 183, № 10. – S. 17–23. – DOIhttps://doi.org/10.33920/sel-05-2010-02.
2. Maksaeva, O. V. Novye sorta selekcii Federal'nogo issledovatel'skogo centra kartofelya im. A. G. Lorha / O. V. Maksaeva // Zhurnal «Kartofel'naya sistema», 2022. – URL: https://potatosystem.ru/novye-sorta-selekczii-federalnogo-issledovatelskogo-czentra-kartofelya-im-a-g-lorha/ (data obrascheniya: 23.04.2024).
3. Maksaeva, O. V. Proizvodstvo mini-klubney kartofelya. Kak poluchit' bol'she i bystree? / O.V. Maksaeva // Zhurnal «Kartofel'naya sistema», 2022. – URL: https://potatosystem.ru/proizvodstvo-mini-klubnej-kartofelya-kak-poluchit-bolshe-i-bystree/ (data obrascheniya: 23.04.2024).
4. Cardoso, J. C. Micropropagation in the Twenty-First Century / J.C. Cardoso, L.T.C. Gerald, J.A. Teixeira da Silva // Methods in Molecular Biology. – 2018. – Vol.1815. – P. 17–46.
5. Shabanov, A. E. Produktivnost' i kachestvo novyh sortov kartofelya rossiyskoy selekcii v raznyh usloviyah vyraschivaniya / A. E. Shabanov, A. I. Kiselev, P. V. Solomencev // Agrarnyy nauchnyy zhurnal. – 2022. – № 7. – S. 51–55. – DOI:https://doi.org/10.28983/asj.y2022i7pp51-55.
6. Batov, A. S. Ishodnyy material dlya selekcii kartofelya na produktivnost' v usloviyah lesostepi Novosibirskogo Priob'ya / A.S. Batov, Yu.A. Gureeva // Vestnik NGAU (Novosibirskiy gosudarstvennyy agrarnyy universitet). – 2022. – № 4. – S. 22–29. – DOI:https://doi.org/10.31677/2072-6724-2022-65-4-22-29
7. Stupko, V. Yu. The use of phytohormones to increase the efficiency of potato propagation in nodal cuts culture / V. Yu. Stupko, S. Yu. Lugovtsova // BIO Web of Conferences. – 2023. – Vol. 66. – P. 01006. – DOIhttps://doi.org/10.1051/bioconf/20236601006.
8. Lugovcova, S. Yu. Koncentraciya i sootnoshenie IUK i gibberellinovoy kisloty kak faktory effektivnosti mikroklonal'nogo razmnozheniya kartofelya / S. Yu. Lugovcova, V. Yu. Stupko // Agrarnyy nauchnyy zhurnal. – 2024. – № 1. – S. 32–38. – DOI:https://doi.org/10.28983/asj.y2024i1pp32-38.
