УДК 631.53.01 Посевной и посадочный материал. Семена
УДК 58.084.1 в искусственно контролируемых условиях, например в лаборатории
Впервые проведена оценка реакции культуры одноузловых черенков сорта Садон на условия тиражирования на искусственных питательных средах in vitro. Показана неэффективность ранее успешно используемых подходов в микроклональном размножении применительно к данному сорту.
Solanum tuberosum, ИУК, ГК3, 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. Новые сорта картофеля при возделывании по интенсивной фитосанитарной технологии в Зауралье / И. Н. Порсев, В. А. Задворнев, В. В. Половникова, Н. А. Немирова. // Кормление сельскохозяйственных животных и кормопроизводство. – 2020. – Т. 183, № 10. – С. 17–23. – DOIhttps://doi.org/10.33920/sel-05-2010-02.
2. Максаева, О. В. Новые сорта селекции Федерального исследовательского центра картофеля им. А. Г. Лорха / О. В. Максаева // Журнал «Картофельная система», 2022. – URL: https://potatosystem.ru/novye-sorta-selekczii-federalnogo-issledovatelskogo-czentra-kartofelya-im-a-g-lorha/ (дата обращения: 23.04.2024).
3. Максаева, О. В. Производство мини-клубней картофеля. Как получить больше и быстрее? / О.В. Максаева // Журнал «Картофельная система», 2022. – URL: https://potatosystem.ru/proizvodstvo-mini-klubnej-kartofelya-kak-poluchit-bolshe-i-bystree/ (дата обращения: 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. Шабанов, А. Э. Продуктивность и качество новых сортов картофеля российской селекции в разных условиях выращивания / А. Э. Шабанов, А. И. Киселев, П. В. Соломенцев // Аграрный научный журнал. – 2022. – № 7. – С. 51–55. – DOI:https://doi.org/10.28983/asj.y2022i7pp51-55.
6. Батов, А. С. Исходный материал для селекции картофеля на продуктивность в условиях лесостепи Новосибирского Приобья / А.С. Батов, Ю.А. Гуреева // Вестник НГАУ (Новосибирский государственный аграрный университет). – 2022. – № 4. – С. 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. Луговцова, С. Ю. Концентрация и соотношение ИУК и гиббереллиновой кислоты как факторы эффективности микроклонального размножения картофеля / С. Ю. Луговцова, В. Ю. Ступко // Аграрный научный журнал. – 2024. – № 1. – С. 32–38. – DOI:https://doi.org/10.28983/asj.y2024i1pp32-38.
