Влияние интенсивности, спектрального состава освещения и калийного лигногумата на регенерационную способность винограда in vitro

Оглавление

Влияние интенсивности, спектрального состава освещения и калийного лигногумата на регенерационную способность винограда in vitro

УДК 634.8:577.12
ВЛИЯНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ, СПЕКТРАЛЬНОГО СОСТАВА ОСВЕЩЕНИЯ И КАЛИЙНОГО ЛИГНОГУМАТА НА РЕГЕНЕРАЦИОННУЮ СПОСОБНОСТЬ ВИНОГРАДА IN VITRO
А.А. Соболев, А.Н. Ребров, Н.П. Дорошенко
ГНУ Всероссийский НИИ виноградарства и виноделия им. Я.И. Потапенко,
г. Новочеркасск
Изучено влияние интенсивности и качества освещения при добавлении в питательную среду калийного лигногумата марки AM в процессе культивирования винограда сорта Фиолетовый ранний на этапе микрочеренкования побегов. Установлено, что данные факторы в испытуемых дозах не оказывают влияния на ризогенез, но существенно влияют на надземную часть растений.
Важным фактором регенерации культивируемых тканей является поддержание в них оптимального уровня метаболических процессов. При этом одним из главных источников энергии выступает световая, которая в процессе фотосинтеза превращается в энергию химических связей органических веществ. Благодаря этому преобразованию происходит синтез полимерных соединений, поглощение воды и минеральных веществ, их переработка и транспорт, осуществляются разные виды движения, в том числе и рост. Тем не менее, растительная биомасса способна аккумулировать и эффективно использовать лишь небольшой процент приходящей световой энергии. Кроме того, значительная ее доля расходуется на фотодыхание, а также на теплообмен, флуоресценцию и фотосинтез [1]. Несмотря на то, что радикальных путей снижения затрат ассимилятов пока не найдено, есть данные, что потери сухого вещества биомассы в результате дыхания можно снизить при помощи регуляторов роста [2]. Следует отметить, что расходная часть энергетического баланса существенно зависит от условий культивирования, и в частности, от той же освещенности, содержания в среде гормонов и питательных веществ.
В последнее время все более возрастает интерес к использованию комплексных биоорганических и биоминеральных удобрений, ориентированных на повышение биологического потенциала и продуктивности сельскохозяйственных культур [3]. Одними из таких веществ является гуминовые, полученные в результате утилизации (гумификации) растительного сырья. Помимо прочих преимуществ веществ данной группы перед их синтетическими аналогами, они способны накапливать долгосрочные запасы всех элементов питания (в том числе и углеводов) в различных средах; изменять проницаемость клеточных мембран, повышать активность ферментов, стимулировать процессы дыхания, синтеза белков и углеводов; увеличивать содержание хлорофилла и интенсивность фотосинтеза [4]. Все это делает привлекательным использование препаратов данной группы в биотехнологиях высших растений, особенно учитывая то, что гуминовые кислоты хелатируют ионы кальция и других двувалентных элементов, делают более доступными витамины, аминокислоты и фитогормоны благодаря образованию сложноорганических соединений [5]. Производственные испытания препарата из серии лигногумат при получении меристемных растений более чем 10 видов культур позволили выявить ускорение процессов развития меристем в 1,5-2,0 раза и ризогенеза на 20-30 %; увеличения на 50 % количества корней; повышения уровня укоренения мериклонов в почве до 85-90 %.
Исходя из вышеперечисленного, нами было принято решение: изучить возможность повышения регенерационного потенциала эксплантов винограда при помощи коррекции интенсивности освещения, его спектрального состава и добавления в состав питательной среды лигногумата для более эффективного использования лучевой энергии. Ранее мы уже сообщали о некоторых аспектах культивирования винограда in vitro при освещении светом различного спектрального состава низкой интенсивности [6, 7]. Тем не менее, спектральная избирательность изолированных тканей винограда остается слабо изученной, из чего вытекает необходимость продолжения данных исследований.
Исследования проводили на этапе микрочеренкования побегов сорта Фиолетовый ранний на жидкой питательной среде MS в модификации П.Я. Голодриги, В.А. Зленко и др. [8] с добавлением 0,1 мг/л (3-ИУК при температуре воздуха 24-27 °С и относительной влажности воздуха > 70 %. Испытуемое освещение — экспериментальными фотосинтетическими люминесцентными лампами ЛФ 40-4 (оранжевая область спектра, = 611 нм) и ЛФ 40-5 (преобладание лучей в синей области ФАР, « 450 нм) интенсивностью 2*40 и 3×40 Вт; контроль — люминесцентные лампы дневного света ЛД-40 той же интенсивности.
В качестве источника гуминовых веществ использован калийный лигногумат марки AM в концентрациях 0,005; 0,010 и 0,015 г/л. Общее содержание солей гуминовых веществ в сухом веществе данного препарата составляет более 90 %, из них 60-62 % — органические вещества. Массовая доля высокомолекулярных гуминовых кислот — 70-85 % от органики; 15-30 % — низкомолекулярные, в том числе и фульвокислоты. Содержание металлов, являющихся катионами солей гуминовых веществ: калий — 20 %, кальций — 0,5 %; микроэлементы. Препарат не изменяет рН среды, не выпадает в осадок, термо- и фотостабилен.*

*Изготовитель НПО «Реализация экологических технологий».

На каждый вариант опыта (интенсивность освещения + качество света + концентрация лигногумата) было высажено по 10 эксплантов (одноглазковый микрочеренок с прилежащей листовой пластинкой) в 2-3 повторностях; всего в опыте 520 шт. В качестве контрольных выбраны варианты опыта БС (белый свет, лампы ЛД-40) интенсивностью 2 и 3×40 Вт + 0 г/л лигногумата. Статистическая обработка данных проведена по методикам Т. Литгла, Ф. Хиллза [9], Э.М. Менчера, А.Я. Земшмана [10] с использованием программы Stadia при 95 % уровне доверительной вероятности.
Поскольку наряду с последовательной индукцией определенных генетических программ для регенерации наиболее важна морфологическая ориентация в пространстве, то в качестве основных изучаемых показателей были выбраны характеристики развития ризогенной зоны и надземной части растений-регенерантов. Анализ результатов, полученных после 60 дней культивирования, позволяет говорить о следующем.
Максимальное значимое увеличение ризогенной зоны (количество корней х среднюю длину одного корня) по сравнению с контролем отмечено при 0,015 г/л калийного лигногумата на оранжевом и синем освещении интенсивностью 2×40 Вт (29,5 ± 3,8; 25,8 ± 3,4; контроль — 13,3 ± 0,9 см). Достоверного снижения данного показателя по сравнению с контролем не наблюдалось. Однако проведенный многофакторный дисперсионный анализ показал отсутствие влияния организованных факторов и их взаимодействия как на количество, так и на длину образовавшихся корней.
На изменчивость растений по высоте (таблица) большее влияние оказало качество света, нежели лигногумат. При интенсивности лучевого потока 2Х40 Вт наблюдалось их взаимодействие, которое объясняло 25 % вариабельности результативного признака.
Таблица
Влияние качества, интенсивности освещения и концентрации
лигногумата на высоту растений, см

Статья по теме:   ВЕРЕТЕНОВИДНОСТЬ ПОБЕГОВ СОРТА КОЛОМБАР (SPINDLE SHOOT OF COLOMBARD GRAPEVINE)

ВЛИЯНИЕ СВЕТА РАЗНОГО СПЕКТРАЛЬНОГО СОСТАВА НА РОСТ РАСТЕНИЙ КАРТОФЕЛЯ IN VITRO

Транскрипт

1 ИЗВЕСТИЯ ВЕЛИКОЛУКСКОЙ ГСХА УДК : ВЛИЯНИЕ СВЕТА РАЗНОГО СПЕКТРАЛЬНОГО СОСТАВА НА РОСТ РАСТЕНИЙ КАРТОФЕЛЯ IN VITRO Юлия Николаевна Федорова, д. с.-х. н., профессор Надежда Владимировна Лебедева, к. с.-х. н. ФГБОУ ВО «Великолукская государственная сельскохозяйственная академия», Россия, г. Великие Луки Картофель считают светолюбивым растением. Однако по современной фотопериодической классификации растений культурные сорта картофеля относят к короткодневным растениям, т.е. к таким, для развития которых короткий день не является строго обязательным, но в условиях средних широт ускоряет их развитие. У различных сортов картофеля количественная реакция на длину дня бывает разной. Даже при небольшом уменьшении освещения у него отмечаются пожелтение ботвы, вытягивание стеблей, ослабление или полное отсутствие цветения и снижение урожая. Излишне загущенные посадки, как и изреженные, не могут обеспечить высокие урожаи, следовательно, свет является одним из важных факторов окружающей среды. Он выполняет регуляторную функцию в растении, а также выступает в качестве усилителя основных механизмов регулирования морфогенеза. Изменением интенсивности и состава спектра света вызываются определенные изменения в метаболизме и, в конечном итоге, в процессе роста растений. В эксперименте использованы специальные светодиодные панели. Такой свет используется для того, чтобы выращивать картофель и плодоовощную продукцию. Светодиоды, используемые в фитотроне, являются перспективным направлением в выращивании растений, так как дают возможность регулировать спектр светового потока и характеризуются высокой светоотдачей, длительностью рабочего ресурса. Главная задача при производстве оздоровленных растений картофеля это увеличение коэффициента размножения и скорости отрастания после черенкования, поэтому необходимость оптимизации условий выращивания in vitro стоит достаточно остро. В предложенном опыте по действию спектра света на оздоровленный картофель использовались диоды, преимущественно красные и синие. Ключевые слова: картофель, световой спектр, морфогенез, ризогенез. Введение При клональном микроразмножении растений необходимо учитывать влияние различных факторов, как внешних, так и внутренних. К внутренним относятся: генетические, гормональные, физиологические. К внешним физические: температура, свет, влажность, воздухопроницаемость (аэрация). На размножение в пробирочной культуре также оказывают влияние возраст материнского растения, генотип, сезон введения в культуру, величина первичного экспланта. Гормональные факторы отражаются соотношением ауксинов и цитокининов, составом питательной среды и концентрацией в ней минеральных веществ, витаминов, сахарозы, а из физических факторов влияние оказывают плотность среды (жидкая или агари- 2

2 ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ зированная), ее кислотность, спектральный состав света и длительность светового дня, а также относительная влажность и температура окружающего воздуха [2]. Каллусные ткани способны произрастать в условиях слабого освещения или темноте, так как они не фотосинтезируют. Вместе с этим свет выступает как фактор, стимулирующий морфогенез и обеспечивающий активацию процессов вторичного синтеза. В лабораториях в качестве источника света используются люминесцентные лампы. Оптимальными значениями освещенности для травянистых растений являются значения до 1000 лк. Освещенность ниже 300 лк или выше лк подавляет рост и развитие растений. Спектральный состав света и его качество, интенсивность освещенности будут влиять на физиологическое развитие растения, также немалое значение имеет сезонная и суточная динамика [4]. Солнечный свет или тот, который мы получаем при использовании ламп, не является однородным, входящие в него лучи имеют разную длину волны. Из всего спектра для жизни растений важна фотосинтетически активная ( нм) и физиологически активная радиация ( нм). Основными поставщиками энергии для фотосинтеза являются красные ( нм) и оранжевые ( нм) лучи. Они влияют на изменение скорости роста и развития растений их избыток задерживает переход растения к цветению. Лучи ( нм) синего и фиолетового спектра непосредственно участвуют в фотосинтезе, а также стимулируют образование белков и обеспечивают скорость развития растения [6]. Эффективность светодиодных светильников обусловлена их монохроматичным излучением. Фитоактивная часть спектра подбирается непосредственно под культивируемое растение, что дает преимущество в отсутствии излишнего теплового и ультрафиолетового излучения, исключается риск ожогов и обезвоживания, отсутствуют неусвояемые растениями желтый и зеленый цвета [5]. Фитолампы на светодиодах имеют длину волны, необходимую для подсветки растений, синего и красного спектра. Воздействие такой лампы будет отличаться в зависимости от соотношения данных цветов, а также от их мощности. Светодиоды, используемые в фитотронах, являются довольно перспективными в плане их высокой светоотдачи, регулировки спектра излучения, длительного ресурса работы. Но для этого требуется проведение дополнительного анализа воздействия светового излучения на развитие и рост картофеля. При получении безвирусных растений картофеля важной задачей является повышение коэффициента размножения и скорости восстановления растений после пассажа, поэтому главная задача такого исследования оптимизация условий выращивания in vitro [3]. 3

3 ИЗВЕСТИЯ ВЕЛИКОЛУКСКОЙ ГСХА Материал и методы исследований Работа проводилась в лаборатории по клональному микроразмножению растений в годах, путем проведения лабораторных опытов. Целью нашего исследования являлось выявление влияния спектрального состава света на развитие растений картофеля в культуре in vitro. Для чего были поставлены следующие задачи: оценить сорта картофеля разного срока созревания по скорости отрастания при различном освещении; изучить процесс ризогенеза при выращивании растений картофеля на белом и сине-красном световых спектрах. Для этого в опыте изучались мини-растения сортов Кардинал, Чароит и Сударыня [1]. На стандартной питательной среде выращивали растения картофеля. Выделяли по 40 эксплантов растений картофеля в 3-кратной повторности. Регенерацию отмечали на 20-й день с появлением корешков и 2-3 междоузлий. Отбраковывали экспланты с признаками корневого ризогенеза. Растения выращивались на стеллажах с лампами различного типа люминесцентными и светодиодными. Результаты и обсуждение Изолированные меристемы используются для освобождения от вирусов при введении картофеля в культуру in vitro и его дальнейшего размножения. Процесс черенкования основан на подавлении апикального доминирования, при удалении верхушечного побега и высвобождении пазушных меристем, из которых в дальнейшем развиваются растения на питательной среде. Согласно результатам наших исследований, регенерация на 7-й день наблюдается у сортов Чароит и Сударыня при изучении всех видов света и составляет %. У сорта Кардинал процент отрастания при светодиодном освещении равнялся 95%, при люминесцентном освещении наблюдается начало формирования междоузлий. На 7-й день у сорта Кардинал развивается наибольшее количество междоузлий при люминесцентном освещении. У сорта Чароит на седьмой и четырнадцатый день лучшие результаты по количеству междоузлий были при светодиодном освещении. У сорта Кардинал лучший результат по числу междоузлий был при люминесцентном освещении. На 21-й день у сорта Сударыня наибольшее количество междоузлий было отмечено при выращивании на светодиодном стеллаже и равнялось 8,3, что превышало стандарт на 1,2 По высоте растений на 21-й день выделилось светодиодное освещение, при котором наблюдались лучшие результаты (Чароит 11,1 см, Кардинал 20,2 см). Согласно нашим данным, на морфогенез растений картофеля сортов Чароит и Кардинал в условиях in vitro положительное влияние оказало светодиодное освещение (таблица 1). 4

Статья по теме:   Шиава гросса - виноград

4 растений с междоузлиями, % растений с междоузлиями, % высота растений, см высота растений, см ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ Таблица 1 Развитие междоузлий у сортов картофеля в условиях in vitro при различных типах освещения Сорт Вариант освещения 7-й день 14-й день 21-й день ± St Чароит Люминесцентное 100 2, ,8 7,1 10, , ,0 7,0 11,1-0,1 +0,5 Сударыня Люминесцентное 100 1, ,2 4,3 8,5-2,8-2, , ,9 8,3 19,2 +1,2 +8,6 Кардинал Люминесцентное 100 4, ,5 6,8 10,3-0,3-0,3 95 3, ,2 9,8 20,2 +2,7 +9,6 НСР 05 2,67 12,24 Изучаемые в опыте светодиоды вызывают положительную реакцию у сорта Чароит: на 7-й и 14-й день по количеству междоузлий картофель данного сорта превышает контрольный вариант. На 21-й день сложившаяся ситуация меняется, и он начинает уступать по количеству междоузлий стандарту, однако положительная динамика по высоте растений сохраняется. У сорта Кардинал светодиодное освещение также оказало положительное влияние на рост и развитие междоузлий, высоту растений. Таким образом, превышение стандарта составило по количеству междоузлий +2,7 в среднем на растение, по высоте растений +9,6 см. Дисперсионный анализ данных подтверждает положительное влияние светодиодного освещения на развитие растений: количество междоузлий, высоту растений и проходящие в них процессы ассимиляции и диссимиляции. Важным моментом при клональном микроразмножении является коэффициент размножения растений. Он зависит от высоты растения и количества междоузлий, так как при черенковании на новую питательную среду переносится кусочек стебелька с почкой, прикрытой листочком. Согласно данным таблицы 1 коэффициент размножения у сорта Чароит при люминесцентном освещении [St.] равен 7,1; светодиодном 7,0; Сударыня 4,3 и 8,3 соответственно. У сорта Кардинал при люминесцентном освещении 6,8, при светодиодном 9,8. 5

5 ИЗВЕСТИЯ ВЕЛИКОЛУКСКОЙ ГСХА Анализируя связь между длиной корневой системы и высотой растений, можно выделить наибольшую зависимость у сорта Кардинал при люминесцентном освещении [r=0,73], у сорта Чароит на среде при светодиодном освещении [r=0,62]. Зависимость между числом корней и числом междоузлий более слабая, но у сорта Кардинал на среде при светодиодном освещении коэффициент корреляции равен 0,87, то есть у этого сорта и на этой среде изменение одного признака объясняет изменение другого. Через 7 дней у сорта Чароит при люминесцентном освещении [St] наблюдалось у 85% растений отрастание корней, при других видах освещения 100%-ное отрастание. У сорта Кардинал при светодиодном освещении отрастание корней было отмечено у всех растений от 80 до 90%. Изучаемое в опыте освещение неоднозначно влияло на число и длину корней у сортов картофеля Чароит и Кардинал. На сорте Чароит при светодиодном освещении наблюдается положительная тенденция на 7-й, 14-й и 21-й дни по числу и длине корней. Так, например, на 7-й день было отмечено 4,4, что превышало стандарт на 2,3, на 21-й день число корней было 5,8, а длина 17,3 см, что превышало стандарт на 2,3 см. У сорта Сударыня при люминесцентном освещении на 7-й, 14-й и 21-й дни наблюдалось превышение стандарта по числу корней, но длина корней на 21-й день уступала на 1,0 см. Максимальный эффект по числу корней за время изучения у сорта Сударыня был отмечен при выращивании на красно-синем спектре. По длине корней на этой среде было отмечено превышение стандарта на 21-й день на 7,8 см. Тенденцию развития корней можно увидеть в таблице 2. Наибольшее число корней у сортов Сударыня и Кардинал на конечном этапе отмечено при светодиодах, что полностью оправдывает их применение, как стимулирующее корнеобразование. У сорта Кардинал не было существенной разницы между освещениями и стандартом по числу корней. По длине корней растения изучаемого сорта показали небольшое снижение исследуемого показателя по сравнению со стандартом: -0,3 по числу корней, и -0,1 см по их общей длине. При пересадке растений большое значение имеет развитие корней. Мы предположили, что существует зависимость между высотой растения и длиной корней. Наибольший коэффициент корреляции у сорта Кардинал при светодиодном освещении [r=0,74], у сорта Сударыня зависимость более слабая, но наиболее выражена при белом свете [r=0,67]. Выводы При выращивании картофеля в культуре in vitro отмечено положительное влияние светодиодного освещения на растения. Максимальная прибавка по количеству междоузлий и высоте растений составляет от +2,7 до +9,6 см на растение (сорт Кардинал), по количеству и длине корней соответственно +1,3 и +7,8 см (сорт Сударыня). 6

Оптимизация условий освещения при культивировании микроклонов Solanum tuberosum L. сорта Луговской in vitro Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Головацкая Ирина Феоктистовна, Дорофеев Вячеслав Юрьевич, Медведева Ирина Евгеньевна, Никифоров Павел Евгеньевич, Карначук Раиса Александровна

Исследовано действие досветки красным, синим и белым светом на морфогенез растений картофеля сорта Луговской in vitro. Выявлены неоднозначные ростовые реакции на свет пробирочных растений в течение субкультивирования. Показана эффективность применения досветки красным светом , при действии которого наблюдали наибольший прирост сухой массы побега, увеличение поверхности листьев верхних ярусов, содержания фотосинтетических пигментов и коэффициента размножения. Результаты проведенных исследований могут быть применимы в оптимизации режима культивирования микроклонов картофеля in vitro, а также в условиях гидропонного культивирования с целью успешной адаптации растений in vivo, сокращения вегетационного периода и усиления продукционного процесса для получения максимального выхода оздоровленных мини-клубней.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Головацкая Ирина Феоктистовна, Дорофеев Вячеслав Юрьевич, Медведева Ирина Евгеньевна, Никифоров Павел Евгеньевич, Карначук Раиса Александровна

Optimization of illumination conditions in cultivation process of Solanum tuberosum L. cv. Lugovskoy microcuttings in vitro

The method of isolating apical meristems and obtaining from them virus-free regenerants is the main way to make potato plants free from pathogens. Further cultivation of the improved potato in hydroponics allows obtaining virus-free tubers, thereby solving the problems of modern seed-growing of this crop. The in vitro cultivation of micropropagated plants is carried out at artificial light. In this connection it is necessary to choose a light regime to optimize the growth processes of microcuttings. The effect of additional irradiated with red, white and blue light on the morphogenesis of potato cv. Lugovskoy in vitro was investigated. Different growth reactions of micropropagatedplantlets during subcultivation were revealed. The influence of the correction of white light on the formation of root, shoot and the photosynthetic apparatus of Solanum tuberosum L . cv. Lugovskoy plantlets in the process of cultivation in vitro was studied. The supplementary lighting with blue, red and white light was used. The greatest increase in dry weight of shoots was observed in plants under red light . At the same time, the blue light inhibited or changed the direction of synthetic processes in the shoot, causing a decrease in its dry biomass. Red light increased the root volume and the total area of leaves, compared with the action of the blue light . Irradiating with blue light increased the area of leaf surface 3-5 tiers, whereas irradiating with a white and red light the area of 6-9 tiers, while the smallest number of tiers was formed under blue light conditions. The levels of chlorophyll a, chlorophyll b and carotenoids were increased at red and blue light compared with a content of pigments under white light. Red and blue light played an important photoregulation role in the growth and morphogenic responses of potato plants, both at the shoot and root system. Specific effect of light of different spectral composition on morphogenesis of microcuttings potato cv. Lugovskoy should be considered for optimizing cultivation regime in vitro. The practical significance of the research results is to use the method of irradiating with selective light at work to develop virus-free potato micropropagated plants with a view to accelerating the growth in vitro, the successful adaptation of plants in vivo, the reduction of the vegetation period and the increase in productive process for obtaining the maximum output of the improved minitubers in the conditions of hydroponics.

Статья по теме:   Кечкемет кинче - виноград

Текст научной работы на тему «Оптимизация условий освещения при культивировании микроклонов Solanum tuberosum L. сорта Луговской in vitro»

Вестник Томского государственного университета. Биология. 2013. № 4 (24). С. 133-144

физиология и биохимия РАСТЕНИЙ

И.Ф. Головацкая, В.Ю. Дорофеев, Ю.В. Медведева, П.Е. Никифоров, Р.А. Карначук

Томский государственный университет (г. Томск)

оптимизация условий освещения ПРИ КУЛЬТИВИРОВАНИИ МИКРОКЛОНОВ Solanum tuberosum L. СОРТА ЛУГОВСКОЙ in vitro

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ (грант № 11-04-98090-р_сибирь_а) и Госзадания Минобрнауки РФ (№ РК 01201256295).

Исследовано действие досветки красным, синим и белым светом на морфогенез растений картофеля сорта Луговской in vitro. Выявлены неоднозначные ростовые реакции на свет пробирочных растений в течение субкультивирования. Показана эффективность применения досветки красным светом, при действии которого наблюдали наибольший прирост сухой массы побега, увеличение поверхности листьев верхних ярусов, содержания фотосинтетических пигментов и коэффициента размножения. Результаты проведенных исследований могут быть применимы в оптимизации режима культивирования микроклонов картофеля in vitro, а также в условиях гидропонного культивирования с целью успешной адаптации растений in vivo, сокращения вегетационного периода и усиления продукционного процесса для получения максимального выхода оздоровленных мини-клубней.

Ключевые слова: Solanum tuberosum L.; микроклонирование; красный свет; синий свет; фотосинтетические пигменты; морфогенез.

В последнее время происходит снижение урожайности важнейшей продовольственной культуры — картофеля. Прежде всего это связано с неблагоприятно сложившимися фитопатологическими особенностями регионов возделывания этой культуры и, следовательно, с утратой высококачественного семенного материала. В основе повышения качества семенного картофеля прежде всего лежит использование высокоурожайных сортов, биологические особенности которых соответствуют условиям Западной Сибири. Среди них достойное место занимает картофель сорта Луговской — среднеспелый, столовый сорт, отличающийся устойчивостью к раку, относитель-

ной устойчивостью к фитофторозу и парше обыкновенной, средней устойчивостью к вирусам и черной ножке, высокой урожайностью и повышенным содержанием крахмала [1]. Другим способом повышения качества семенного материала служит получение безвирусных растений и в дальнейшем без-вирусных мини-клубней. Увеличение количества оздоровленного материала осуществляют через микроразмножение растений картофеля in vitro.

Метод выделения апикальных меристем и получения из них безвирус-ных микроклонов служит основным способом освобождения растений картофеля от патогенов. Дальнейшее выращивание оздоровленных растений картофеля в гидропонике обеспечивает получение безвирусных клубней, тем самым решая проблемы современного семеноводства этой сельскохозяйственной культуры.

В ходе вегетативного размножения микроклонов их черенки культивируют в условиях in vitro при искусственном освещении. Поскольку свет является определяющим фактором в оптимизации ростовых процессов растений, возникает необходимость в выборе светового режима. Ранее нами показано, что селективный свет неоднозначно регулирует ростовые и синтетические процессы в растениях на разных стадиях их онтогенеза in vivo и in vitro [2-7]. Полученные результаты дают основание для дальнейших исследований по разработке оптимального режима освещения при культивировании микроклонов растений картофеля.

Цель исследований — изучение влияния коррекции белого света на формирование корня, побега и фотосинтетического аппарата микроклонов картофеля сорта Луговской в процессе его культивирования in vitro.

Материалы и методики исследования

Исходные оздоровленные материнские микроклоны картофеля Solanum tuberosum L. сорта Луговской были получены из апикальных регенерантов и культивированы под белым светом в течение 25 сут, после чего были ми-кроклонально размножены в стерильных условиях ламинарного бокса. Экс-планты второго порядка — черенки исходных растений — состояли из части стебля с листовым узлом. Для чистоты эксперимента прилегающий к апексу узел исходных растений не использовали для получения микроклонов, а сами микроклоны имели одинаковую площадь листовой пластинки и длину стеблевой части.

Микроклональное размножение пробирочных растений S. tuberosum L. осуществляли с помощью черенкования на агаризованной питательной среде Мурасиге — Скуга. Черенки культивировали при температуре 20-22°С в пробирках на белом свету, выравненном по падающим квантам фотосинтетически активной радиации (ФАР) и равном 250±50 мкмоль/м2с, как и в случае культивирования апикальных регенерантов и материнских микроклонов. Для эксперимента были отобраны 90 микроклонов, из которых сформировали 3 группы

по 30 растений и поместили в разные условия досветки на фоне белого света, полученного от люминесцентных ламп фирмы «OSRAM» (Германия). Коррекцию фона проводили за счет дополнительной досветки селективным светом (синий или красный свет) или увеличения интенсивности имеющего светопо-тока (белый свет) с интенсивностью 100±30 мкмоль фотонов/м2с. Источниками синего и красного света служили лампы фирмы «Philips» (Нидерланды), спектральные характеристики которых получены с помощью спектрометра Ava-Spec 20-48-2 («Avantes», Нидерланды) и представлены на рис. 1.

В процессе культивирования микроклонов картофеля в период со 2-х до 27-х сут измеряли ростовые (длина побега и корней растений, количество ярусов листьев, количество и объем корней, сырая и сухая масса органов и целого растения, площадь листовой поверхности) и биохимические (содержание фотосинтетических пигментов) параметры. Площадь листовой поверхности растений определяли с помощью программы Moticam 2300 (Испания). Содержание хлорофиллов а и b, каротиноидов определяли спектрофотометрически в 96%-ных спиртовых экстрактах растительного материала [8].

Источники:

http://vinograd.info/stati/stati/vliyanie-intensivnosti-spektralnogo-sostava-osvescheniya-i-kaliynogo-lignogumata-na-regeneracionnuyu-sposobnost-vinograda-in-vitro.html
http://docplayer.ru/53840198-Vliyanie-sveta-raznogo-spektralnogo-sostava-na-rost-rasteniy-kartofelya-in-vitro.html
http://cyberleninka.ru/article/n/optimizatsiya-usloviy-osvescheniya-pri-kultivirovanii-mikroklonov-solanum-tuberosum-l-sorta-lugovskoy-in-vitro

Ссылка на основную публикацию

Adblock
detector
×
×