Ускорение процессов адаптации in vivo и развития микросаженцев винограда на ионообменном субстрате

Размещено на http://www.allbest.ru/

УСКОРЕНИЕ ПРОЦЕССОВ АДАПТАЦИИ IN VIVO И РАЗВИТИЯ МИКРОСАЖЕНЦЕВ ВИНОГРАДА НА ИОНООБМЕННОМ СУБСТРАТЕ

Олешук Е.Н., Янчевская Т.Г.

Подобраны оптимальные по механическому и композиционному составу структурных элементов ионитные почвы для адаптации саженцев винограда, полученных методом микроклонального размножения. Оценены сорта винограда Бианка и Кристалл по способности к адаптации на ионообменном субстрате Триона. Выявлены особенности влияния сорта и условий минерального питания на приживаемость растений in vivo и динамику их последующего роста и развития.

Культура винограда стремительно продвигается на север. Благодаря успехам селекции в последние десятилетия виноград осваивает новые регионы. Успешно развивается виноградарство на севере США, в Канаде, в Прибалтике и в скандинавских странах Европы. Перспективным представляется возделывание винограда в Беларуси. На первых этапах развития виноградарства актуальной проблемой является освоение современных методов и технологий ускоренного размножения новых сортов для закладки маточных насаждений и сортоиспытательных участков.

В современных технологиях ускоренного вегетативного размножения растений, например, при микроклональном размножении, при культивировании безвирусного посадочного материала в системе питомниководства нередко возникают трудности при пересадке саженцев, полученных в культуре in vitro, на почвы минерального или органического состава при их адаптации in vivo к принципиально новым условиям выращивания [1].

Ионообменный субстрат Триона является полноценной высокопродуктивной питательной средой (почвой) для выращивания растений в искусственных условиях закрытых помещений, не требующей внесения удобрений в течение всего срока использования. Позволяет стабилизировать минеральное питание растений в течение длительного времени. Содержит все необходимые для развития растений элементы минерального питания в легкодоступном для растений виде: в обменной осмотически неактивной форме. Благодаря тому, что ионообменный субстрат Триона представляет собой минеральную почву, состоящую из смеси неорганических компонентов (ионитопоника), в которой отсутствуют углеводные источники питания микроорганизмов, он является биологически стерильной питательной средой для культивации оздоровленных от вирусов и болезней растений в искусственных контролируемых условиях.

Ионообменный субстрат Триона прошел научные и производственные испытания и в настоящее время применяется при получении безвирусного посадочного материала в системе первичного семеноводства картофеля [2]. Хорошо зарекомендовал себя субстрат в наших исследованиях также в качестве питательной среды при переводе адаптируемых стерильных регенерантов березы чернокорой (Betula obscura K.) и различных форм березы карельской (B. pendula Roth, var. carelica) из стерильных условий in vitro в нестерильную культуру ех vitro [3-4]. В полном объеме преимущества ионитных почв могут быть реализованы правильным подбором субстрата с оптимизацией минерального питания для конкретной культуры, а также разработкой методики культивирования сортов для их ускоренного размножения. Предполагается, что применение ионообменных субстратов позволит эффективно и комплексно решать задачи по ускоренному размножению новых, особо ценных и перспективных сортов винограда.

Целью работы являлось изучение особенностей адаптации и роста микросаженцев винограда, полученных в культуре in vitro, в условиях оптимизации минерального питания in vivo на ионообменном субстрате многоразового использования Триона.

Объекты и методы исследований

Для исследований нами выделены два сорта технического направления Бианка (Bianka) и Кристалл (Kristall), которые сочетают в себе высокую урожайность и стабильность плодоношения с устойчивостью к морозу и основным болезням виноградной лозы. Выращивание саженцев in vitro обеспечивает достаточно высокий коэффициент размножения и экономически оправдано на этапе начального размножения новых сортов при отсутствии маточников в полевых условиях. Использование ионообменных субстратов позволяет оптимизировать минеральное питание растений, их водный режим, и тем самым повышает коэффициент приживаемости саженцев in vivo.

Поскольку перед нами не стояла задача оздоровления, при введении образца в культуру in vitro мы использовали крупного размера экспланты (часть побега с 1-2 листьями). При размножении микрочеренкованием приходится считаться с особенностями винограда как древовидной лианы - не все черенки дают побег одновременно, как это имеет место, например, для картофеля. У винограда в большей степени выражено апикальное доминирование. Если черенок взят не из верхушечной части побега, то его развитие (укоренение и побегообразование) в биологической пробирке отстает. Часть черенков не дает побегов совсем. Детально остановиться на всех моментах, связанных с культивированием растений in vitro, не позволяют рамки данного сообщения. Общие положения подробно освещены как в зарубежных, так и в отечественных руководствах. Для введения в культуру in vitro мы остановились на стандартной прописи, основанной на неорганических компонентах по Мурасиге и Скугу с введением ИУК в концентрации 0,2 мг/л [5, 6].

Перевод растений в культуру in vivo

Растения винограда из стерильной пробирочной культуры пересаживали в ионообменный субстрат для адаптации к естественным условиям минерального питания. Перевод саженцев винограда в культуру in vivo проводили, когда в биологической пробирке (культуральном сосуде) у большинства из эксплантов активировался процесс ризогенеза, и у них на момент пересадки образовалось не менее 4-5 листьев. Для пробирочных растений винограда создавали среду, максимально приближенную к условиям in vitro по влажности, но при этом осуществлялся перевод саженцев на собственно-корневое питание. Поскольку без влажной камеры нежные ткани листочков винограда вянут и некротизируют, пробирочные растения высаживали на субстрат в специальные закрытые контейнеры (пластиковые коробки размером 21х21х9 см с прозрачной крышкой) с оптимальными условиями влажности (около 95-100%) и освещенности (рис. 1). В качестве контроля использовали предварительно простерилизованный органо-минеральный субстрат, состоящий из структурной почвы, торфа и перлита (в соотношении 1:2:2).

Высокую влажность в контейнере поддерживали путем однократного в течение суток опрыскивания растений из пульверизатора. При этом осуществлялся и одновременный полив. Для того чтобы не нарушить стерильность ионообменного субстрата внесением органического вещества, корневую систему пробирочных растений отмывали от остатков агаровой среды в 0,3% растворе КМ_nО₄. Коробки с пересаженными растениями помещали под источники искусственного света (15 kLux при 16-часовом фотопериоде). Температуру в камере поддерживали в пределах 23-25⁰С.

Рисунок 1 - Саженцы винограда in vivo в пластиковом контейнере

Результаты работы и их обсуждение

В ходе исследований установлено, что сорта Бианка и Кристалл проявляют высокую способность к адаптации in vivo на ионообменном субстрате Триона. Процесс адаптации к новым условиям у растений винограда, полученных методом микроклонального размножения, занимает 10-14 суток на ионообменном субстрате Триона и 21-25 суток в органо-минеральной почве. Активизация ростовых процессов проявляется визуально и отмечается пробуждением почек и началом образования новых листьев.

В таблице 1 отражены основные данные проведенных исследований, которые показывают динамику развития саженцев по сортам.

Как видно из таблицы 1 на ионообменном субстрате Триона саженцы винограда не только раньше, чем на традиционных субстратах, проходят процесс адаптации и возобновляют рост, но имеют ускоренную динамику развития в дальнейшем.

Таблица 1 - Динамика развития саженцев винограда

Благодаря благоприятному для винограда водно-воздушному режиму и высокому содержанию биогенных элементов на ионообменном субстрате Триона рост и темпы развития виноградных растений опережают контрольные на 10-15 суток. В отдельных случаях из почек развивается по несколько побегов, они отличаются высокой энергией и скоростью роста. В конечном итоге саженцы сорта Бианка на ионообменном субстрате Триона имели приживаемость 87,5% (контроль - 50,0%), а у сорта Кристалл приживаемость составила 75,0% (контроль - 37,5%).

Более значимое влияние на приживаемость растений имеет различная степень развития саженцев к моменту их перевода из пробирки на корневое питание. Установлено, что худшая приживаемость наблюдается у растений, имеющих недоразвитую (сорт Кристалл) или переросшую и сильно переплетенную в культуральном сосуде корневую систему (сорт Бианка), которая травмируется при пересадке.

Сортовые различия выявлены в меньшей степени и проявляются опосредованно. Влияние сорта здесь неоднозначно и связано с общим физиологическим состоянием растений (с различными темпами развития) разных сортов в культуральных сосудах in vitro к моменту пересадки.

После адаптации саженцев и возобновления их активного роста (на 30 сутки культивирования в пластиковом контейнере) растения винограда повторно пересаживали в отдельные сосуды для их доращивания и получения саженцев с закрытой корневой системой. Все полученные растения винограда без видимого стресса перенесли повторную пересадку и на 2-4 сутки возобновили рост, показав при этом 100% приживаемость.

Ионообменный субстрат Триона показал себя как полноценная и надежная среда для адаптации растений винограда, полученных при микроклональном размножении. Он позволяет значительно ускорить процесс адаптации растений in vivo и способствует динамичному развитию саженцев на всех этапах. Ионообменный субстрат Триона имеет хорошие перспективы для широкого использования в современных технологиях ускоренного размножения растений.

почва виноград ионообменный саженец

Литература

1 Джигадло Е.Н., Джигадло М.И. Микроклональное размножение сортов и подвоев вишни/ Материалы международной научной конференции «Современное плодоводство: состояние и перспективы развития». 2005 г. Т. 17, ч. 2. - С. 200.

2 Янчевская Т.Г. Ионитопонная технология для первичного семеноводства картофеля // Картофель и овощи. - 2002, № 1. С. 31-32.

3 Олешук Е.Н., Янчевская Т.Г. Исследование эффекта последействия цеолитсодержащего ионообменного субстрата Триона на темпы развития саженцев винограда // Материалы 6-й Международной конференции «Регуляция роста, развития и продуктивности растений». Минск, 28-30 октября 2009 г. - С. 117.

4 Обуховская Л.В., Макарова Т.Б., Олешук Е.Н. Влияние различной освещенности и обработки «БИОНОРМОМ-В» на скорость адаптации регенерантов разных видов и форм берез к нестерильным условиям выращивания // Материалы 6-й Международной конференции «Регуляция роста, развития и продуктивности растений». Минск, 28-30 октября 2009 г. - С. 116.

5 Зленко В.А., Котиков И.В., Трошин Л.П. Размножение оздоровленого посадочного материала винограда в культуре in vitro // Садоводство и виноградарство. - 2005. - № 1 - С. 21-23.

6 Бургутин А.Б., Бутенко Р.Г., Катаева Н.В., Голодрига П.Я. Быстрое клональное размножение виноградного растения // С.-х. биология. - 1983. - № 7. - С. 48-50.

Размещено на Allbest.ru