Приживаемость меристем, выделенных из почек надземного ползучего побега земляники садовой (Fragaria ananassa Duch.), при введении в культуру in vitro
Оценка влияния различных вариантов стерилизации меристем на приживаемость эксплантов земляники садовой, полученных из меристем апикальных почек ползучего укореняющегося побега. Клональное микроразмножение растений. Биотехнологические приемы в садоводстве.
| Рубрика | Сельское, лесное хозяйство и землепользование |
| Вид | статья |
| Язык | узбекский |
| Дата добавления | 27.06.2021 |
| Размер файла | 60,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Приживаемость меристем, выделенных из почек надземного ползучего побега земляники садовой (Fragaria ananassa Duch.), при введении в культуру in vitro
Бураменская М.В., Бородий С.А., Толоконцев Д.В.
Костромская государственная сельскохозяйственная академия
Аннотация
Предмет исследования -- земляника садовая (Fragaria х ananassa Duch.) сортов «Мишутка», «Привлекательная», «Красный берег», «Элиани», «Хоней», «Эльсанта», «Флора», «Альбион». Цель исследования: оценка влияния различных вариантов стерилизации и типов меристем на приживаемость эксплантов земляники садовой. Исследования проводили в 2018...2019 гг. на базе лаборатории биотехнологии растений ФГБОУ ВО Костромская ГСХА. В результате установлено, что приживаемость эксплантов, полученных из меристем апикальных почек надземного ползучего укореняющегося побега, на 6,34% выше, чем из пазушных. Оптимальная продолжительность стерилизации эксплантов -- 10 минут. Для введения в культуру земляники садовой рекомендуем использовать меристемы апикальных почек ползучих побегов донорного растения, стерилизованных в течение 10 минут в 5%-ном водном растворе препарата «НИКА-экстра М», что обеспечивало приживаемость 73,0% эксплантов in vitro в питательной среде Мурасиге-Скуга с добавлением 6-БАП (0,5 мг/л), с фотопериодом 16 часов и температурой воздуха 22,0 ±2,0 °С.
Ключевые слова: ЗЕМЛЯНИКА САДОВАЯ, FRAGARIA ANANASSA, ВВЕДЕНИЕ В КУЛЬТУРУ ТКАНЕЙ, СТЕРИЛИЗАЦИЯ, ПРИЖИВАЕМОСТЬ ЭКСПЛАНТОВ
Введение
Земляника садовая является распространенной культурой благодаря ценным диетическим качествам и экологической пластичности. В настоящее время введение в культуру тканей и оздоровление земляники садовой является ключевым моментом при производстве посадочного материала, так как позволяет в сжатые сроки получить необходимое количество безвирусных и генетически однородных растений.
Известно, что на приживаемость эксплантов влияет размер меристемы, календарный срок введения в культуру, химический состав препарата и продолжительность стерилизации исходного материала. Влияние оказывают и генотипические различия, обусловленные сортом [1, 2, 3].
Выделение изолированной меристемы размером менее 0,4...0,5 мм, как правило, позволяет освободить эксплант от вирусной инфекции. По мнению исследователей, это обусловлено тем, что в меристемах отсутствует проводящая ткань, поэтому вирусные агенты мигрируют по растению более медленно, используя симпластную и апопластную транспортные системы растения [4, 5].
В промышленном производстве безвирусного посадочного материала земляники садовой основным показателем эффективности является объем производства посадочного материала и его себестоимость, зависящие от количества прижившихся эксплантов, стоимости препаратов для стерилизации и производительности труда.
Jemmali и др. установили морфологические и гормональные различия между эксплантами земляники, полученными из почек различного расположения на растении. В своем исследовании они отметили, что экспланты, полученные из апикальных почек, имели больший коэффициент размножения и более высокое содержание цитокининов сравнительно с эксплантами из пазушных [6].
Для стерилизации исходного материала земляники обычно применяется относительно недорогой гипохлорит натрия (№ОС1), обладающий бактерицидной и противовирусной активностью. Препарат «НИКА-экстраМ» (алкилдиметил бензиламмоний хлорид) эффективен против грамположительных и грамотрицательных бактерий, ряда вирусов, грибковых заболеваний, плесневых грибков и обычно используется для стерилизации медицинских инструментов, поверхностей предметов. Публикаций по применению этого препарата на землянике нами не обнаружено.
Продолжительность экспозиции растительного материала в дезинфицирующем растворе рекомендуется от 10 до 20 минут, поскольку длительное воздействие на растительные клетки приводит к их гибели, а недостаточное -- не освобождает от инфекции [1].
В связи с вышеизложенным цель исследования заключается в оценке влияния различных вариантов стерилизации исходного материала материнских растений и типов меристем на приживаемость эксплантов земляники садовой.
Объекты, материалы и методы исследований
Исследования проводили в 2018...2019 гг. на базе лаборатории биотехнологии растений ФГБОУ ВО Костромская ГСХА Костромского района Костромской области. Объектом исследования являлась земляника садовая сортов «Мишутка», «Привлекательная», «Красный берег», «Элиани», «Хоней», «Эльсанта», «Флора», «Альбион». Ежегодно в начале июня из растений каждого сорта выделяли по 30 пазушных и 30 апикальных меристем из надземных ползучих побегов (рис. 1).
Рис. 1. Схема морфологического строения растения земляники садовой (Fragaria х ananassaDuch.). Надземный ползучий побег: 1 -- пазушная почка; 2 -- апикальная почка. 3 -- укоренившаяся розетка
Отделенные от растения побеги помещали на 20 минут в раствор моющего средства Вошев (1 капля на 100 мл воды) с последующим многократным промыванием стерилизованной дистиллированной водой. Далее стерилизацию исходного материала проводили в зависимости от варианта опыта:
1. Гипохлорит натрия 5%-ный водный раствор, экспозиция 10 минут (контроль).
2. Гипохлорит натрия 5%-ный водный раствор, экспозиция 20 минут.
3. «НИКА-экстра М» 5%-ный водный раствор, экспозиция 10 минут.
4. «НИКА-экстра М» 5%-ный водный раствор, экспозиция 20 минут.
5. «НИКА-экстра М» 10%-ный водный раствор, экспозиция 10 минут.
6. «НИКА-экстра М» 10%-ный водный раствор, экспозиция 20 минут.
После стерилизации растительный материал промывали в стерильной дистиллированной воде в течение 20 минут. Изоляцию меристем размером 0,5 мм проводили при помощи стереомикроскопа и препаровальной иглы. Экспланты помещали in vitro на питательную среду Мурасиге и Скуга [7] с добавлением 0,5 мг/л 6-БАП и культивировали в условиях световой комнаты с 16-часовым фотопериодом и температурой 22 ± 2 °С. Все работы производили в стерильных условиях ламинар-бокса.
Приживаемость эксплантов учитывали на тридцатые сутки культивирования. Математическую обработку результатов проводили на основе усредненных по сортам данным.
Результаты исследований
Анализ результатов исследования проводился по приживаемости эксплантов в зависимости от места расположения почки на побеге растения, ассортимента, концентрации и продолжительности экспозиции в препарате, применявшемся для стерилизации.
Расположение почки на стебле. В результате исследования установлено, что регенерационная способность эксплантов из меристем апикальных почек превышала таковую сравнительно с пазушными, в среднем по опыту, на 6,34%, в том числе при экспозиции 10 минут -- на 5,57%, 20 минут -- 7,12% (табл. 1). Исключение наблюдалось только в контрольном варианте, где приживаемость эксплантов из обоих типов почек была практически одинакова.
Судя по данным предыдущих исследователей [8], наблюдавшийся эффект связан с проявлением апикального доминирования, когда присутствие верхушечной почки подавляет активность боковых в результате синтеза в ней ауксинов и последующего транспорта их к основанию стебля. Следовательно, повышенная концентрация ауксинов и пониженное содержание цитокининов в пазушных почках препятствует процессам инициации и роста побегов растений, несмотря на присутствие цитокининов в питательной среде in vitro.
Таблица 1. Приживаемость эксплантов земляники садовой (Fragaria х ananassa БисЬ) в зависимости от вариантов стерилизации, среднее за 2018...2019 гг.
|
Вариант стерилизации |
Приживаемость эксплантов, % |
В среднем по концентрации ** |
||||
|
Стерилизующий агент |
Концентрация, %/экспозиция, минуты |
пазушные |
апикальные |
±, %* |
||
|
Гипохлорит натрия (контроль) |
5/10 |
66,67 |
66,67 |
0,00 |
63,73 / 64,89 |
|
|
Гипохлорит натрия |
5/20 |
60,78 |
63,11 |
2,33 |
||
|
«НИКА-экстра М» |
5/10 |
60,78 |
73,03 |
12,25 |
58,07 / 69,50 |
|
|
«НИКА-экстра М» |
5/20 |
55,36 |
65,96 |
10,60 |
||
|
«НИКА-экстра М» |
10/10 |
57,80 |
62,26 |
4,46 |
53,90 / 60,34 |
|
|
«НИКА-экстра М» |
10/20 |
50,00 |
58,42 |
8,42 |
||
|
В среднем по опыту и экспозиции |
58,57 |
64,91 |
||||
|
В среднем по экспозиции 10 минут |
61,75 |
67,32 |
||||
|
В среднем по экспозиции 20 минут |
/></;; |
55,38 |
62,50 |
Примечание: * -- разница приживаемости эксплантов апикальных меристем относительно пазушных; ** -- приживаемость эксплантов (числитель -- пазушных, знаменатель -- апикальных).
Учитывая, что цитокинины снимают апикальное доминирование и индуцируют развитие пазушных почек [5, 8], можно сделать предположение, что использование питательных сред с повышенным относительно стандартного содержанием цитокининов позволит преодолеть негативный эффект и увеличить приживаемость и регенерационную способность пазушных эксплантов.
Продолжительность экспозиции. Увеличение продолжительности экспозиции с 10 до 20 минут отрицательно действовало на приживаемость эксплантов. В среднем по опыту этот показатель снижался на 5,60% (пазушные -- на 6,37, апикальные -- на 4,82%). Следует отметить, что угнетающее действие продолжительности экспозиции на экспланты из апикальных меристем было выражено несколько слабее.
Ассортимент и концентрация стерилизующего препарата. При сравнении эффективности препаратов в концентрации 5% (независимо от продолжительности экспозиции) наблюдалось снижение процента приживаемости эксплантов пазушных почек при стерилизации их препаратом «НИКА-экстра М». Однако этот же препарат оказал положительный эффект, сравнительно с гипохлоритом натрия, на приживаемость эксплантовиз апикальных меристем.
Препарат «Ника-экстра М» при увеличении концентрации проявлял отрицательный эффект на приживаемость. Угнетающее действие повышения концентрации наблюдалось сильнее у апикальных эксплантов (9,16%), нежели у пазушных (4,17%).
В целом по опыту наибольший выход стерильных прижившихся эксплантов (73,03%) был получен при обработке апикальных эксплантов препаратом «НИКА-экстра М» (5%) в течение 10 минут. Во всех вариантах опыта, независимо от типа почек и состава дезинфицирующего препарата, стерилизация в течение 10 минут была предпочтительнее 20-минутной, вызывавшей повреждение растительных клеток.
Заключение
В результате исследования установлено, что приживаемость эксплантов, полученных из меристем апикальных почек, на 6,34% выше таковых из пазушных. Оптимальная продолжительность стерилизации эксплантов -- 10 минут. Таким образом, при введении в культуру оздоровленного от вирусной инфекции исходного материала земляники садовой целесообразно использовать меристемы апикальных почек растений-доноров, выдержанные 10 минут в 5%-ном водном растворе препарата «НИКА-экстра М», что обеспечивало приживаемость 73,0% эксплантов в питательной среде Мурасиге-Скуга с добавлением 0,5 мг/л 6-БАП, с фотопериодом 16 часов и температурой воздуха 22 ± 2 °С.
земляника эксплант растение садоводство
Список использованных источников
1. Калашникова Е.А., Кочиева Е.З., Миронова О.Ю. Практикум по сельскохозяйственной биотехнологии. - М.: КолосС. - 2006. - 144 с.
2. Высоцкий В.А. Биотехнологические приемы в современном садоводстве // Плодоводство и ягодоводство России. - М. - 2011, т. 26. - С. 6-10.
3. Шевелуха В.С., Воронин Е.С., Калашникова Е.А. и др. Сельскохозяйственная биотехнология. Учебник. - М.: Высш. шк. - 2008. - 710 с.
4. Катаева Н.В., Бутенко Р.Г. Клональное микроразмножение растений. - М.: Наука. - 1983. - 96 с.
5. Белякова Л.В., Высоцкий В.А., Алексеенко Л.В. Влияние некоторых факторов культивирования на развитие эксплантов земляники в процессе клонального микроразмножения // Садоводство и виноградарство. - 2010, № 2. - С. 23-26.
6. Jemmali A., Elloumi N., Kevers C. et al. Morphological and hormonal characterisation of strawberry vitroplants raised through axillary or stipular adventitious shooting // Plant Growth Regulation. - 38, 2002. - P. 273-278.
7. Murashige T., Skoog F.A. Revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures // Physiol. Plant. - 1962, v. 15, no. 13. - P. 473.
8. Тейлор Д., Грин H., Стаут У. Биология: в 3-х т. Т. 2: Пер. с англ. / Под ред. Р. Сопера - 3-е изд. - M.: Мир. - 2004. - 436 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Вклады генотипических и средовых факторов в структуру изменчивости признаков-компонент продуктивности межсортовых гибридов земляники. Биологические особенности культуры земляники. Селекция земляники на Северном Кавказе. Продуктивность гибридов земляники.
курсовая работа [50,6 K], добавлен 17.02.2014Оборудование биотехнологической лаборатории. Питательные среды, их состав и приготовление. Клональное микроразмножение и оздоровление роз. Экспланты, режим стерилизации. Адаптация микрорастений к внешним условиям in vivo, приемы повышения урожайности.
курсовая работа [32,9 K], добавлен 18.12.2015Строение куста земляники, ее биологические особенности. Химический состав культуры, отношение к почвенно-климатическим условиям. Характеристика наиболее устойчивых сортов. Видовой состав и вредоносность насекомых земляники. Болезни увядания, меры защиты.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 27.01.2014Биологическая характеристика земляники мускусной (родоначальника культурной клубники) и ее строение. Особенности вегетационного периода. Требования к условиям произрастания. Сорта земляники, их возделывание. Питательная ценность земляники мускусной.
презентация [2,1 M], добавлен 05.03.2015Понятие интегрированной защиты растений как комбинации биологических, химических, физических, агротехнических методов против комплекса болезней в конкретной эколого-географической зоне. Биологические особенности земляники, ее болезни и вредители.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 23.01.2014Агротехника. Описание сортов земляники. План организации земельного массива. Размеры, форма и размещение кварталов. Стоимость валовой продукции. Потребность отрасли в рабочей силе и основных средствах производства. Расчет потребности в тракторах.
контрольная работа [25,8 K], добавлен 19.04.2005Морфологическое строение, фазы роста и этапы онтогенеза земляники. Расчет планируемого урожая по средней многолетней влагообеспеченности посевов. Система обработки почвы. Разработка приёмов адаптивной ресурсосберегающей технологии возделывания культуры.
дипломная работа [537,5 K], добавлен 30.07.2012Определение породного и сортового состава сада. Подбор подвоев для яблони. Сортовое районирование земляники. Расчет общей площади садового массива. Схемы размещения плодово-ягодных насаждений. Сроки посадки культур. Уход за садом и плантацией земляники.
курсовая работа [616,5 K], добавлен 08.01.2014Растительность и ведущие сельскохозяйственные культуры. Почвенно-географическое районирование Московской области. Воздушные и тепловые свойства и режимы почв. Минералогический и химический состав, физико-химические и агрохимические свойства почв.
курсовая работа [339,0 K], добавлен 29.03.2014Характеристика плодовых и ягодных пород и их ценность в питании человека. Производственно-биологические группы плодовых растений. Выбор сорта и агротехнические условия выращивания земляники, малины, черной смородины, крыжовника и жимолости синей.
реферат [62,7 K], добавлен 11.07.2015Характеристика вредителей почек и цветков на плодовых культурах, особенностями их жизни. Характер повреждений растений и своевременные необходимые меры борьбы с вредителями. Широкое использование устойчивых сортов, применение биологических пестицидов.
курсовая работа [44,8 K], добавлен 15.06.2010Биологические особенности, выбор места и организация территории плантации земляники, малины и черной смородины, послепосадочный уход за ними. Посадочный материал, сроки и техника посадки, удобрение, размещение растений и сортов. Расчёт площади ягодника.
реферат [3,5 M], добавлен 22.01.2016Способы ухода за цветочными культурами открытого и закрытого грунта. Защита растений от вредителей и болезней. Выращивание растений в условиях теплицы и подготовка их к посадке в поле. Методы клонального микроразмножения. Выгонка луковичных растений.
отчет по практике [214,3 K], добавлен 22.03.2016Рассмотрение методов использования земляники, клюквы, брусники, черники, голубики, облепихи, ирги, орешника, смородины, крыжовника, винограда, лимонника в декоративных целях. Определение особенностей размещения агротехники в ландшафтном дизайне.
контрольная работа [17,5 K], добавлен 22.04.2010Исследование и оценка влияния химических веществ, электромагнитной (биофизической) и лазерной обработки на процесс роста и развития растений. Особенности анализа и изучения всхожести семян ячменя в зависимости от степени и характера их облучения лазером.
курсовая работа [40,8 K], добавлен 14.06.2014Сущность, этапы, основные преимущества клонального микроразмножения. Адаптация растений к почвенным условиям произрастания. Выбор питательной среды и ее основные компоненты. Применение клонального микроразмножения для выращивания декоративных растений.
реферат [576,3 K], добавлен 24.05.2015Биотехнология на страже урожая. Биотехнологические аспекты борьбы с возбудителями болезней растений и вредными насекомыми. Получение растений-регенерантов, устойчивых к абиотическим и биотическим стрессовым факторам методами клеточной инженерии.
реферат [56,7 K], добавлен 22.08.2008Сведения о беспозвоночных вредителях культурных растений и их распространении на различных культурах. Анализ повреждаемости растений на агробиостанции. Средства борьбы: карантин растений, агротехнический, механический, биологический и химический методы.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 05.06.2011Роль живых растений в жизни и здоровье человека, их санитарное значение, борьба с производственными и уличными шумами. Общая характеристика вечнозеленых растений, их особенности и отличительные черты. Приемы при выращивании комнатных растений, их виды.
реферат [19,5 K], добавлен 17.02.2009Организационно - экономическая характеристика обследованного предприятия. Обзор предпосылок создания и поддержания почвенного плодородия. Анализ экономической эффективности внутрихозяйственного производства и использование биогумуса в садоводстве.
дипломная работа [285,8 K], добавлен 17.06.2008
