ПИТАТЕЛЬНАЯ СРЕДА ДЛЯ РИЗОГЕНЕЗА ЯБЛОНИ И ГРУШИ IN VITRO
NUTRIENT MEDIUM FOR RHIZOGENESIS OF APPLE TREE AND PEAR TREE IN VITRO

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано в процессе клонального микроразмножения яблони и груши на этапе ризогенеза.
Известно, что для ризогенеза побегов яблони и груши, полученных in vitro, применяют питательные среды с половинной концентрацией макросолей на основе прописи Мурасиге-Скуга (Высоцкий В.А. Клональное микроразмножение плодовых растений и декоративных кустарников // Микроразмножение и оздоровление растений в промышленном плодоводстве и цветоводстве: Сб. науч. трудов. - Мичуринск: ВНИИС, 1989. - С.3-8; Туровская Н.И. Регулирование процесса ризогенеза при микроразмножении яблони // Микроразмножение и оздоровление растений в промышленном плодоводстве и цветоводстве: Сб. науч. трудов. - Мичуринск: ВНИИС, 1989. - С.8-13) и Кворина-Лепуавра (Минаев В.А., Верзилин А.В., Высоцкий В.А. Клональное микроразмножение слаборослых клоновых подвоев яблони селекции Мич. ГАУ // Садоводство и виноградрство. - 2003. - №5. - С.12-13). Однако процесс приготовления питательных сред трудоемок и требует значительных затрат времени, т.к. вышеуказанные среды содержат большое количество макро- и микроэлементов, необходимых для стимуляции корнеобразования растений, которые систематизируют, в зависимости от химических свойств, в отдельные маточные растворы и используют по мере надобности. При хранении маточных растворов возможно их инфицирование, что требует приготовления новых и увеличивает ресурсо- и энергозатраты на выращивание растений-регенерантов.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является упрощение технологического процесса приготовления питательных сред и оптимизация их состава для корнеобразования побегов яблони и груши.
3
4
2
5
2
4
3
3
4
2
2
4
2
4
2
3
3
2
2
4
2
4
2
4
2
2
4
2
3
2
2
-
+
Сущность изобретения состоит в том, что в качестве базовой среды для укоренения побегов яблони и груши используют водорастворимое удобрение Акварин 5, содержащее комплекс макро- и микроэлементов, %: азот (NO ; NH ) 18; фосфор (PO) 18; калий (KO) 18; магний (MgO) 2; бор (B) 0,02; железо (Fe) 0,054; марганец (Mn) 0,042; цинк (Zn) 0,014; медь (Cu) 0,01; молибден (Mo) 0,004. Микроэлементы (Mn, Zn, Cu, Fe) содержатся в хелатной форме. Данное комплексное вещество применяют вместо основных макро- и микроэлементов, входящих в состав питательных сред по прописям Мурасиге-Скуга (1962) и Кворина-Лепуавра (1997): аммония азотнокислого (NHNO), калия азотнокислого (KNO), магния сернокислого (MgSO·7HO), калия фосфорнокислого однозамещенного (KHPO), натрия ЭДТА (Na ЭДТА), железа сернокислого (FeSO·7HO), борной кислоты (HBO), кобальта хлористого (CoCl·6HO), меди сернокислой (CuSO·5HO), марганца сернокислого (MnSO·HO), калия йодистого (KI), цинка сернокислого (ZnSO·7HO), натрия молибденовокислого (NaMoO·2HO) (табл.1). Помимо комплексного водорастворимого удобрения Акварин 5 в состав предлагаемой питательной среды входят, мг/л: кальций азотнокислый (Ca(NO)·4HO) 416,9; тиамин, пиридоксин, никотиновая кислота по 0,5; аскорбиновая кислота 1,5; мезоинозит 100; сахароза 20000, агар-агар 8000; индолилмасляная кислота 1,0; вода дистиллированная до 1 л.
Заявляемая питательная среда отличается от известных прототипов тем, что в ее состав входит комплексное водорастворимое удобрение Акварин 5. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна».
Представленное техническое решение обладает изобретательским уровнем, т.к. предлагаемый состав питательной среды не был использован для укоренения яблони и груши in vitro, т.е. предложен впервые.
Все компоненты предложенной питательной среды производятся промышленностью, поэтому изобретение может быть реализовано в условиях учреждений, работающих в области культуры тканей и органов растений.
3
2
2
Пример 1. Готовят агаризованную питательную среду, состоящую из следующих компонентов, мг/л: комплексное водорастворимое удобрение Акварин 5 2,0; кальций азотнокислый (Ca(NO)·4HO)  416,9; тиамин, пиридоксин, никотиновая-кислота  по 0,5; аскорбиновая кислота  1,5; мезоинозит  100; сахароза  20000, агар-агар  8000; индолилмасляная кислота  1,0-1,5. Объем доводят дистиллированной водой до 1 л, устанавливают рН 5,6-5,8 (табл.1, среда 1.). Питательную среду разливают по культивационным сосудам и автоклавируют при давлении 1 атм в течение 15-20 минут. После охлаждения питательной среды производят высадку побегов. Контрольные побеги высаживают на агаризованную питательную среду по прописи Кворина-Лепуавра (QL), разбавленную вдвое по минеральному составу. Культивирование проводят в культуральной комнате при температуре 24±2°С, освещенности 3-5 тыс. люксов, длине светового периода 16 часов. Опыты выполняют в 3-кратной повторности. Учеты проводят в динамике каждую неделю от начала корнеобразования.
Как видно из табл.2, на разработанной питательной среде у всех исследуемых генотипов происходит ускорение процесса корнеобразования на 1-2 недели. Культивирование побегов на данной среде в течение 4 недель увеличивает укореняемость на 6,7; 20,0 и 20,0% у подвоев груши ПГ 17-16, ПГ 2 и подвоя яблони 76-6-6, соответственно, за исключением подвоя яблони 54-118, у которого отмечается незначительное снижение процента укореняемости (Рфакт<Ртеор). Существенных различий по количеству и длине корней у большинства генотипов по сравнению с контрольной средой не наблюдается.
Пример 2. Среду готовят и культивирование побегов проводят аналогично примеру 1. Компоненты питательной среды те же, за исключением комплексного водорастворимого удобрения Акварин 5, концентрацию которого увеличивают до 3,0 мг/л (табл.1, среда 2).
Как видно из табл.3, предлагаемая среда способствует увеличению укореняемости у подвоя яблони ПБ 9 на 90,0%, подвоя груши ПГ 12 на 33,3% и на 20,0% у сорта Осенняя Яковлева. Культивирование побегов на заявленной питательной среде значительно ускоряет процесс ризогенеза у подвоев яблони ПБ 9 и груши ПГ 12, у которого уже через 2 недели культивирования укоренились все побеги, а в контрольном варианте только 6,7%. Предложенная питательная среда увеличивает количество корней в 1,8-4,6 раза, в зависимости от генотипа, но влияет на их длину.
Таким образом, на основании полученных данных можно сделать вывод, что использование в качестве базовой среды на этапе ризогенеза комплексного водорастворимого удобрения Акварин 5 ускоряет ризогенезенную активность на 1-2 недели, увеличивает укореняемость и улучшает качество корневой системы побегов яблони и груши. Заявляемый компонент значительно упрощает технологию приготовления питательных сред за счет исключения приготовления маточных растворов, что существенно снижает ресурсо- и энергозатраты.
Таблица 1
Питательная среда для ризогенеза побегов яблони и груши in vitro
Компоненты
Мурасиге-Скуга, мг/л
Кворина-Лепуавра (QL), мг/л
Среда 1, мг/л
Среда 2, мг/л
Акварин 5
-
-
2,0
3,0
NH<sub>4</sub>NO<sub>3</sub>
825
200
-
-
KNO<sub>3</sub>
850
900
-
-
KH<sub>2</sub>PO<sub>4</sub>
85
135
-
-
MgSO<sub>4</sub>·7H<sub>2</sub>O
185
180,2
-
-
CaCl<sub>2</sub>·2H<sub>2</sub>O
220
-
-
-
Ca(NO<sub>3</sub>)<sub>2</sub>·4H<sub>2</sub>O
-
416,9
416,9
416,9
FeSO<sub>4</sub>·7H<sub>2</sub>O
27,8
27,8
27,8
27,8
Na<sub>2</sub> ЭДТА
37,3
37,3
37,3
37,3
MnSO<sub>4</sub>·4H<sub>2</sub>O
22,3
-
-
-
MnSO<sub>4</sub>·H<sub>2</sub>O
-
0,76
-
-
H<sub>3</sub>BO<sub>3</sub>
6,2
6,2
-
-
ZnSO<sub>4</sub>·7H<sub>2</sub>O
8,6
8,6
-
-
KI
0,83
0,08
-
-
Na<sub>2</sub>MoO<sub>4</sub>·2H<sub>2</sub>O
0,25
0,25
-
-
CuSO<sub>4</sub>·5H<sub>2</sub>O
0,025
0,025
-
-
CoCl<sub>2</sub>·6H<sub>2</sub>O
0,025
0,025
-
-
Тиамин
0,5
0,5
0,5
0,5
Пиридоксин
0,5
0,5
0,5
0,5
Никотиновая кислота
0,5
0,5
0,5
0,5
Аскорбиновая кислота
1,5
1,5
1,5
1,5
Мезоинозит
100
100
100
100
Сахароза
20000
20000
20000
20000
Агар
8000
8000
8000
8000
Индолилмасляная кислота
1,0-1,5
1,0-1,5
1,0-1,5
1,0-1,5
Таблица 2
Питательная среда для ризогенеза побегов яблони и груши in vitro
Укореняемость через… недель, %
Количество корней, шт./раст.
Подвой, сорт
Питательная среда
Длина корней, см
1
2
3
4
1/2QL
0,0
6,7
20,0
60,0а*
2,8
2,5
54-118
Среда 1
0,0
20,0
33,3
53,3 а
2,0
2,0
HCP<sub>05</sub>
Рф<Рт
Рф<Рт
1/2QL
0,0
40,0
60,0
60,0 b
3,9
3,2
76-6-6
Среда 1
0,0
46,7
53,3
80,0 a
4,3
2,2
HCP<sub>05</sub>
Рф<Рт
Рф<Рт
1/2QL
6,7
86,7
100
100 a
6,3
3,5
76-6-13
Среда 1
13,3
100
100
100 a
5,1
2,6
HCP<sub>05</sub>
Рф<Рт
Рф<Рт
1/2QL
0,0
26,7
60,0
66,7 b
2,3
2,0
ПГ2
Среда 1
33,3
60,0
86,7
86,7 a
3,5
1,2
HCP<sub>05</sub>
Рф<Рт
0,6
1/2QL
0,0
40,0
60,0
93,3 a
3,8
1,8
ПГ 17-16
Среда 1
0,0
93,3
100
100 a
5,7
2,1
HCP<sub>05</sub>
1,5
Рф<Рт
* - существенность различий по укореняемости оценивается с помощью t-критерия Дункана
Таблица 3
Питательная среда для ризогенеза побегов яблони и груши in vitro
Подвой, сорт
Питательная среда
Укореняемость через… недель, %
Количество корней, шт./раст.
Длина корней, см
1
2
3
4
1/2QL
0,0
0,0
0,0
10,0b*
1,0
2,5
ПБ 9
Среда 2
0,0
40,0
100
100a
4,6
1,5
HCP<sub>05</sub>
2,0
Fф<Fт
1/2QL
0,0
6,7
53,3
66,7b
2,5
0,9
ПГ 12
Среда 2
0,0
100
100
100a
8,4
1,4
HCP<sub>05</sub>
3,3
Fф<Fт
Осенняя Яковлева
1/2QL
0,0
60,0
60,0
60,0b
3,0
0,9
Среда 2
0,0
60,0
80,0
80,0a
5,5
1,2
HCP<sub>05</sub>
1,5
Fф<Fт
* - существенность различий по укореняемости оценивается с помощью t-критерия Дункана
Источники информации
1. Высоцкий В.А. Клональное микроразмножение плодовых растений и декоративных кустарников / В.А.Высоцкий // Микроразмножение и оздоровление растений в промышленном плодоводстве и цветоводстве: Сб. науч. трудов. - Мичуринск: ВНИИС, 1989. - С.3-8.
2. Туровская Н.И. Микроразмножение яблони и груши / Н.И.Туровская // Садоводство и виноградарство. - 1994. - №1. - С.10-12.
3. Минаев В.А. и др. Клональное микроразмножение слаборослых клоновых подвоев яблони селекции Мич. ГАУ / В.А.Минаев, А.В.Верзилин, В.А.Высоцкий // Садоводство и виноградрство. - 2003. - №5. - С.12-13.