Клональное микроразмножение. Рубрика в журнале - Сельскохозяйственная биология
Адаптивный потенциал подвоя Rosa canina L., полученного in vitro, в условиях юга Западной Сибири
Статья научная
Размножение садовых роз проводится посредством прививки сортов на устойчивые подвои, преимущественно внутривидовые формы Rosa canina L. Подземная часть этих подвоев зимостойка даже в условиях лесостепи и южной тайги Западной Сибири, однако их системы побегов формирования (СПФ), на которых образуются генеративные побеги, повреждаются в период зимовок. В Центральном сибирском ботаническом саду СО РАН (ЦСБС, г. Новосибирск) проводятся многолетние исследования сезонного развития, онтогенеза, биоморфологии, репродуктивной биологии и зимостойкости видов шиповников из секции Caninae Crėp. В настоящей работе впервые приведены результаты многолетнего изучения зимостойкости и семенной продуктивности микроклонально размноженной высокозимостойкой отборной формы R. canina , дана оценка состояния СПФ после экстремальных зимовок. Выявлено, что после экстремальных зимовок растения отборной формы не переходят в категорию «временно не цветущих». Целью работы было введение в культуру in vitro и размножение посредством прямого органогенеза перспективной зимостойкой формы Rosa canina , используемой в качестве подвоя для садовых роз, а также оценка адаптивного потенциала у растений, полученных посредством клонального микроразмножения, в условиях континентального климата. Эксперименты in vitro проводили на отборной зимостойкой форме, выделенной в ЦСБС из растений F3 местной репродукции. Первичными эксплантами служили меристемы с двумя листовыми примордиями, изолированные из пазушных почек однолетних вегетативных побегов. На этапе введения в культуру in vitro экспланты культивировали в течение 3 сут на жидкой питательной среде по прописи Мурасиге-Скуга (МС), дополненной глутатионом (100,0 мг/л) и глюкозой (30,0 г/л). Для индукции прямого органогенеза использовали среду МС с 2,0 мг/л 6-бензиламинопурина (6-БАП) и 1,0 мг/л 3-индолилуксусной кислотой (ИУК). Собственно микроразмножение регенерантов проводили на среде МС с 1,0 мг/л 6-БАП. Микрорастения укореняли на среде МС с половинным содержанием микро- и макроэлементов, дополненной 1,0 мг/л ИУК. Переводу регенерантов в почвенную культуру предшествовало выращивание в контейнерах со стерильным песком, затем в горшках с субстратом, состоящим из смеси торфа с перлитом, перегноя, песка и кокосового субстрата (1:1:0,5:0,5). Дальнейшие исследования проводили в 2015-2021 годах на экспериментальном участке ЦСБС, расположенном в лесостепной зоне юга Западной Сибири (г. Новосибирск, Академгородок), которая характеризуется континентальным климатом. При изучении морфогенеза использовали классические и современные биоморфологические подходы, которые рассматривают кустарниковую форму роста как совокупность систем побегов формирования (СПФ) в пространстве и смену этих систем во времени. Сезонную динамику крахмала в побегах исследовали с помощью реакции с йодом в йодистом калии. Учитывали семенную продуктивность. На этапе собственно микроразмножения на средах с 1,0 мг/л 6-БАП получили 8±1 микропобегов на эксплант. При укоренении регенерантов на среде МС с половинным содержанием микро- и макроэлементов и 1,0 мг/л ИУК частота ризогенеза равнялась 60 %, число корней, развившихся у каждого микропобега, составило в среднем 2±1. Выявлено, что прегенеративный период у R. canina микроклонального происхождения сокращается на год, в онтогенетическое состояние g1 особи вступают на третий год, а образование парциальных кустов, которые могут быть использованы для пополнения семенных плантаций, начинается на четвертый год вегетации. В условиях континентального климата лесостепи Западной Сибири у всех особей отборной формы, размноженных in vitro, было отмечено ежегодное плодоношение на побегах выше снегового покрова. Исключением была зимовка 2020-2021 годов, однако даже после суровой зимовки гипантии сформировались в нижней части СПФ. Продолжительное снижение температуры до -30 °С в декабре приводило к частичному повреждению средней части СПФ, кратковременное снижение температуры воздуха до -28 °С в январе не наносило серьезных повреждений даже средней части СПФ. Отборная форма оказалась также устойчива к сильным весенним заморозкам во II декаде мая. При благоприятных зимовках и сохранении терминальных почек СПФ зрелых генеративных растений (g2) продолжала нарастать в высоту. Сочетание двух благоприятных зимовок подряд привело к образованию и сохранению мощных СПФ до 2 м высотой, а также к формирова-нию на укороченных плодовых побегах преимущественно 2-3 гипантиев с высоким числом выполненных семян. Гидролиз крахмала у тех побегов R. canina , у которых в октябре отмечалось полное опадение листьев (фенофаза Л5), практически завершался в ноябре, однако единичные крахмальные зерна еще находились в однорядных и многорядных сердцевинных лучах, а также перимедуллярной зоне.
Бесплатно
