Об использовании флоридзина при микроразмножении садовых растений

Целью настоящей работы было исследование раздельного и совместного действия флоридзина и индолилмасляной кислоты на ризогенез различных ягодных и плодовых культур in vitro.

Методика. В опытах использовали побеги груши ( Pyrus communis L.) сорта Лада, рябины ( Sorbus aucuparia L.) сортов Алая крупная и Титан, малины красной ( Ru-bus idaeus L.) сорта Калашник, ежевики ( Rubus sp.) сортов Торнфри и Смутстем, малино-ежевичных ( Rubus sp.) гибридов сортов Логанберри, Санберри, Краснодарская, жимолости съедобной ( Lonicera edulis Tursz.) сорта МОВИР.

Для культивирования пробирочных растений применяли модифицированную среду Мурасиге и Скуга с добавлением сахарозы (15 г/л), тиамина и никотиновой кислоты (по 0,5 мг/л), агар-агара (7 г/л), рН 5,7-5,8. Микропобеги длиной 20-25 мм укореняли на питательной среде с включением индолилмасляной кислоты (ИМК) в концентрации 0,75 мг/л и флоридзина в концентрациях 1, 10 и 100 мг/л. Испытывали три препарата флоридзина: Ф-1 (фирма «Carlo Erbu», Италия), Ф-2 (Всероссийский селекционно-технологический институт садоводства и питомниководства, Москва) (11) и Ф-3 (фирма «Karl Roth», Германия). Культивирование проводили при освещенности 2000 лк, температуре 23-25 ^о С и 16-часовом фотопериоде. Повторность каждого варианта опыта 15-кратная. Укореняемость (% от общего числа высаженных побегов), число и длину корней, высоту побега, диаметр каллуса у основания экспланта определяли через 2 и 4 нед после высадки микропобегов. Статистическую обработку данных проводили по Доспехову (12).

Результаты. Внесение в питательную среду флоридзина, как отдельно, так и совместно с ИМК у большинства изученных нами культур существенно стимулировало процесс образования корней. При совместном применении ИМК и флоридзина укоре-няемость трудноукореняемых микропобегов груши возрастала в 2 раза по сравнению с вариантом, в котором использовали только ИМК (рис. а). При этом максимальная укореняемость (40 %) была отмечена при внесении препарата Ф-1 в концентрации 10

мг/л уже через 2 нед культивирования, а Ф-2 — через 4 нед (концентрация 10 и 100 мг/л).

Включение в состав питательной среды для культивирования микропобегов груши флоридзина в концентрации 1 мг/л оказалось малоэффективным. Добавление флоридзина в питательную среду, не содержавшую ИМК, способствовало повышению укореняемости побегов груши на 20 %, стимулировало интенсивный

Доля укоренившихся побегов (%) груши сорта Лада (а) , рябины сорта Алая крупная (б) , ежевики сорта Торнфри (в) , малино-ежевичных гибридов сортов Логанберри (г) и Краснодарская (д) , жимолости съедобной сорта МОВИР (е) по вариантам опыта: 1 — контроль (без регуляторов роста); 2 — ИМК (0,75 мг/л); 3 — Ф-1 (10 мг/л); 4 — Ф-2 (10 мг/л); 5 — ИМК + Ф-1 (0,75+1 мг/л); 6 — ИМК + Ф-1 (0,75+10 мг/л); 7 — ИМК + Ф-1 (0,75+100 мг/л); 8 — ИМК + Ф-2 (0,75+1 мг/л); 9 — ИМК + Ф-2 (0,75+10 мг/л); 10 — ИМК + Ф-2 (0,75+100 мг/л); ■ и □ — продолжительность культивирования соответственно 14 и 30 сут.

рост корней в длину, что проявлялось через 1 мес культивирования. Однако число корней в вариантах при внесении в среду культивирования только флоридзина было небольшим (табл. 1). В случае использования флоридзина в концентрации 100 мг/л в смеси с ИМК наблюдалось сильное разрастание каллусных тканей в основании экспланта: диаметр каллуса был в 1,5 раза больше, чем при использовании ИМК. В литературе имеются сведения об аналогичном влиянии флоридзина на рост каллусной ткани яблони in vitro (13). Однако явного торможения процессов дифференциации корней и роста побегов в длину нами не отмечено.

При увеличении концентрации флоридзина питательная среда приобретала светло-зеленоватый оттенок, что, вероятно, обусловлено окислением и разложением флоридзина с образованием родственных ему продуктов и вызвано автоклавированием среды при высоких температурах. Нельзя не учитывать, что продукты окисления флоридзина при культивировании растений in vitro обладают иной, возможно, и более высокой активностью в отношении ризогенеза, чем флоридзин, как это было показано ранее на растениях яблони в питомнике (14).

Микропобеги рябины красной характеризовались сортовой специфичностью на введение в состав питательной среды флоридзина. Так, укореняемость побегов сорта Алая крупная составляла 50 % уже через 2 нед при добавлении в среду препарата Ф-2 в концентрации 10 мг/л, тогда как в контроле число укоренившихся побегов было в 2,5 раза ниже (рис. б). При совместном применении ИМК и Ф-1 по мере увеличения концентрации последнего на начальном этапе культивирования наблюдалось ингибирование ризогенеза. Однако через 1 мес максимальное укоренение (90 %) отмечено при концентрации Ф-1 100 мг/л. Совместное применение Ф-2 (100 мг/л) и ИМК через 1 мес культивирования также обеспечивало высокую укореняемость. Наибольшее число корней формировалось при

• 1.    Число корней микропобегов различных плодовых и ягодных культур в зависимости от концентрации флоридзина (Ф) и индолилмасляной кислоты (ИМК) в среде культивирования (шт/раст.)

  Сорт	Продолжительность	Вариант опыта
  	культивирования, сут	Контроль	ИМК,	Ф-1,	Ф-2,	ИМК + Ф-1, мг/л	ИМК + Ф-2, мг/л
  			0,75 мг/л	10 мг/л	10 мг/л	0,75+1     0,75+10 —1  0,75+100	0,75+1      0,75+10      0,75+100
  				Г р у ш а
  Лада	14	0	0,6*	0,2	0	0            0,8*           0,6*	0             0             0,2
  	30	0	0,6*	0,2	0,2	0,8*          0,8*           0,6*	0             0,8*             0,6*
  				Р я б и н а
  Алая крупная	14	0,2	0,2	0,8*	1,5*	0,7*         0,5            0	2,0*           0,4             0,6*
  	30	3,3	2,1	2,0	2,4	1,7           1,8*           2,7	2,6            1,4*             1,8
  Титан	14	0	0,2	0	0,3	0,3           1,1*           0,4	0,8*           1,2*             0,6*
  	30	0,8	1,5*	0,1	0,7	0,5           1,1             0,4	1,2*           1,2*             0,6
  				Е ж е в и к а
  Торнфри	14	0,6	0,6	0,6	1,6	0,4          0,8            0,3	0,1            1,3*             0,8
  	30	7,0	7,2	4,6	2,9*	4,7          4,0*           3,1*	5,4            7,9              5,6
  			М	а л и н о - е ж е в и ч н ы й г и б р и д
  Логанберри	14	0,6	0	0,5	0,9*	0,5          0,5           0,2	0,2           0,5             0
  	30	1,3	0,5	3,2*	2,5*	1,4           0,6            1,4	0,3            0,9             0,9
  Санберри	14	0,6	0,1*	0,7	0,2	0,1*          0,1*           0,1*	1,1*            0*               0*
  	30	3,4	1,9	2,5	2,3	0,7*          0,7*           0,9*	1,1*           0,2*             1,8*

  Краснодарская	14	0,8	0,8	0,2*               1,8*	0,4*	0,6	0,2*	0,2*	0,4*	0,6
  	30	1,8	3,4*	1,2               3,0*	0,4*	1,6	3,0*	1,2	0,8*	0,6*
  				Ж и м о л о с т ь
  МОВИР	14	0,4	0,3	0                 1,1*	0,7	0,2	1,1*	1,2*	0,6	0,9*
  	30	2,0	5,6*	0,6*               4,2*	4,5*	8,1*	5,8*	3,7	5,9*	4,3*

• 2.    Длина корней микропобегов различных плодовых и ягодных культур в зависимости от концентрации флоридзина (Ф) и индолилмасляной кислоты (ИМК) в среде культивирования (мм)

  Сорт	Продолжительность культивирования, сут	Вариант опыта
  		Контроль	ИМК,	Ф-1,	Ф-2,	ИМК + Ф-1, мг/л	ИМК + Ф-2, мг/л
  			0,75 мг/л	10 мг/л	10 мг/л	0,75+1       0,75+10      0,75+100	0,75+1	0,75+10      0,75+100

* Р < 0,05.

П р и м е ч а н и е. Описание вариантов опыта и препаратов см. в разделе «Методика».

00 CD

CD О

Г р у ш а

Лада	14	0	0,4*	0,1	0	0	0,6*	0,6*	0	0	0,4*
	30	0	0,4	13,0*	14,0*	0,8*	0,6	0,6	0	1,2*	0,6
					Р я б и н а
Алая крупная	14	0,2	0,2	1,0*	3,9*	1,5*	0,5	0	7,1*	0,2	0,3

	30	39,9	12,2*	41,4	60,0*	11,2*	11,5*	7,4*	22,0	4,0*	12,8*
Титан	14	0	0,1	0	0,1	0,2	0,6*	0,2	0,3	0,5*	0,2
	30	13,0	7,6	2,7*	14,5	2,0*	1,9*	0,8*	1,0*	0,6*	0,2*
					Е ж е в и к а
Торнфри	14	3,8	0,6*	3,4	5,9*	1,0*	2,1	0,2*	0,1*	3,1	1,8*
	30	65,0	48,6	45,6	23,0*	25,5*	24,0*	14,6*	18,5*	41,4	23,5*
				М а л и н о	- е ж е в и ч н ы й	г и б р и д
Логанберри	14	1,4	0*	2,3*	3,7*	0,4*	0,3*	0,4	0,1*	0,5*	0*
	30	14,6	2,3*	25,6*	29,2*	5,7*	1,3*	5,5*	1,4*	1,9*	2,3*
Санберри	14	2,7	0,6*	3,4	0,9*	0,1*	0,1*	0,2*	4,2*	0*	0*
	30	36,7	13,5*	29,0	19,5	4,8*	3,1*	5,0*	4,2*	2,0*	8,3*
Краснодарская	14	2,6	1,0*	0,4*	6,8*	1,4	1,6	0,2*	0,2*	0,6*	0,2*
	30	16,8	6,2*	8,2*	32,6*	1,4*	2,4*	8,2*	1,0*	2,8*	0,4*
					Ж и м о л о с т ь
МОВИР	14	1,0	0,3*	0*	2,0*	0,3*	0,3*	0,8	0,8	0,3*	1,2
	30	17,8	37,5*	10,8	37,8*	29,9*	52,3*	33,6*	23,7	30,3*	31,3*

* Р < 0,05.

П р и м е ч а н и е. То же, что в таблице 1.

введении в среду ИМК и Ф-2 (1 мг/л) через 2 нед культивирования, без регуляторов роста — через 4 нед (см. табл. 1). Интенсивному росту корней в длину способствовало культивирование микропобегов в течение 1 мес на среде с препаратом Ф-2, который превосходил ИМК по эффективности почти в 5 раз (табл. 2).

У рябины сорта Титан в отличие от сорта Алая крупная в течение всего периода укоренения положительный результат выявлен при использовании смеси ИМК и Ф-2 (1 мг/л). При увеличении концентрации последнего наблюдалась тенденция к ослаблению ризогенной активности. Наибольшая длина корней отмечена при внесении в среду культивирования препарата Ф-2 в концентрации 10 мг/л.

Введение в питательную среду флоридзина способствовало значительному усилению ризогенеза побегов ежевики на начальном этапе культивирования. Так, уко-реняемость побегов сорта Торнфри через 2 нед после посадки составляла 80 % при использовании препарата Ф-2, что в 2 и 4 раза больше, чем в вариантах соответственно без регуляторов роста и при добавлении ИМК (рис. в). Укореняемость побегов ежевики сорта Смутстем на среде с Ф-3 в течение 2 нед достигала 93 %, тогда как в контроле — 53 %, причем длина корней увеличивалась в 1,7-3,0 раза. Этот факт имеет важное практическое значение, так как появляется возможность высадки пробирочных растений в нестерильные условия всего через 2 нед культивирования (на среде укоренения) против 4-6 нед по общепринятой технологии.

На начальных этапах культивирования ИМК ингибировала корнеобразование побегов ежевики, а затем способствовала их максимальной укореняемости (100 %). Добавление флоридзина в питательную среду, содержавшую ИМК, в первые 14 сут культивирования в большинстве случаев снимало или ослабляло ингибирующее действие кислоты на ризогенез. На побегах ремонтантной малины сорта Калашник высокий эффект, сравнимый с таковым при действии ИМК, был достигнут при использовании препарата Ф-3; Ф-2 оказался менее эффективным. Следовательно, при выборе того или иного препарата необходимо учитывать биологические особенности каждой культуры. Малино-ежевичные гибриды также характеризовались специфической реакцией на воздействие различных регуляторов роста. Так, отмечена положительная реакция побегов гибрида Логанберри на введение в питательную среду флоридзина (независимо от препарата) в течение всего периода укоренения (рис. г). Как и в случае с побегами ежевики, на начальном этапе укоренения при использовании флоридзина в смеси с ИМК ингибирующий эффект последней снижался, чего не наблюдалось у побегов гибрида Санберри, высота которых уменьшалась в 1,5-1,7 раза. Для укоренения побегов этих гибридов оптимальной оказалась среда без регуляторов роста или с одним флоридзином, причем наибольшая высота растений (20,4 против 17,7 мм в контроле) отмечена при использовании препарата Ф-2 в концентрации 10 мг/л.

Характерной особенностью малино-ежевичного гибрида Краснодарская была положительная реакция на внесение в среду ИМК еще на начальном этапе культивирования; добавление флоридзина чаще всего снижало укореняемость (рис. д). Через 1 мес культивирования укореняемость этого гибрида при внесении в среду препарата Ф-2 достигала 100 %, а длина корней была соответственно в 2 и 5 раз больше, чем в вариантах без регуляторов роста и при добавлении ИМК.

Число укоренившихся побегов жимолости при введении в среду препарата Ф-2 (без ИМК) возрастало до 70 % в первые 2 нед после высадки на питательную среду; Ф-1 в этом варианте оказался низкоэффективным (рис. е). Однако при совместном применении флоридзина (Ф-1 и Ф-2) и ИМК через 1 мес культивирования укореняе-мость возрастала до 100 %, причем оптимальная концентрация препарата Ф-1 была на порядок ниже, чем Ф-2.

Итак, для стимуляции ризогенеза in vitro трудноукореняющихся плодовых культур (груша, рябина) целесообразно использовать совместное воздействие на микропобеги ИМК и флоридзина. Добавление препаратов флоридзина в среду культивирования позволило существенно увеличить число укоренившихся побегов и интенсивность развития корневой системы легко- (жимолость) и среднеукореняющихся образцов (ежевика, малино-ежевичные гибриды и др.), причем появилась возможность более ранней (на 2-3 нед) высадки пробирочных растений в нестерильные условия и сокращения периода выращивания посадочного материала. При добавлении ИМК в среду культивирования на начальном этапе укоренения ризогенез ингибировался. При этом флоридзин как отдельно, так и в комплексе с ИМК оказывал положительное влияние на укореняемость побегов и развитие корней и, как правило, уменьшал ингибирующее действие кислоты на ризогенез. Напротив, в случае положительной реак- ции какого-либо сорта (например малино-ежевичный гибрид сорта Краснодарская) на введение ИМК в питательную среду уже на начальном этапе культивирования добавление флоридзина подавляло ризогенез.

Таким образом, флоридзин оказывает существенное влияние на корнеобра-зование in vitro микропобегов плодовых и ягодных культур как при совместном внесении в культуральную среду с индолилмасляной кислотой, так и отдельно. Это важно подчеркнуть, так как ранее полагали, что положительный эффект от применения фенольных соединений может быть достигнут только при совместном использовании с индолилмасляной кислотой или другими ауксинами (7). Стимулирующий эффект флоридзина зависит от видовой и сортовой специфики растений, а также от их принадлежности к группе легко- или трудноукореняемых видов. Кроме того, разные формы флоридзина (Ф-1, Ф-2, Ф-3) оказывают неодинаковое действие на ризогенез, что может быть обусловлено следовыми количествами продуктов окисления и распада этого соединения, образующихся при изготовлении этих препаратов (2). Представляет интерес изучение продуктов превращения флоридзина в культуральной среде в зависимости от объекта и условий культивирования, а также от присутствия ауксинов или других фитогормонов.

Л И Т Е Р А Т У Р А

• 1.   К е ф е л и В.И. Природные ингибиторы роста и фитогормоны. М., 1974.

• 2.  О с т р е й к о С.А. Физиологически активные соединения и покой плодовых растений. В сб.:

• 3.    О с т р е й к о С.А., К о в а л е в а А.Ф., Б а к у н Т.В. и др. О неглю-козидированном фло-ретине и его роли в ростовых процессах у яблони. Мат. симп. «Применение физиологически активных веществ в садоводстве» (19-22 декабря 1972 г.). М., 1972: 111-117.

• 4.    J o n e s O.P., H a t f i e l d S.G.S. Root initiation in apple shoots cultured in vitro with auxins and phenolic compounds. J. Hort. Sci., 1976, 51, 4: 495-499.

• 5.    З а п р о м е т о в М.Н. Специализированные функции фенольных соединений в растениях. Физиол. раст., 1993, 40, 6: 921-931.

• 6.    К у л а е в а О.Н. Восприятие и преобразование гормонального сигнала у растений. Анализ проблемы и введение к публикации материалов Международного симпозиума «Восприятие и трансдукция гормональных сигналов у растений» (Москва, 1994). Физиол. раст., 1995, 42, 5: 661-671.

• 7.    Т р у ш е ч к и н В.Г., П о л и к а р п о в а Ф.Я., Я к о в л е в а В.А. О влиянии некоторых фенольных соединений на корнеобразование и прирост зеленых черенков клонового подвоя яблони парадизка краснолистная. В сб.: Плодоводство и ягодоводство Нечерноземной полосы. М., 1975, 8: 181-188.

• 8.    W e l a n d e r M. In vitro rooting of the apple rootstock M 26 in adult juvenile growth phases and acclimatization of the plantlets. Physiol. Plant., 1983, 58: 231-238.

• 9.    J a m e s D.J., K n i g t h V.H., T h u r b o n I.J. Micropropagation of red raspberry and the influence of phloroglucinol. Scientia Horticulturae, 1980, 12, 4: 313-319.

• 10.    B r o o m e O.C., Z i m m e r m a n R.H. In vitro propagation of blackberry. Hort. Sci., 1978, 13, 2: 151-153.

• 11.    О с т р е й к о С.А., Д р о з д о в с к и й Э.М. Способ получения флоридзина. А.с. СССР ¹ 1601829, 1990.

• 12. Д о с п е х о в Б.А. Методика полевого опыта. М., 1985.

• 13. О с т р е й к о С.А., П о п о в Ю.Г. Влияние флоридзина и гибберелловой кислоты на рост

  каллусной ткани яблони в культуре in vitro. Тез. докл. IV Всес. конф. «Культура клеток растений и биотехнология» (3-6 октября 1983 г.). Кишинев, 1983: 33-34.

• 14.    Б а к у н Т.В. Изучение некоторых регуляторов роста в плодовом питомнике. Автореф. канд. дис. М., 1975.

Плодоводство и ягодоводство Нечерноземной полосы. М., 1971, 3: 278-286.

Всероссийский селекционно-технологический институт садоводства и питомниководства, 115598, Москва, М-598, ул. Загорьевская, 4