Научные статьи \ Прикладные науки. Медицина. Технология \ Сельское хозяйство. Лесное хозяйство. Охота. Рыбное хозяйство \ Садоводство в целом \ Плодоводство

Особенности различных режимов стерилизации эксплантов сортов Chaenomeles Lindl. на этапе введения в культуру in vitro

Автор: аров С.С., Черятова Ю.С., Чудецкий А.И., Кузнецова И.Б.

Журнал: Лесохозяйственная информация @forestry-information

Рубрика: Лесная селекция и генетика

Статья в выпуске: 4, 2025 года.

Бесплатный доступ

Хеномелес (Chaenomeles Lindl.) – ценная культура для озеленения населённых пунктов России, характеризующаяся большим количеством декоративных сортов и форм. Для массового получения здорового и генетически однородного посадочного материала растений целесообразно использовать метод клонального микроразмножения, при этом важным этапом является получение асептической культуры. Приведены результаты исследований по клональному микроразмножению растений хеномелеса семи сортов зарубежной селекции (Ch. japonica – Cido; Ch. speciosa – Brilliant, Pink Storm; Ch. × superba – Andenken an Karl Ramcke, Fire Dance, Jet Trail, Red Joy) и семи отборных гибридных форм российской селекции на этапе введения в культуру in vitro. Исследования по клональному микроразмножению растений проводили на базе РГАУ – МСХА имени К.А. Тимирязева. В результате исследований установлено, что для стерилизации эксплантов хеномелеса пяти сортов (Andenken an Karl Ramcke, Brilliant, Cido, Fire Dance, Jet Trail) и двух гибридных форм (№ 5 и 14) более эффективно использовать 0,2%й раствор азотнокислого серебра в течение 20 мин, для трёх гибридных форм (№ 2, 3 и 15) – в течение 15 мин (жизнеспособность – 80–90%). Для всех изучаемых сортов и пяти гибридных форм (№ 1, 2, 3, 4 и 15) эффективным также оказалось использование 0,1%-го раствора сулемы в течение 15 мин (жизнеспособность – 72–85%), для пяти сортов (Andenken an Karl Ramcke, Brilliant, Cido, Fire Dance, Pink Storm) и трёх гибридных форм (№ 5, 14, 15) – 5%-го раствора препарата Лизоформин 3000 в течение 20 мин (74–87%), для двух сортов (Andenken an Karl Ramcke, Brilliant) – 30%-го раствора перекиси водорода в течение 20 мин (80–82%).

Еще

Хеномелес, красивоцветущие кустарники, сорт, клональное микроразмножение, in vitro, эксплант, стерилизация, жизнеспособность

Короткий адрес: https://sciup.org/143185195

IDR: 143185195 | УДК: 634.141 | DOI: 10.24419/LHI.2304-3083.2025.4.08

Текст научной статьи Особенности различных режимов стерилизации эксплантов сортов Chaenomeles Lindl. на этапе введения в культуру in vitro

Хеномелес, или айва низкая ( Chaenomeles Lindl.), – род красивоцветущих кустарников из семейства Розовые (Rosaceae), широко внедрённых в культуру в странах Западной Европы и Средней Азии в качестве декоративных и плодовых растений. Преимуществами хеномелеса при озеленении населённых пунктов являются устойчивость растений к засушливым условиям, болезням и вредителям, загрязнению воздуха и другим неблагоприятным экологическим факторам [1–5]. На сегодняшний день насчитывается множество сортов и форм хеномелеса, перспективных для озеленения, декоративного садоводства, использования в ландшафтном дизайне [6–9].

Представители рода в последнее время становятся всё более популярными в России: кроме южных регионов европейской части страны [2–4, 8], интерес к выращиванию данной культуры возрастает в частном садоводстве в средней полосе России, в условиях Нечернозёмной зоны и даже в Сибири, где используются наиболее зимостойкие виды и формы хеномелеса [10–13].

Размножение хеномелеса возможно как семенным способом, в основном для селекционных работ, так и вегетативным (зелёными черенками, корневыми отпрысками, дуговидными отводками, прививками) для сохранения сортовых признаков. При прививках, кроме сеянцев хеномелеса, в качестве подвоев могут использоваться рябина ( Sorbus L.), груша ( Pyrus L.), ирга ( Amelanchier Medik.), боярышник ( Crataegus Tourn. ex L.), айва ( Cydonia Mill.); такой способ помогает избегать корневой поросли [14–16]. Однако для массового выращивания с целью обеспечения здоровым и генетически однородным посадочным материалом следует прибегать к адаптивным технологиям выращивания с использованием таких биотехнологических методов, как клональное микроразмножение [17, 18].

Введением в культуру in vitro представителей рода Chaenomeles занимался ряд исследователей из разных стран мира [19–28], однако при клональном микроразмножении на разных этапах часто можно наблюдать сортовые различия, а начальный этап связан с рядом трудностей получения асептической культуры. В связи с этим необходимы дополнительные исследования в отношении разных сортов и гибридных форм хеномелеса, поиск оптимальных схем их выращивания и совершенствование технологий ускоренного получения посадочного материала.

Цель исследований – изучение жизнеспособности эксплантов хеномелеса различных сортов и гибридных форм при клональном микроразмножении на этапе введения в культуру in vitro .

Объекты и методы исследований

Объекты исследования – экспланты растений хеномелеса семи сортов зарубежной селекции (Andenken an Karl Ramcke, Brilliant, Cido, Fire Dance, Jet Trail, Pink Storm, Red Joy), интродуцированные в условиях Москвы и наиболее перспективные для выращивания в условиях Московской обл. [29, 30], а также семи отборных гибридных форм российской селекции (№ 1, 2, 3, 4, 5, 14 и 15), полученных в результате свободного опыления [16]. При этом Cido является сортом хеномелеса японского ( Chaenomeles japonica (Thunb.) Lindl. ex Spach), Brilliant и Pink Storm – сортами хеномелеса прекрасного ( Chaenomeles speciosa (Sweet) Nakai), остальные (Andenken an Karl Ramcke, Fire Dance, Jet Trail, Red Joy) – сортами хеномелеса превосходного ( Chaenomeles * superba (Frahm) Rehd.), являющегося гибридом Ch. japonica x Ch. speciosa . Гибридные формы в основном отличаются величиной и окраской цветков, формой и размерами листьев.

Получение асептической (стерильной) культуры является начальным и важным этапом клонального микроразмножения и представляет собой оздоровление растений (освобождение от разного рода патогенов и инфекций). Для этого с учётом видовых и сортовых особенностей растений осуществляют подбор оптимального режима стерилизации вводимых в культуру in vitro эксплантов, включая тип стерилизующего агента, его концентрацию в растворе и время экспозиции. Исследования по клональному микроразмножению на этапе введения в культуру in vitro проводили на базе Российского государственного аграрного университета – МСХА имени К.А. Тимирязева в 2024–2025 гг. в соответствии с общепринятыми методиками [18, 31].

В качестве эксплантов использовали апикальные меристемы исходных растений. Для стерилизации эксплантов в условиях ламинарного бокса применяли различные стерилизующие водные растворы: сулемы (0,1%), перекиси водорода (30%), азотнокислого серебра AgNO3 (0,2%), кислородсодержащего бесхлорного отбеливателя Synergetic (5%), дезинфицирующих средств Сульфохорантин-Д (0,2%) и Лизоформин 3000 (5%). Время экспозиции – 5, 10, 15 и 20 мин. Выделенные экспланты культивировали на питательной среде Мурасиге-Скуга (MS) [32]

в течение 5 нед. в условиях световой комнаты при температуре 22–25 °C, интенсивности освещения 1 500–2 000 лк, фотопериоде 16 ч света и 8 ч темноты. В каждом варианте опыта испытывали по 100 эксплантов. Через 14 сут рассчитывали жизнеспособность эксплантов как соотношение живых к общему количеству введённых в культуру.

Результаты и обсуждение

Результаты исследований по клональному микроразмножению хеномелеса на этапе введения в культуру in vitro , характеризующие жизнеспособность эксплантов сортов зарубежной селекции, приведены в табл. 1, гибридных форм российской селекции – в табл. 2.

Таблица 1. Жизнеспособность эксплантов зарубежных сортов хеномелеса в культуре in vitro , %, в зависимости от стерилизующих агентов и времени экспозиции

Стерилизующий агент	Жизнеспособность эксплантов, %, при времени экспозиции, мин
	5	10	15	20

Andenken an Karl Ramcke

Сулема 0,1%	14	35	85	50
Перекись водорода 30%	8	52	70	82
AgNO₃ 0,2%	15	45	69	90
Synergetic 5%	5	35	50	65
Сульфохорантин-Д 0,2%	18	25	40	55
Лизоформин 3000 5%	20	40	52	87

Brilliant

Сулема 0,1%	10	40	80	44
Перекись водорода 30%	10	38	68	80
AgNO₃ 0,2%	5	50	50	85
Synergetic 5%	12	30	42	65
Сульфохорантин-Д 0,2%	16	32	30	50
Лизоформин 3000 5%	18	35	60	80

Cido

Сулема 0,1%	15	30	80	42
Перекись водорода 30%	15	41	74	60
AgNO₃ 0,2%	8	50	52	80
Synergetic 5%	10	40	46	60
Сульфохорантин-Д 0,2%	17	38	30	52
Лизоформин 3000 5%	22	42	50	76

Окончание табл. 1

Стерилизующий агент	Жизнеспособность эксплантов, %, при времени экспозиции, мин
	5	10	15	20

Fire Dance

Сулема 0,1%	13	35	78	60
Перекись водорода 30%	10	42	70	42
AgNO₃ 0,2%	17	46	68	84
Synergetic 5%	16	40	60	62
Сульфохорантин-Д 0,2%	14	40	48	60
Лизоформин 3000 5%	20	36	56	76

Jet Trail

Сулема 0,1%	10	25	81	35
Перекись водорода 30%	10	40	70	50
AgNO₃ 0,2%	12	52	54	90
Synergetic 5%	12	35	60	64
Сульфохорантин-Д 0,2%	6	44	52	58
Лизоформин 3000 5%	8	36	40	64

Pink Storm

Сулема 0,1%	10	40	80	42
Перекись водорода 30%	10	42	60	40
AgNO₃ 0,2%	10	50	75	70
Synergetic 5%	10	28	36	52
Сульфохорантин-Д 0,2%	14	20	42	64
Лизоформин 3000 5%	18	38	50	80

Red Joy

Сулема 0,1%	6	37	75	36
Перекись водорода 30%	10	40	64	42
AgNO₃ 0,2%	8	52	70	70
Synergetic 5%	14	20	30	50
Сульфохорантин-Д 0,2%	14	26	40	62
Лизоформин 3000 5%	5	44	52	40

Таблица 2. Жизнеспособность эксплантов гибридных форм хеномелеса в культуре in vitro российской селекции, %, в зависимости от стерилизующих агентов и времени экспозиции

Стерилизующий агент	Жизнеспособность эксплантов, %, при времени экспозиции, мин
	5	10	15	20

Отборная форма № 1

Сулема 0,1%	8	40	75	36
Перекись водорода 30%	8	36	70	54
AgNO₃ 0,2%	10	30	62	50
Synergetic 5%	10	28	50	56
Сульфохорантин-Д 0,2%	6	20	50	42
Лизоформин 3000 5%	2	20	50	40

Окончание табл. 2

Стерилизующий агент	Жизнеспособность эксплантов, %, при времени экспозиции, мин
	5	10	15	20

Отборная форма № 2

Сулема 0,1%	9	36	80	40
Перекись водорода 30%	8	44	62	44
AgNO₃ 0,2%	6	32	85	64
Synergetic 5%	4	40	70	52
Сульфохорантин-Д 0,2%	1	19	68	50
Лизоформин 3000 5%	0	30	72	54

Отборная форма № 3

Сулема 0,1%	4	30	80	54
Перекись водорода 30%	2	42	65	30
AgNO₃ 0,2%	1	40	84	60
Synergetic 5%	1	48	75	42
Сульфохорантин-Д 0,2%	2	50	65	40
Лизоформин 3000 5%	2	52	70	40

Отборная форма № 4

Сулема 0,1%	0	16	75	42
Перекись водорода 30%	10	14	60	35
AgNO₃ 0,2%	10	10	70	50
Synergetic 5%	0	8	65	42
Сульфохорантин-Д 0,2%	8	12	50	36
Лизоформин 3000 5%	10	6	42	40

Отборная форма № 5

Сулема 0,1%	8	36	50	42
Перекись водорода 30%	12	24	40	54
AgNO₃ 0,2%	10	30	62	80
Synergetic 5%	6	45	55	60
Сульфохорантин-Д 0,2%	10	20	44	50
Лизоформин 3000 5%	12	24	50	80

Отборная форма № 14

Сулема 0,1%	20	40	65	40
Перекись водорода 30%	20	30	70	25
AgNO₃ 0,2%	12	25	64	80
Synergetic 5%	16	18	36	50
Сульфохорантин-Д 0,2%	10	24	32	44
Лизоформин 3000 5%	8	30	56	85

Отборная форма № 15

Сулема 0,1%	4	30	72	48
Перекись водорода 30%	2	42	62	50
AgNO₃ 0,2%	6	50	80	76
Synergetic 5%	9	56	60	68
Сульфохорантин-Д 0,2%	0	46	52	70
Лизоформин 3000 5%	6	38	44	74

Эффективность основных стерилизаторов для исследуемых сортов и форм различалась в зависимости от времени экспозиции. Так, при стерилизации эксплантов хеномелеса 5-ти сортов зарубежной селекции (Andenken an Karl Ramcke, Brilliant, Cido, Fire Dance, Jet Trail) и 2-х отборных форм российской селекции (№ 5 и 14) наиболее эффективным оказался 0,2%-й раствор AgNO3 с экспозицией 20 мин, а для отборных форм № 2, 3 и 15 – с экспозицией 15 мин. Жизнеспособность эксплантов достигала 80–90%.

У этих же сортов, а также у Pink Storm, Red Joy и отборных форм хеномелеса российской селекции № 1, 2, 3, 4 и 15 при использовании сулемы 0,1%-й с экспозицией 15 мин выход жизнеспособных эксплантов составил 72–85%. Обработка 5%-м раствором дезинфицирующего средства Лизоформин 3000 с экспозицией 20 мин оказалась эффективной для сортов Andenken an Karl Ramcke, Brilliant, Cido, Fire Dance, Pink Storm и отборных форм российской селекции № 5, 14 и 15: жизнеспособность эксплантов составила 74–87%. Использование 30%-го раствора перекиси водорода с экспозицией 15 мин позволило получить 60–70% жизнеспособных эксплантов у большинства исследуемых сортов и форм хеномелеса, кроме формы № 5, а при экспозиции 20 мин у сортов Andenken an Karl Ramcke и Brilliant жизнеспособность эксплантов достигала 80–82%.

Стерилизующий агент в виде 5%-го раствора бесхлорного отбеливателя Synergetic проявил достаточно высокую эффективность только для отборной формы № 3 при экспозиции 15 мин (75% жизнеспособных эксплантов), а для других сортов и форм с экспозицией 15 и 20 мин его эффективность, как и дезинфицирующего средства 0,2%-го Сульфохорантина-Д, варьировала от 35 до 65%.

Во всех вариантах стерилизации с экспозицией 5 и 10 мин жизнеспособность эксплантов была довольно низкой и не превышала у исследуемых растений 20 и 52% соответственно.

Заключение

Таким образом, на этапе введения в культуру in vitro растений хеномелеса сортов зарубежной селекции Andenken an Karl Ramcke, Brilliant, Cido, Fire Dance, Jet Trail и отборных гибридных форм российской селекции № 5 и 14 наиболее эффективной является стерилизация эксплантов 0,2%-м раствором азотнокислого серебра с экспозицией 20 мин, для гибридных форм № 2, 3 и 15 – с экспозицией 15 мин. У большинства исследуемых сортов и форм хеномелеса достаточно высокая жизнеспособность эксплантов выявлена при использовании в качестве основного стерилизатора 0,1%-го раствора сулемы с экспозицией 15 мин. Для сортов хено-мелеса Andenken an Karl Ramcke, Brilliant, Cido, Fire Dance, Pink Storm и отборных гибридных форм российской селекции № 5, 14 и 15 при введении в культуру in vitro оказалась эффективной обработка 5%-м раствором препарата Лизоформин 3000 с экспозицией 20 мин. Результаты исследований могут быть использованы при разработке полного технологического цикла ускоренного получения оздоровлённого сортового посадочного материала хеномелеса с использованием клонального микроразмножения.