Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

РАЗРАБОТКА УСЛОВИЙ УСКОРЕННОГО ПОЛУЧЕНИЯ БЕЗВИРУСНЫХ РАСТЕНИЙ КАРТОФЕЛЯ ИЗ ИЗОЛИРОВАННЫХ. МЕРИСТЕМ

ВАК РФ 06.01.11, Защита растений

Автореферат диссертации по теме "РАЗРАБОТКА УСЛОВИЙ УСКОРЕННОГО ПОЛУЧЕНИЯ БЕЗВИРУСНЫХ РАСТЕНИЙ КАРТОФЕЛЯ ИЗ ИЗОЛИРОВАННЫХ. МЕРИСТЕМ"

N v ' .' , ■ ■■ ' ж " ' - ,-■ ■■■ ■ ' ;V ' ■ , i"-, ■-■' '-■' ■ ■■. л ■■ ■■■.-,. ' ■ - -. , ■

Г. ' " '' '■'' " " ■ í ■'"■' ' ■ ''•■! "•'■ ■

. МИНИСТЕРСТВО СПЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР v ' г

> : . МОСКОВСКАЯ 'ОРДЕНА ЛЕНИНА V ; у •• ' ;

;;. ^ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ , : \ }J ГГ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ нменк К. А/,ТИМИРЯЗЕВА ^ ;

■■■."'. ■ Ha правах рукописи " ¡; '.<./..',- . ' ДИБЛ лли'нлср ,

/'Ч":^--' , у ' ■ :: л".-.

' ..■■■'"'. ; •••: / ■ . .,'■'■

, РАЗРАБОТКА УСЛОВИИ УСКОРЕННОГО-

ПОЛУЧЕНИЯ БЕЗВИРУСНЫХ РАСТЕНИЙ

: КАРТОФЕЛЯ ИЗ ИЗОЛИРОВАННЫХ ^v :

'i МЕРИСТЕМ V'V;-.".' "-/.:--' Ч.; -

(Специальность № .06.01.Т1 ^ фитопатология) Г, ^

,.■ 1 V /"

= .. ■ ^■,■>•■ ■'■"■'■ ■":'■.'■■г Автореферат ■ V ; ■■■ ..-.>':.; ■

'' ; • ■ ^ ' - ^ • диссертации на соискание ученой степени : ...

- ; ^; .'■v-^. ■■'-'■>'■.,. кандидата биологических наук ;■ ';

л -"^у-4"-•'•;./ . Т.. 'кГ,-

;.J .У -:. Ч-V.: ..." V.:' ' . МОСКВА — 1973 .

;"

'Диссертационная работа':выполнена'при. кафедрефитопа-,:>' -Л;■■„: -.-iV - толопи^. и Опытнбй станции защиты растений Московской ор- ^ ' 'f деиа Ленина и ордена Трудового Красною Знамена сельско- '

• : Официальные ,- оппоненты: , -доктор ; биологических : наук •

.',',' '■'.''• А • С " П KntlAITirn : L'AU <111 П Лч( А|1ПП rtr>lltlrlfi 1/-ГI V - Т» П t Г ГУ R A- Iflllt ГР 1ТЛ

,>■ у-д' • = Защита диссертации состоится в '.час. . • . '. . W V ''--"■■ * ~ - V 1973 г. на .ззседании Ученого совета агрономического факуль-^ . ' тета ТСХЛ. ' •ч. . / С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА. ' - V •• ■ ' .. •'.. Просим,Вас принять личное-участили работе указанного, ... С . : Совета , ил и прислать письменный отзыв по данному авторефе- *

рат'у по адресу:.г. Москва-125008,'ул. Тимирязевская, 49, кору ./'VrV . нус 8, Ученый.совет к-"Д,: .Отзывы, 'заверенные .печатью^' просьба, .направлять', в "двух ; 7 , , 'экземплярах.. - '"•_' ; Г

"V ' • Ученый секретарь-. : •.'••• - доцент Ф. Д. Девочкин.

Х\ ^'"'' ^^^

^ : . ^ ■ v- >Г 'г:1-'-"■ '■ V-v.j - - - - ; •v "v - " ' д

ВВЕДЕНИЕ

Картофель является ценным продуктом питания для населения и сырьем для промышленности.

Однако низкое качество семенного материала, его зараженность вирусными болезнями наносят большой ущерб мировому хозяйству.

Потери урожая картофеля в большинстве стран, в том числе и в СССР, иногда превышают потери, вызванные другими болезнями и вредителями (по обзорной информации Министерства сельского хозяйства СССР, 1971 г.).

Усиливающаяся вредоносность вирусов большинства сельскохозяйственных культур требует непрерывного совершенствования мер борьбы с ними.

Основной путь борьбы с вирусными болезнями картофеля— получение и использование здорового, свободного от вирусов посадочного материала. Поэтому разработка эффективных, высокопроизводительных методов оздоровления картофеля от вирусов представляет одну из важнейших научно-производственных проблем.

В последнее время для получения безвирусных растений картофеля успешно применяется метод культуры верхушечных меристем в сочетании с различными способами воздействия: высокими и низкими температурами, а также внесением в питательную среду веществ с антивирусным действием. При помощи этих способов в некоторых случаях получены здоровые клоны сортов картофеля, пораженных вирусами на 100% (Norris, 1954; Morel, Martin, 1957; Kassanis, 1957; Accatino, i960; Quak, 1961).

О применении метода культуры тканей для оздоровления картофеля от отдельных вирусов сообщили и советские авторы (Брегетова, 1970; Абра менко, 1970; Харченко, 1970; Вин клер, 1970; Жук, 1971 н др.).

Использование верхушечных меристем для получения здоровых растений было обосновано экспериментальными данными, свидетельствующими о том, что концентрация вирусов

в раст

управлению к точкам роста

йваивзий № Нежа каетл. 1 енадсеиэ ш. е.

НеТК

(White, 1933; Holmes, 1948; Limasset, Cornuet, Gendron, 1949; Morel, Martin, 19-48, 1952).

Даные об увеличении концентрации вируса от конуса нарастания к основанию были получены в работах и других исследователей (Kassanis, 1957; LLInaap, 1958; Ciowley, Hanson, 1960).

Однако многие вопросы общего и методического характера в проблеме культивирования меристем остаются еще не решенными.

Узловыми вопросами в проблеме получения безвнрусного картофеля методом культуры меристемы являются:

1 — усовершенствование питательной среды, направленное на максимальную приживаемость высаженных эксплан-тантов м ускоренный морфогенез последних;

2—подбор оптимальных гидротермических п световых режимов для культивирования изолированных меристем и выращивания полученных растений;

3 — ранняя вирусологическая проверка выращенного в культуре растительного материала;

4 — ускоренное размножение полученных безвирусных растений картофеля.

В соответствии с этими задачами объектом наших исследований служили клубни картофеля сортов Приекульский ранний и Лорх, зараженные вирусами X, S и М.

ОБЩИЕ МЕТОДЫ РАБОТЫ

Работа по получению безаирусного картофеля методом культуры ткани может быть условно разбита на несколько этапов:

1. Подготовительные работы

Мытье-и стерилизация посуды, стерилизация инструментов, бумаги, приготовление питательных сред, стерилизация растительного материала (раствором диацида 3—5 минут).

2. Изолирование меристемы и посадка их* на питательную среду

Вычленения меристем проводятся 'под бинокулярной лупой с 24-кратным увеличением, на один из окуляров которой нанесена масштабная сетка.

Изолированную меристему сразу переносили на поверхность питательной среды. После окончания - работы штативы с1 пробирками помещали в камеры с определенными режимами для выращивания.

3. Режим роста изолированных меристем

На 5—8-п день посадки изолята на среду обычно наблюдалось увеличение в объеме изолированного сегмента. Затем образовывался росточек. Перенесенный на новую питательную среду, он укоренялся. Через 2—2,5 месяца после изоляции меристем вырастали растения высотой 3—4 см.

4. Черенкование растений и пересадка их из пробирок в почву

С целью ускоренного размноження полученного материала растения черенковали в стерильном боксе по методике Вин-клер, Бутенко (1970).

Суть метода — в черенковании растения, выращенного пз изолята меристемы с последующим укоренением черенков в пробирках на модифицированной среде Уайта.

Таким образом* при получении в культуре хотя бы одного растения путем последовательных черенковании в течение двух месяцев можно подготовить для пересадки в почву или экспериментов около 500 растении.

Техника черенкования следующая: в стерильном боксе пинцетом растение извлекается из пробирки, на чашке Петри разрезается на черенки (по числу листьев). Нижняя часть черенка по отношению к корневой системе должна быть примерно вдвое длинней верхней. Черенок переносятся на новую питательную среду н-погружается в нее до основания листового черешка.

Через 12—15 дней растение обычно готово к пересадке в почву или повторному черенкованию.

5. Пересадка растений из пробирок в почву и выращивание их до образования клубней

Растения с крепким стеблем и хорошо развитой корневой системой отбирали для пересадки в почву (смесь песка и компоста). Пинцетом растение осторожно извлекали из пробирки, отмывали корни от агара в теплой воде и сажали в подготовленную почву.

Первые дни после пересадки растение накрывали стеклянными сосудами для создания большей влажности. Растение поливали раствором Кнопа.

6. Вирусологическая проверка растительного материала

В ходе работы по оздоровлению картофеля от вирусов методом культуры апикальных меристем неоднократно проводили серологический, .и иди к а торный, а также предложенный нами модифицированный индикаторный анализы.

ЗКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ а. ИССЛЕДОВАНИЕ РАСТЕНИЙ, ВЫРАЩИВАЕМЫХ ИЗ ИЗОЛИРОВАННЫХ МЕРИСТЕМ

I. Влияние разных питательных сред на рост, и развитие нзолированых меристем

Проведено сравнительное изучение наиболее употребляемых сред Хеллера, Морелла, Уайта, Мурасиге-Скуга. Состав сред взят по прописям Р. Бутенко и Ж. М орел я.

Анализ данных (таблица 1) показывает, что лучшая приживаемость изолятов имела место на среде Мурасиге-Скуга (30 из 30), худшая — на среде Хеллера (5 из 30).

Таблица 1

Влияние питательных сред на жнз неспособность изолированных меристем картофеля

М«(игстемы, штук

оставались живыми

Среда изоли- & течение: морфо-

■попюло

ровано 1 мес. 3 мес. 7 мое. генез

Хеллера 30 5 __ 30

Мореля 30 30 26 12 1 18

УаГгга 30 30 21 15 7

Мл-расюге-Скуга 30 30 30 30 9 —

Жизнеспособность меристем на среде Мурасиге-Скуга оставалась в течение 7 месяцев очень высокой — росли все 30 изолятов меристем. Начало морфогенеза — появление очень маленьких зачаточных листочков — отмечено через 3—4 месяца после посадки у 9 растений.

На среде Мореля изолированные меристемы развивались медленно, через 3 месяца после посадки погибли 4 изолята, через 7 месяцев — 14. Морфогенез наблюдали в единичном случае. На среде Уайта у 7 из 15 прижившихся изолятор сформировались слабые стебельки, а также в отличие от других сред — корни. Среда Хеллера не способствовала приживлению.

Таким образом, из 4 изученных питательных сред оптимальной для приживаемости, роста и развития изолированной меристемы можно считать среду Мурасиге-Скуга.

Исходя из этого, мы предположили, что, пересаживая побеги, развившиеся из изолятов меристемы на среде Мурасиге-Скуга на среду Уайта, можно добиться раннего укоренения их.

Наблюдения показали, что пересадка побегов со среды Мурасиге-Скуга на среду Уайта значительно ускоряет их развитие.

В связи с этим выращивание растений из изолятов меристемы целесообразно проводить в два этапа; получать побеги на среде Мурасиге-Скуга, затем укоренять их на среде Уайта,

2, Действие гиббереллина, кинетина и 2,4-Д на рост и развитие меристемы

Нами изучалось действие гиббереллина, кинетина и 2,4-Д на жизнедеятельность изолированных меристем сорта Лорх на фоне питательной среды Мурасиге-Скуга.

Из анализа данных (таблица 2) следует, что на среде с добавками гиббереллина в концентрации 0.3; 0,2; 0,02 мг/л, кинетнна в концентрации 0,3; 0,1; 0,01; 0,001 морфогенеза не было.

Сочетание стимуляторов — гпббереллин + кинетнн — способствовало морфогенезу во всех изученных вариантах. При этом из трех сочетаний наилучшим оказалось; гиббереллин 0,02 мг/л + кинетин 0,001 мг/л. В этом варианте все 25 высаженных на среду изолята прижились, у 16 из них сформировались стебли, у 2 — корни.

Прибавка к среде 0,3 мг/л 2,4-Д в 10 случаях из 25 способствовала морфогенезу.

Таблица. 2

Деист в не гиббереллина, кинетина и 2,4-Д на морфогенез изолированных меристем

Добавки стимуляторов Число изолированных ■меристем1 Конщентра-Ш. мг/л Число ЛРИОКИВ шихся меристем Морфогенез

стебель КОРН»

Гиббереллин 25 0,3 20

0,2 20 -— ---

0,02 23 — --

Кнгеетил........ 25 0,3 12 — —

0.1 16 — —

0.01 20 — —

0.001 22 — —

Г-и&берея л ян+иинет и » 25 0,2+0,1 1а 4 —

0,02+0.01 20 6 —-

0,02 +0,001 25 16 2

2,4-Д......... 25 0,3 20 10 4

Среда без стимуляторов 25 _ 24 — —

3. Влияние интенсивности и продолжительности люминесцентного освещения на морфогенез изолированных меристем

Влияние интенсивности освещения изучали в 4 вариантах (освещенность —2000 л к, — 6000 лк, ~~12000 лс и темнота).

Изоляты меристем высаживали на среду Мурасиге-Скуга, которая, по нашим данным, наиболее отвечает потребностям изолятов меристемы в элементах питания. В среду добавляли гиббереллин 0,02 мг/л и кннетнн 0,001 мг/л. Учитывали приживаемость, гибель и морфогенез изолятов меристемы картофеля.

Анализ результатов (таблица 3) показывает, что 100%-ная приживаемость изолятов обеспечивает освещенность около 12 000 лк.

Наблюдения показали, что морфогенез находится в непосредственной зависимости от освещенности. Если при освещенности около 12000 лк морфогенез прижившихся изолятов начался в течение первого месяца, то при освещенности около 6000 лк — в течение 2-го месяца, при освещенности около 2000 лк— в течение 3-го месяца.

Таким образом, оптимальной из изученных вариантов освещенности ( — 12000, —6000, —2000 лк) для развития изолятов меристем является освещенность около 12000. Она способствует 100%-ной приживаемости н 100%-ному морфогенезу изолированных меристем.

При выращивании в темноте из 30 высаженных изолятов погибло 7. Увеличение размера и морфогенез изолятов в течение 3 месяцев не наблюдались, нзоляты имели вид бесцветного блестящего шарика. Каллусообразования не было. Чере-з 3 месяца 12 изолятов были перенесены на стеллаж с освещенностью '—12 000 лк. Через месяц изоляты меристемы приобрели зеленоватую окраску и увеличились в размерах. Изоляты в темноте оставались в прежнем состоянии. Как следует из наблюдений, отсутствие света прерывает развитие изолированных меристем, но не подавляет его полностью.

Влияние продолжительности освещения изучали в 4 вариантах: при постоянном освещении в течение всего периода культивирования изолированных меристем н при 16-часовом световом периоде (освещенность в обоих вариантах около 4000 и 6000 лк).

Полученные данные свидетельствуют о том, что постоянная освещенность отрицательно влияет на приживаемость и морфогенез изолятов меристем. Приживаемость изолированных кусочков снижается с 89 до 64% соответственно вариантам с прерываемым и непрерывным освещением (осва-

Влияние интенсивности освещения в культуре апикальных меристем картофеля (лампы люминесцентные — ЛБ-80)

Меристемы Морфогенез Число черенков, полученных

Вариант освещенности, в люксах месяцы % морфогенеза ■от прижавшихся меристем Пересажено на срезу Уайта ■черем овация

■изолировано, шт. погибло, шт. %' приживаемости 1 2 3 1-е 2-е 3-е ■Пересадка а почву

—12000 30 0 100 30 _ _ 100,0 18 26 36 4 17

-6000 30 4 86,6 — 9 5 И 12 1 — 4

— 2000 30 4 86.6 — — 6 23,0 6 — — - —

Темнота 30 7 76,6 0 0

щенность— 6000 л к). Заметно влияние продолжительности светового дня и на морфогенез изолятов. В варианте с 16-часовым светопериодом морфогенез протекал интенсивнее и на 2-й месяц после посадки изолятов на среду 14 растений были пересажены на укоренение. В вариантах с постоянным освещением за это время пересажено на среду Уайта 3 растения.

4. Влияние ксеноиового света на приживаемость и морфогенез изолированных меристем картофеля

Действие интенсивности освещения ксеноновых ламп на приживаемость и морфогенез изолированных меристем изучали при освещенности — 10000 и — 15000 лк в 4 вариантах: при температуре -Н9и +24°С. Влажность постоянная—70%, Анализ данных {таблица 4) показал, что 100%-ная приживаемость н одновременно 100%-ный морфогенез обеспечивает освещенность — ЮООО лк при температуре +24°С. При этом же режиме наблюдалось активное стеблеобразование. У 28 из

Т а -б л и ц а 4

Влияние ксеноиового освещения на морфогенез изолированных меристем картофеля

Варианты Продолжи^ телшость Морфогенез Стебле-обр-аао- Корке-образо- Гц "бел ь

опыта, ■мес. шт. V ван-ие, шт. ■ьание. шт. изолятов, шт.

15000 лк Р: +19 "С I II Ш . 36 4 90%: 10% 111 _ 6 2

Итого 40 — — 8

10000 лк I И ш 40 100% —1 4 8 8

Итого 40 12 — 8

15000 лк Р: +24 "С I II III 20 10 10 50%) 25% 25% 2 4 *2 8 4

Итого 40 6 2 12

10000 лк I- 1 II < III ] 40 100% _ 8 8 12 2

Итого | 40 28 2 —

40 изолятов за период 2, 3 месяца образовались стебли. Освещенность 15000 лк в обоих температурных режимах не способствовала стеблеобразованию.

Образование корней при всех изученных режимах наблюдалось в единичных случаях.

б. УСКОРЕННОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ ВЫРАЩЕННОЙ В КУЛЬТУРЕ ТКАНИ РАСТЕНИИ КАРТОФЕЛЯ

С этой целью нами использовалась методика (Бутенко, Винклер) черенкования растений, полученных из изолированных меристем с последующим укоренением черенков на специальной питательной среде в пробирках.

Перспективная в своей основе методика ускоренного размножения черенками требовала разработки специфичных режимов: температурного, светового и прежде всего уточнения состава питательных сред и подбора стимуляторов роста растений.

1, Подбор питательной среды при ускоренном размножении безвирусных растений, полученных в культуре меристемы

Анализируя данные (таблица 5), полученные при сравнении роста и развития растений картофеля из черенков на питательных средах Уайта и Мурасиге-Скуга без добавления стимуляторов, мы пришли к выводу, что среда Мурасиге-Скуга непригодна для ускоренного размножения растении.

Т1бл»да; 5

Сравнительное влияние среа Уайта и Мурасиге-Скуга на развитие растений из черенка картофеля

Число

Среда- Посажен ны-е черенки, шт. Число растений со стеблем С образовавшимися Кореями •растений!, готовых к пересадке & почву, шт.

Уайта...... М\раснге-Скуга „ . 40 40 15 2 12 12

2. Действие компонентов среды Уайта на развитие растений картофеля из черенков в культуре

Поскольку среда Уайта оказалась наиболее эффективной при размножении безвирусных растений картофеля при черен-

9

ковании, представляло интерес изучить влияние различных компонентов среды на скорость роста и развития растения картофеля из черенка.

Анализ данных (таблица 6) показывает, что отсутствие каждой из четырех основных групп веществ, составляющих среду Уайта, отрицательно влияет на стебле- и корнеобразо-вание и на готовность растений к пересадке в почву. Отсутствие в питательной среде витаминов,, хотя и не оказывает резко выраженного Действия на интенсивность развития растения из черенка, по снижает выход растений, готовых к пересадке.

Даные о влиянии разных компонентов среды Уайта на рост н развитие черенков, полученных в опыте на черенках других сортов, говорят о том, что сортовых различий в реакции на разные компоненты среды Уайта не имеется.

3. Влияние некоторых стимуляторов на выход здорового посадочного материала картофеля, полученного методом культуры меристем

Важную роль при ускоренном размножении полученных в культуре меристемы безвирусных растений картофеля играют вещества-стимуляторы, добавление которых в питательную среду значительно ускоряет рост и развитие картофеля из черенка.

В опыте были изучены следующие концентрации и вещества: ферулловая кислота I; 0,5; 0,2 мг/л; а-иафтилуксусная кислота 0,5; 0,2; 0,02 мг/л; ф е р ул л ов а я + а - н а фт и л у ксу сн а я кислоты — 1 +0,5; 1+0,2; 1+0,02; 0,5 + 0,2; 0,2 + 0,2; 0,02 + 0,2; хлорогеновая — 0,5; 0,2; 0,02 мг/л; гкббереллин — I; 0,5; 0,2; 0,02 мг/л; кннетин — 0,1; 0,01 мг/л.

В процессе наблюдений учитывали начало стебле- и корне-образования с момента посадки черенка на среду, высоту стебля, число листьев и главных корней и визуальную готовность растений к пересадке из пробирок в почву на 15-й день опыта.

Если взять основным критерием оценки результатов число растений, готовых к пересадке в почву, то, как следует из анализа данных (таблица 7), самым эффективным для развития растений оказалось сочетание ферулловая кислота 1 мг/л плюс. а-нафтилуксусная кислота 0,02 мг/л. Из 40 растении этого варианта к окончанию опыта все 40 имели относительно крепкий стебель и хорошо развитую корневую систему и были готовы к пересадке в почву. 10

Tai л як а< 6

Влияние разных компонентов питательной среды Уайта на рост растений

картофеля при черенковании (средние по оггыту данные) _ <г При сеульский ранний»_

Число дней с момента черенко- На 15-й день с момента черенкования

ванн»

Варианты опыта ; * _ 3 35 g ° Ä Й п = S 4 ** S 5 ^ р. к я 5> а v г i* в Я я Ч Я р О Od Q Ü „ Я ■ VHS ЧИФ rf О X J* а. (а ш О Щ 2 = Iй у п " oj 4t г iSs 5 , ■ = а h я >,Э 5 " - и efl 3 (L, Й £Г S ф « ' ig? 3i > £ n 4 „ qj ЧЭ Ei Я " '¿of Sji ¥"81 w e « ■ к S 5 4 влК <2 « у я ä а i ca н м ш л PS Ф Й V Ф я § _ £ Ii s а ч Э s £ Я || cd i> i> ¡1 « i saf- л о а? с, »See

Полная среда Уайта (контроль-) ....... 30 6 5-7 4 2-8 6 4,7 2—8 5 3- -6 9

Среда Уайта без нейроэлементов ..... 30 3 5-7 4 1-5 3 — 3,3 1.5-10 2,7 2- -5 2

С ред. а У а вт а без с а х а -розы........ 30 3 3-9 4 I'—5 3 — 2 0,3-5 3 1- 3

Среда Уайта без витаминов ....... 30 3-rf 5—17 4 2-fi 4 — 2,8 0,5-4,5 2,7 1- -5 6

Среда Уайта без сахарозы и витаминов. . . , 30 3-5 5-Я 8 [-4 2 _ 1,7 0,5—4,5 2 1- -3 —

Агар....... 30 3-5 5-3 4 1-5 3 4 1,3 0,5-2 1 1- -3 1

Кинетин в испытанных концентрациях не может быть использован в качестве добавки при черенковании растении, так как он угнетает корнеобразование,

4. Влияние разных режимов освещения на рост черенков картофеля в стерильной культуре при ускоренном размножении растений!

Нами изучалось влияние двух видов освещения: люминесцентного, наиболее используемого в теплицах и камерах искусственного света, и ксенонового, спектор которого наиболее близок к солнечному (Леман, 1971), на рост черенков картофеля в стерильной культуре.

Люминесцентное освещение: изучалось освещенности —~ 12000 лк,—- 6000 лк,~ 2000 лк и продолжительности освещения в двух вариантах световой день 16 часов и круглосуточное освещение.

У растений, развивающихся при освещенности "-12 000 лк, стебель короткий, листочки крупные, темно-зеленой окраски, У растений, развившихся при освещенности 6000 лк, стебель тянущийся, тонкий, листочки мелкие н их мало. Корневая система хорошо развита у растений I варианта (— 12000 лк). Растения из I варианта вполне пригодны для пересадки или для повторного черенкования.

В варианте с освещенностью'-' 2000 лк черенки значительно отстают в развитии, стебелек очень тонкий, с мелкими листочками, корневая система слабая. Эти растения непригодны для пересадки в почву.

Постоянное освещение отрицательно влияет на развитие растений при черенковании их в пробирках;

Таким образом, для получения в короткий срок крепкого растения, годного для пересадки в почву, необходима освещенность не менее 12000 лк при светопериоде в течение суток 16 часов,

Ксеноновое освещение: при изучении влияния света ксено-новых ламп на развитие черенков картофеля в пробирочной культуре испытывали режимы 4 вариантов: освещенность

15000 лк и ~ 10000 лк, 24-часовой и 16-часовой световой период.

Изученные режимы не способствовали развитию растении из черенков. Стебли во всех вариантах образовывались на 2—4-е сутки после черенкования. Однако дальнейшее развитие их у черенков (кроме верхушечных) было угнетено.

Влияние ферул до вон, а-нафти л уксусной кислот и гнббереллнна на развитие растений картофеля из черенков

Добавки, концентрация, мг/л .Н ftttt ттггы На 15-ft день опыта!

ocpal hit стебле» юаа - (я корней oil 3SS А > Ч ч 3^3 s п о f? V <J £ s if я 5 о Л <5 X ££ s s <* Ч § О о rii ± з а» ||£

«дней»

Ферул.юзая к-та + а-наф-

тилуксусная к-та

1. 1,0+0,5...... 3—7 6—3 1.0 7 1J0 2.7 0

2. 1.0+0,2...... 3—1 3—(3 4.4 3 г» 5.0 20

3. 1,0+0.02..... 2—4 2—6 4.8 _, 4.7 7,0 40

4. 0,5 + 0,2...... 3—5 5—13 4.5 1 3.6 5,5 22

5. 0.2 + 0,2...... 2—4 4—7 3,9 4 3.8 5,0 30

6, 0,02 + 0,2..... 2—5 5—7 4,0 2 3,6 6,2 20

Ферулловая к-та

7. 1,0........ 2—6 2—7 4,5 4,8 4,5 30

8. 0.5........ 2—4 2—4 3,3 .— 4.5 4.0 16

9. 0.2........ 2 2 4.6 _ 6.6 5,0 24

10. 0,02....... 2—3 2—6 4,0 _ 4,5 5.8 36

а-на фтилуксусная к-та

И, 0,5....... 2—3 2—4 ьл 1,8 5.1 4.1 22

12. 0,2...... 2—3 2—3 5.6 — 4.8" 4 2 24

13. 0,02....... 2—6 3-6 5,4 — 4,5 4,5 22

Гпббереллин

14. 1,0....... 2 2—6 5,0 1 2,8 1,3 6

15. 0,5....... 2—7 2—6 4.5 — 6.0 5,0 26

16, 0,2....... 2-3 2-3 3,1 — 4.0 4,2 14'

17. 0.02....... 2—3 2—6 4—1 — 5.0 4.1 26

18. Контроль среда Уай- 3,1 3,8 10

та без добавок) . , 2—5 3-6 — 4,3

в. ПОЛУЧЕНИЕ БЕЗВИРУСНЫХ РАСТЕНИЙ КАРТОФЕЛЯ МЕТОДОМ КУЛЬТУРЫ ИЗОЛИРОВАННЫХ

МЕРИСТЕМ

Изоляты меристем сортов Приекульскин ранний и Лорх размером 100—150 мк выращивали на питательной среде Му-расиге-Скуга с добавлением гиббереллина и кинетина с последующим укоренением черенков в пробирках на модифицированной среде Уайта. \ Данные, представленные, в таблице 8, указывают на зо-\на^6ное распространение вирусов картофеля в меристемной

Выход (%) безвирусных растений картофеля из верхушечных меристем на среде Мурасиге-Скуга

Свободно от вирусов

Изолировано Сорт §1* У § = £ 8 1 ^ * 1 5 = X £ М •от комплекса X, & ■и; М

А " к А ^ о шт. % шт. % шт. % ш-г. %

по 300 меристем Приекульский оан-ни А 192 35 18.2 17 8,8 111 5.7 7 3,6

каждого сорта Лорх 186 23 12,3 6 3,2 6 3,2 4 2,1

Результаты опыта показали большую возможность получения растений картофеля, не содержащих вируса X по сравнению с вирусами Э и М.

Свободных от комплекса вирусов X, Э и М было получено 7 растений сорта- Приекульский ранний (3,6%); и 4 растения сорта Лорх (2,1%). Этот материал размножали в пробирках методом черенкования для фенологических наблюдений и изучения их продуктивности.

Изучение ингибирующего действия некоторых веществ на вирусы X, £> и М в опытах с культурой тканей

Метод культуры ткани дает большие возможности для выяснения антивирусного действия различных соединений.

Рядом исследователей установлен антивирусный эффект некоторых соединений путе'м внесения их в среду и анализа их влияния на вирусы, находящиеся в культуре ((\assanis, 1957; ШМеЬгапсИ, 1958; Ки^тап, 1960, е( а1„ 1960).

В нашей работе было изучено антивирусное действие некоторых соединений, используемых в качестве стимуляторов роста и корнеобразования в культуре ткани.

Изучавшиеся .нами вещества добавляли; к среде Уайта в следующих концентрациях; гиббереллнн 1 г/л, 8-азагуанин 2 мг/л, 2-тиоурацнл 2 мг/л, контролем служила среда Уайта без добавок,

В опыте использовались растения картофеля, инфицированные вирусами X, Э и М, сохранявшиеся в пробирочной культуре.

Подопытные растения проверяли на наличие вирусов индикаторным и серологическим методами. В результате оказалось, что гнббереллнн (in vivo) в концентрации 1 г/л не оказывает влияния на вирусную инфекцию. Подопытные растения отставали в росте, мозаичные симптомы проявлялись четко.

Аналогичное действие оказывают 8-азагуанин и 2-тиоура-цил в опытах (in vivo). Все растения этих вариантов дали отрицательные результаты на вирусы X и S, но оказались зараженными вирусом М.

Фенологические наблюдения за растениями 1-го вегетационного периода, полученными методом культуры ткани, и их продуктивность

Полученные из пзолята меристемы оздоровленные растения сортов Приекульскпи ранний и Лорх черенковали по вышеописанной методике с пересадкой черенков на модифицированную среду Уайта.

Для пересадки в почву отбирали растения с 4—6-ю листочками, крепким стеблем и хорошо развитой корневой системой.

В течение первого вегетационного периода бутонизация н цветение не наблюдались. Растения были одностебельнымн, высотой 50—60 см. От каждого растения получили в среднем по 3 клубня, вес от 0,5 до 8 г, в среднем 3,5 г.

Фенологические наблюдения за растениями вегетационного периода, полученными методом культуры меристемы, и их продуктивность

Многими исследователями методом культуры ткани были получены клубни картофеля, свободные от вирусов. Однако в литературе недостаточно освещен вопрос об их последующей продуктивности.

Поэтому мы поставили перед собой задачу — определить посадочные качества и продуктивность клубней, полученных в первый вегетационный период.

В течение 2-го вегетационного периода из вышеупомянутых клубней безвирусные растения выращивали в двух вариантах: в вазонах диаметром около 40 см с почвой в тепличных условиях под люминесцентным освещением и температуре 23— 26° С и в специальных изоляторах, поставленных под открытым небом.

Во время вегетации проводились фенологические наблюдения, результаты которых представлены в таблице 9.

Таблица О Результаты фенологических наблюдений за растениями 2-го вегетационного периода, полученного методом культуры ткани

Время

Сорт посадки появление всходов- буТОН'Л- заци» J цветение j уборка^

А. В тепличных условиях

Прнекулъскнй 5 июня от 14/VI от 9/V1U от 18/VÍII 25ИХ

раните до 16/VI до 14/VIM до 20-/VIII

Лор.х 5 и!оня от 15/VI от 15/VIII от 23/VIII 30/1Х

до 20/VI зо 20/VI II ао 28ЛПИ

Б, В изоляторах

Приекульский' 5 ¡ноля от 12/VI от 8/VIII от 17,'VIII 20/1X

ралииЛ ДО 14/VI до 1(3 Ai Ш до 20/VI II

Лорх 5 тон я от I3/VI от 17/VIII от 23/VIII 30/IX

до 16/VI до 20/VI1.I до 25/VIII

Данные продуктивности этих растений представлены в таблице 10,

Таблица 10 Сравнительная продуктивность растений второго поколения

Сорт Место выращивания С о ^ % Síi о , %% Iii г а' «S-=! * "S S'i Si ST =¡ am «i lie 5 £ д Ш m (U <5 Ж

ПриекудъскнЛ в теп лише 10 40 4 2720 68

раншй а изолятора 10 38 3,8 2128 56

Лорх в теплице 10 3t 3,1 1798 58

в изоляторах 10 33 3,3 1815 55

Ранняя вирусологическая диагостика растений картофеля, полученных в культуре ткани

С целью ранней надежной диагностики ряда мозаичных вирусов в полученных в культуре ткани растениях картофеля индикаторный* метод диагностики нами модифицирован.

Основой предлагаемой модификации является объединение метода ускоренного размножения в пробирочной культуре, выращенного из сегмента меристемы растения, с методом прививок, разработанным на кафедре фитопатологии ТСХЛ (Лунин, Харченко, Тун).

С целью диагностики выращенное на питательной среде растение черенкуется в стерильном боксе, Один-два черенка прививают в «расщеп» на растение-индикатор, остальные укореняют па среде Уайта, В случае зараженности проверяемого растения через небольшой срок (15—20 дней) на листьях растений-индикаторов, образовавшихся после прививки черенков картофеля, появляются характерные симптомы.

Использование этого метода позволяет, во-первых, проводить раннюю диагностику выращенных в культуре растений, во-вторых, дает возможность вести работу по оздоровлению картофеля от вирусов в пробирках до достоверного оздоровления растений, что экономичнее и проще, чем выращивание и анализы корнесобственных растений из черенков, кроме того, черенки в пробирочных культурах при таком способе не имеют потенциальных источников случайной инфекции,

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты выполненных нами исследований позволяют следать следующие выводы:

а. Изоляты меристем

1. При выращивании апикальных меристем картофеля нг. искусственных питательных средах, лучшей для прижмваелт-сти, сохранения жизнедеятельности меристем малого размера и формирования стебля с листочками является среда Мура-сиге-Скугу, приживаемость 100%, морфогенез 30%. В то же время массовое укоренение образовавшихся побегов происходит на среде по Уайту.

В связи с этим выращивание растений из изолятов меристемы целесообразно проводить в Два этапа: получать побеги на среде Мурасиге-Скуга, затем укоренять их на среде Уайта.

2. Добавление к среде Мурасиге-Скуга гиббереллнна и кн-иетина одновременно в концентрациях 0,02 и 0,001 ыг/л соот-

ветственно обеспечивает 100%-ную Приживаемость и 64%-ный морфогенез изолированных меристем.

3. При изучении интенсивности и продолжительности люминесцентного и ксенонового освещения на приживаемость и морфогенез нзолятов меристем установлено, что оптимальным из изученных вариантов является люминесцентное освещение не менее 12000 лк при 16-часовом светопериоде, что способствовало 100%-ной приживаемости и 100%-ному морфогенезу изолированных меристем (при 6000 лк приживаемость была 8,66%, морфогенез 54,0%). Постоянное освещение дало отрицательные результаты.

4. При выращивании в темноте из 30 высаженных нзолятов погибло 7. В этих условиях в течение 3 месяцев не наблюдались коллусообразованпя, увеличение размера и морфогенез нзолятов. Вместе с тем отсутствие света прерывает развитие изолированных меристем и не вызывает их гибель.

б. Ускоренное размножение здорового материала

5. Черенкование растений, выращенных из изолята меристемы с последующим укоренением черенков в пробирках на модифицированной среде Уайта, позволяет получить из одного растения путем последовательных черенковании в течение двух месяцев около 500 растении для пересадки в почву пли экспериментов.

6. Из изученных питательных сред для роста и развития растений картофеля из черенков лучшей является среда Уайта, которая дала большее количество растений (12 и 40), готовых к пересадке в почву или повторному черенкованию (на среде Мураснге-Скуга таких растений нет),

7. Исключение каждой из четырех основных групп веществ, составляющих среду Уайта (макро- и микроэлементы, витамины, сахара) отрицательно влияет на стебле- и корнеобразова-ние и готовность растений к пересадке в почву.

8. При изучении действия различных концентраций и сочетаний хлорогеновон, ферул л об ой и а-нафтилуксусной кислот и гиббереллина на развитие растений картофеля из черенков показано, что оптимальным для выхода максимального числа хорошо развитых растений явилось сочетание ферулловон и а-нафтилуксусной кислот в концентрациях 1 мг/л и 0,02 мг/л соответственно. Применение этих стимуляторов увеличивало выход растении, готовых к пересадке в почву в 4 раза,

9. При изучении влияния интенсивности и длительности люминесцентного освещения на развитие в стерильной культуре растений картофеля, полученных при черенковании, выращенного из изолированной меристемы исходного растения,

показало, что получение в короткий срок крепкого растений, годного для пересадки в почву, возможно лишь при освещенности не менее 12000 л к и светопериоде 16 часов. Постоянное освещение отрицательно влияет на развитие растений при черенковании их в пробирках.

10. Ксеноновое освещение в испытанных режимах непригодно для размножения картофеля при ускоренном черенковании в пробирочной культуре.

в. Получение безвирусных растений картофеля

1 К Результаты серологического и индикаторного анализов, проведенных нами на четырехстах изолированных меристемах двух сортов, свидетельствуют о большой возможности получения растений картофеля, не содержащих вируса X по сравнению с вирусами 5 и М. Эти данные подтверждают мнения о зональном распространении вирусов картофеля в меристем-ной части.

От комплекса вирусов X, Б и М были оздоровлены 3,6% растений сорта Приекульскнй ранний и 2,4% сорта Лорх.

12. При использовании черенкования растений картофеля, полученных из нзолятов меристемы с момента изолирования сегментов меристем до получения клубней 1-й репродукции, проходит 7—8 месяцев.

По теме диссертации опубликованы следующие работы автора:

1. Сравнительная оценка питательных сред н стимулирующих веществ при культивировании меристемы картофеля. Известия ТСХА, 5, Издательство «Колос», Москва, 1972.

2. Освещение к морфогенез изолированных меристем. Ж. Картофель и овощи № 3, 1972.

3. Влияние освещения на рост черенков картофеля в пробирочной культуре. Ж. Картофель и овощи № 6; 1972.

4. Действие компонентов среды Уайта на черенки картофеля в пробирочной культуре. Ж. Картофель и овощи Ка в, 1972.

5. Ранняя диагностика вирусов картофеля в растениях, полученных методом культуры ткани. Ж. Картофель и овощи № 10, 1972.

6. Влияние излучения ксеноновых ламп на изоляты и растения картофеля. Ж. Картофель и овощи № 12, 1972.

Объем 1*/* п. Л.

Заказ 1044.

Тираж 150

Типография Московской с.-х. академии «м. К. А. Тимирязева Москва 125008, Тимирязевская ул., 44