Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Dendrobium phalaenopsis Fitzg. (Orchidaceae juss.). Биологические особенности и культура

ВАК РФ 03.00.05, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "Dendrobium phalaenopsis Fitzg. (Orchidaceae juss.). Биологические особенности и культура"

Г. /> г.

' '1 '' •: ^Академия наук украины

центральный республиканский ботанический сад

им. Н. Н. ГРИШКО

На правах рукописи КОВАЛЬСКАЯ Людмила Африкановна

ОЕШ1ЮВ1иМ РНАЬАЕЫОРБ^ Р\ТЮ. (СЖСНЮАСЕАЕ Л^Б.).

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И КУЛЬТУРА

03.00.05 — ботаника

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Киев — 1992

Работа выполнена в отделе тропических и субтропических растений Центрального ботанического сада им. Н. Н. Гришко АН Украины.

Научный руководитель:

доктор биологических наук Т. М. ЧеревчешСо;

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, старший научный сотрудник В. В. Протопопова;

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник В. Г. Собко;

Ведущее учреждение:

Ботанический сад им. акад. Д. В. Фомина Киевского госуниверснтета.

Защита состоится » 1-<-'¡О 1992 г. в (0.00 часов на заседании специализированного совета К 016.44.01 при Центральном ботаническом саде им. Н. Н. Гришко ЛН Украины по адресу: 252014, г. Киев, ул. Тимирязевская, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Центрального ботанического сада им. Н. Н. Гришко ЛН Украины.

Автореферат разослан •« г 5- » 1992 г.

Ученый секретарь //Г)

специализированного совета, / /А^Р/л-^ кандидат биологических наук / н, И. ДЖУРЕНКО

Тип. КВВАИУ. 1,25 печ. л. Зак< 684

ОВШДЯ ХАРАКТЕРНОГО РАБОТЫ

■ Актуальность темы. Орхидные (Orchidaceae Juss. ) являются одним •ira наиболее многочисленных семейств покрытосеменных растений и представляют большей интерес как для теоретических исследований, так и для практического использования. Красивоцветущие тропические и субтропические виды орхидей широко культивируются во многих странах мира как срезные и горшечные культуры. Однако d настоящее время в промышленном ассортименте нашей страны орхидеи предствалены лишь несколькими видами (Cymbidlum hybridum hört., Calantha vestita Lindl., Phalaenopsis amabllls Bl.).

Одной из наиболее перспективных культур для внедрение в промышленное цветоводство закрытого грунта является, на наш взгляд, Dendrobium phalaenopsis Fitzg. Это растение характеризуется высокодекоративными соцветиями и цветками, продолжительным цветением и длительной сохранностью соцветий в срезанном состоянии.. Однако почти полное отсутствие данных о биологии развития этого вида в отечественной и доступной нам иностранной литературе сдерживает его внедрение в цветоводческие хозяйства.

Цель и задачи исследования. Целью работы явилось изучение биологических особенностей Dendrobium phalaenopsis в условиях закрытого грунта и разработка методов его размножения и культивирования.

В связи с .этим были поставлены следующие задачи:

- составить фенологическую и морфологическую характеристику вида;

- изучить процесс прорастания семян и прегенеративный период развития;

- исследовать морфоструктуру и малые шиты развития вегетативного и генеративного побегов, а также всего растения;

- разработать методы массового размножения и технологию ' выращивания Dendrobium phalaenopsis;

- передать полученные растения в промышленное цветоводство.

Основные положения, которые выносятся на защиту:

t. Особенности прегенеративного периода развития Dendrobium phalaenopsis.

2. йзрчос-труктура гзгетативного и генеративного побегов и их жизненные циклы.

"а Особенности массового размноизния Dendrobium phalaenopsis в культуре in vitro.

. Научная новизна исследований. Исследованы особенности прегене-ративного периода развития Dendrobium phalaenopsis, Приведены оригинальные данные по формированию морфоструктур в онтогенезе,, установлены сроки основных эт,'апов органогенеза и их продолжительность. Впервые изучена и описана морфологическая структура вегетативного и генеративного побегов, а также малые жизненные циклы их развития. Разработан метод «локального размножения Dendrobium phalaenopsis в культуре in vitro.

Практическая ценность. На основании изучения биологических особенностей развития Dendrobium phalaenopsis разработаны методы его массового размножения и создана рациональная технология культивирования в условиях закрытого грунта, 'что позволило внедрить полученный материал в ассортимент промышленных цветоводческих хозяйств и ботанических садов.

Апробация работы. Основные положения и разделы работы доложены на III (Одесса, 1086) и V (Харьков, 1988) региональных совещаниях секции закрытого грунта Совета ботанических садов Украины и Молдавии; на 111 Всесоюзном совещании по охране и культивировании орхидей (Москва, 1987); Международной конференции "Биология культивирования клеток и биотехнология" (Новосибирск, 1988)} Всесоюзном совещании Совета ботанических садов АН СССР (Кишенев, 1989); на совещании "Наука - производству", ЗДНХ СССР /получена серебрянная медаль/ (Шсква, 1989):. Всесоюзном научном совещании, посвященном 80-летию Ставропольского, ботанического сада (Ставрополь, 1090); на на-> учных заседаниях'" отдела тропических и субтропических растений и Ученом совета ЦБС АН Украины (1888- 1Ö91).

Публикации. Основное содержание диссертации отражено в И научных работах.

Структура и объем работа Диссертация ростом и& введения, пяти глав, выводов и списка литературы. Работа изложена на /^страницах, включает таблиц, -3 ■О рисунков и S приложений. Библиография - ¿36 наименований, в том числе ^Yi? еаруб^жных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ .-■ >-.

Глава I. Обзор литературы

Глава посвяиэка анализу литературных данных по биологии рода Dondrobium Svj. н айда Dandrobim phal&anopsis Fitz?., а также опре-

делению основных направлений дальнейших следований.

Приведен анализ систематического п. >жения рода Dondrobiuro,который является одним из наиболее многочисленных в семействе Orchl-dnceae и насчитывает по данным разных авторов от 900 до 1600 видов (Hawkus, 1901; Bechtol. Cribb, Launort, 1985). В новейшей системе семейства, разработанной R. Dressler (1986), Dendrobium phalaenopsls относится к подсемейству Epidendroideaa Lindley, трибе Dendrobiae, подтрибе Dendrobiinae Pontham, секции Phalaenanthe Schltr.

Ареал Dondrobiun phalaenop-.Ms охватывает влажные тропические леса северо-восточного побережья Австралии и Новой Гвинеи,что соответствует Квинслендской провинции Северо-восточно-австралийской области Австралийского царства и Папуасской провинции Малазийской области Индо-Малазийского полцарства Палеотропического царства (Тах-талжян, 1978). В естественных условиях Dendrobium phalaenopsis растет на деревьях в верхнем ярусе леса, и мы относим его к коровым, временно-снабжаемым водой, гелиофильным эпифитам, гемиэпифитам (Faber, Shimper, 1935) или эпифнтным травянистым поликарпикам (Серебряков, 1962).

Проведенный литературный анализ показал, что Dendrobium pha-lannopsis изучен недостаточно. Так, сведения о нем в доступной нам иностранной литературе сводятся, в основном, к описанию внешнего вила и краткой характеристике условий выращивания. Данные о биологии развития, строении вегетативного и генеративного побегов вообда отсутствуют. В нашей стране изучением этого вида занималась Т. М. Че-ревченко (1986), однако в исследовании биологии развития она касалась только начальных этапов.

В связи с этим является целесообразным изучение всех этапов прегенеративного периода ¡развития Dendrobium phalaenopsls Fitzg. , определение морфоструктуры и жизненных циклов вегетативного и генеративного побегов, а также малого жизненного цикла развития всего растения. Полученные данные могут быть использованы как при совершенствовании системы семейства Orchidaceae и уточнении филогенетических связей таксонов, так и послужить основой для разработки технологии выращивания Dendrobium phalaenopsis - красивоцветудей орхидей, которая может достойно пополнить ассортимент срезных культур промышленного цветоводства страны.

Гласа П. Объекты, условия и методы исследований

ооъеетом исследования явилась эпифитная топическая орхидея Dendrobium phalaenopsis. Исходный материал Сил получен в 1980 г. ив Сингапура. В исследованиях использовались как эти растения, так и разновозрастные сеянцы, полученные из семян собственной рещюдук-ции. и выращенные нами растения-регенераты. Работа проводилась в оранжереях и лабораториях отдела тропических и субтропических растения ЦБС им. Н. Н. Гришко АН Украины с 1084 по 10Ш гг.

Рост и развитие растений изучали путем регулярных Фенологических наблюдения и биометрических исследований по методике ГЭС All СССР (1975). При составлении морфологической характеристики исполь-оовалась терминология, представленная в "Атласе по описательной морфологии высших растений" (5>;доров, Артюсюнко, Кирпичников, 1956, 1962; О^доров, Артииенко, 1976, 1979; Артшенко, Здоров, 1986; Ар-тюимнко, 1990). При описании плодов и семян использовали схему, разработанную И. А. Ивановой и R М. Дудик (1974). Определение объема семени и вародыша проводили по методике J.Arditti, Y. Michaud, P. Healey (197tf).

Изучение биологии развития и этапов органогенеза осуществляли по методике, разработанной в лаборатории биологии развития МГУ им. М. В. Ломоносова (Куперман, Ржанова, 1963; Куперман, 1977). Модельные растения наблюдали в период прорастания семян ежедневно, в Фазе проростка - один раз в неделю, а в дальнейшем - два раза в месяц. Анализ осуществляли с помощью микроскопа МВС-9. Проводили учет биометрических показателей, описание и варисовку морфоструктур, отмечая появление и развитие всех составляющих элементов вегетативных И генеративных почек, а также состояние апикальной меристемы. Плас-тохрон определяли по методике И.Г.Серебрякова (1952).

При описании морфологической структуры побеговьи систем применяли методику Е.С.Смирновой (1990), определяя тип побегосой системы, форму роста и состав листовой серии.

Работы по семенному и клоналыюму микроразмноленио проводили в лаборатории культуры изолированных тканей. Семена собственной репродукции проращивали на модифицированной в ЦВС АН Украины среде Кнудсона (A.c. N 816438). Для клонального микрораэмножения использовали модифицированную среду Вацина-Вента. Зксплантантами являлись пазушные почки побегов и цветоносов, апикальная меристема побегов.

- Б -

а также части поученных m vitio растений.

Подкормки осуществляли по схеми, разработанной Т. М. Черевченко и Н. В. Займенко (1089). Содчржыше биогенных элементов в почвенных субстратах определяли по методике Г. Я Ринькиса (198:?). torемат ичеекая обработка полученного эксперемонталыюго материала проводилась по методике Г. П. Зайцева (1984).

Глава III. ЬЬрфологичесюш характеристика Dondrobium . phalaenopsts Fitztf.

Ь. 1. Строение вегетативной сферы

Корневая система Dendrobium plialaonopsis состоит из придаточных корней, среди которых различают воздушные, прикрепляющие и субстратные. Рост корней сезонный. Период интенсивного 'роста - март -апрель. Налдый вегетативный побег имеет спою группу корней, вырастающих на нижних междоузлиях, в основном, на плагиотропном участке побега Воздушные корни (диаметром 2-2,6 мм), как и у других эпи-фитных орхидей, имеют губчатый многослойный веламеи с кутинизиро-ванньш внешним слоем, лишенным корневых волосков. Прикрепляющие корни сплюданны^ (размер в сечении 2*3.6 им), лентовидные, с хорошо раэвиплш сосочковидными клепшми, которые плотно срастаются с' субстратом. Подземные корни округлые з сечении (диаметром до 2 мм),' имеют корневые волоски, а веламен у них, как правило, отсутствует.

Стебель цилиндрический, эпициклоидный, членистый, прямой или слегка извилистый, тонкий, травянистый, плотный, волокнистый, пру-товидный, высотой от 40 до 90 см.

Листорасположение двурядно-очередное. Листья представлены низовой, срединной и верхушечной формациями. Листья низовой формации чеауевидные или с очень маленькой (длиной 1-2 мм) листовой пластинкой. Листья срединной Формации простые, кожистые, влагалищные, длиной 9-12 см, шириной 2-4 см. Влагалище цельное, замкнутое, с косым верхним краем, почти целиком аакрывает междоузлие. Пластинка листа цельная, плоская, ланцетовидная или широколанцетовидная, верхушка вылмчатал. Погорхпссть листа гладкая, блестя пая, ичдковянив ;iy го-нервное, число жилок - 26-30, по центральной жилке лист вогнут. Листья верхуиечвой формации обычно редуцироЕаш - влагалище укорочено до З-б мм. листовая пластинки сложена вдвое и очень мала (дли-пой до 2 мы) или да листья верхущэчиой формации находятся в <taae

листовых 8ачатков.

3.2. Строение генеративной сферы

Соцветие ОепйгоЬшт рЬа1аепорз1з - многоцветковая кисть. Цветок полный, обоеполый, зигоморфный, диаметром 7-0 см. Окраска цветка в зависимости от разновидности варьирует от белой, розовой до темно-малиновой. Цветоножка тонкая, гладкая, цельная, слегка отклоненная, длиной до б см. Чашелистики широколанцетовидные, гладкие, острые, отогнуты назад, длиной до 3 см, шириной до 2 см, сросшиеся при основании и образующие шпорец длиной до 1 см. Лепестки гладкие, обратнояйцевидние, острые, слегка завернутые, длиной до 3,5 см, шириной до 4 см. Губа трехлопастная, сжатая с боков, длиной до 3 см. Боковые лопасти округлые, завернутые, центральная - явыковидная, остроконечная, с густореснитчагым центральным гребнем. Колонка короткая, длиной до 0,8 см, с двумя белыми ьыростами у основания. Клювик белый. Пыльца сложная, соединена висцином в четыре псллнния. Поллинии желтые, без ножки, располагаются по два в каждом гнезде. В наших условиях ниблюдается два периода массового цветения: октябрь-декабрь и май-ишь. Длительность цветения составляет 2,6-3 месяца. Период массового цветения - 40-60 дней. В срезе соцветие сохраняется в течение 1,6-2 месяцев.

В природе растение опыляются насекомыми. В условиях культуры мы проводили искусственное перекрестное опыление. Было установлено, что опылять 0с.пс1гоЬ1ит рЬа1аэпорз1з можно практически в течение всего периода цветения, и наибольший процент полноценных семян Формируется в коробочках нижнего яруса соцветия. Плод - отклоненная, обратнояйцевидная, трехреберная, блестящая коробочка длиной 3-4 см. Плодоножка опадает вместе с отделившимся плодом, который несет засохший околоцветник. Коробочка вскрывается ламинально-продольно. Период созревания составляет 170-180 дней, причем созревание плодов и семян происходит одновременно. В одной коробочке содержится 350470 тысяч семян. Семена удлиненные, светло-желтые, длиной до 0,65 мм и шириной до 0,09 мм. Млсса одного семени - 0,00124 мг. Теста прозрачная, пленчатая, ячеистая, серебристая, состоит из одного слоя клеток. Число клеток тести, расположенных вдоль длинной оси семени, составляет 5-6 штук. Зародыш гладкий, светло-зеленый, продолговатый, осевой, неразвитый, длиной до 0.19 мм. шириной до 0,03 ш. Эндосперм редуцирован.

Глава IV. Особенности онтоморфогет > ОепйгоЫит р1та1авпорз1з в оранжерейной культуре

Анализ отечественной и зарубежной литературы по вопросам биологии развития орхидных показал, что в большинстве работ основное внимание уделялось изучению процесса дифференциации зародыша и ранних этапов формирования проростков (Поддубная-Арнольди, 1960, 1976; Батыгина. Васильева, 1983; АгсПШ, 1967; У^Ьпег, 1977), . Последующие возрастные состояния, предшествующие переходу сеянцев В генеративную Фазу, в большинстве случаев не изучались. В последнее время появился целый ряд работ, посвященных онтоморфогенезу тропических и суОстропических видов, что объясняется как расширением коллекционных фондов ботанических садов, так и потребностью промышленного цветоводства в новых красивоцветущих культурах (Черев-ченко, 1984; Лаврентьева, 1985; Буюн, 1986; Петрова, 1988; Залукае-ва. 1990).

4.1. Прорастание семян и прегенеративный период развития

Семена С)епс1гоЫит рГ|а1аепорз1з начинают прорастать на 10-16 день после посева на питательную среду, и зародыши приобретает вид салатовых или зеленых шариков диаметром 0,12-0,2 мм (рис.1). В возрасте 3-3,5 недель зародыш, разрастаясь, разрывает семенную оболочку и переходит в следующую стадию развития, образуя протокорм. В его нижней части появляются первые 1-3 ризоида длиной до 0,1 мм. В 5,5-6 недель на протокорме можно выделить стеблевую часть с апикальной меристемой полусферической формы и валиком первого листового зачатка Иногда встречаются протокормы-с двумя или даже тремя меристематическими центрами. Затем в нижней части протокорма начинает развиваться первичный корень и формируется новая структура -проросток. Первичный корень недолговечен, и через 2-2,6* недели, достигнув длины 0,6-0,8 мм. он перестает расти к засыхает. Зачаток первого придаточюго корня формируется у сеянцев на уровне первого узла В возрасте трех месяцев, а емэ через неделю в пазухе первого листа закладывается почг^а. Затем у сеянцев происходит последовательное нарастание листьев и закладка пазушных почек, и к концу первого года развития у 40Х сеянцев имеется по три листа И ДЕе пазушные почки; у 557. - одна из этих почек образует побег П-го порядка ветвления, а у 51 сеянцев побег П-го порядка имеет утолщен-

ную стеблевую часть и расположен на столоновндном выросте длиной до 2 мм. В возрасте 14-15 месяцев строение и размеры побегов 1-го И 11-го порядков практически одинаковы. У части сеянцев (около 3%) наблюдается ветвление до третьего порядка Если в это время отделить побег 11-го порядка и посадить отдельно на питательную среду, то это будет способствовать дальнейшему росту главного побега, на котором начнет развиваться вторая пазушная почка. Если хе поб«г 11-го порядка не был отделен, то в возрасте 16-17 месяцев рост главного побега замедляется, спустя две недели его апикальная меристема перестает функционировать и через месяц этот побег отмирает.

Таким образом, из семени через стадии протокорма и проростка формируется главный |<обег (побег 1-го порядка), который к 12 месяцам полностью сформирован, а в 17-18 месяцев погибает. Дальнейшая жизнь растения осуществляется за счет побегов последующих порядков ветвления. Каждый из них закладывается в виде апикальной меристемы в пазухе первого или второго листа на побеге предыдущего порядка, причем эти побеги отличатся только количеством составляющих их ме-тамеров, возрастающим с увеличением порядка ветвления. Затем на побеге IV- го порядка ветвления в пазухе верхнего развернутого листа или иншераспололенного листового зачатка закладывается первая генеративная почта, которая в этом же голу развивается в соцветие. На этом заканчивается прегенерагивный период развития Dendrobiui" phalaonopsts, который длится около трех лет, в результате чего формируется растение, состоящее из трех побегов с монохазиальным типом ветвления.

4.2. Морфоструктура побеговой системы Dendrobium ptalaenopsis

В настоящее время имеется целый ряд работ по морфологии однодольных (Серебрякова, 1971; Bell, Tomlison. 1980; Dahlgren. Clifford, 1362), но вопросам морфологической классификации орхидей посвящено лишь нескол: ко исследований (Тихонова. 1972. 1980; Clifford, Lfv/arack, 1974). Наиболее значительны»..», на нага в?гляд, являются работы Е.С.Смирновой (1980, 1986, 1990). которая определила качественные морфологические критерии, отражающие строение вегетативной и генеративной сферы. Гуководетруясь классификацией поОеговых систем Е. С. Смирновой, мы отнесли Dendrobiurp phalae-u-y^is к орхидеям с десятой Формой роста,так как его побеги утолщены практически во ьсех

Рис. 1 Этапы прорастания семян и развития сеянцев:

1 - семя через Ю дней после посева; 2 - семя через две недоли после посева; 3 - формирование протокорма; 4 •■ образования первого листа; 6 - появление первого придаточного корня; б -сеянец в возрасте 12 месяцев; 7 - образовании побега 11-го порядка; й - ветвление побегов до третьего порядка; Э - сеянец в возрасте 16-17 ичсяцвБ.

ивадоу8Лиях, осевая основа - короткокорневищная, а направление осевой основы - гетеротропное. Тип структуры поОеговой системы [)*п<1-гоЬшт рЬа1аепорз1з - ди-, монохазиальный. Элементарная единица оистемы (ЭЕС) - длиннометамерная, многометамерная, многолистная.

Состав листовой серии:

т ¡¿12 ЪЮ. ,, _1+2_ 11А Ш-

1 кор. дл. дл. ' 1 кор. дл. дл. дл.

4. 2.1. Вегетативный побег

В структуре сформированного вегетативного побега модно выделить плагиотропную (корневищную) и ортотропную части. Корневищная часть короткая, длиной до 4 мм. состоит из 2-3 междоузлий и является боной формирования придаточных корней. Изучая отроение ортотроп-ной части, мы сочли целесообразным выделить на ней шесть ярусов.

Первые 3-4 междоузлия составляют 1-й ярус. Его узлы несут листовые чешуи, которые сохраняются 1-1,6 месяца, затем засыхают и опадают, обнажая пазушные почки. Это крупные (высотой до 6 мм) почки вовобновления, имеющие следующее строение: два-три листовых зачатка - округлые, заостренные, замкнутые, высотой до 6 мм; два-три - колпачковые, заостренные, незамкнутые, с петлевидной щелью на верхушке, высотой 1,0-2,1 мм, диаметром у основания 0,5-0,6 мы; два-три - полуколпачковые, незамкнутые, с широким "окном", диаметром 0,2-0,8 мм; два-три листовых зачатка в виде утолщенных в области листовых пластинок валиков и апикальная меристема. В активном состоянии апикальная меристема выпуклая, ярко-зеленая, диаметром 0,1-0,05 мм, паренхиматизированная - плоская, матовая, светло-зеленая (рис.2). Характерной особенностью строения 1-го яруса является го, что двурядно-очередное расположение поче^ нарушается их боковым смешением таким образом, что все они располагаются с наружной стороны по отношению к клону. Было выявлено, что прорастает обычно первая или вторая почка возобновления, образуя побег следующего порядка ветвления. При отделении или гибели этого побега или почки прорастает вышележащая почка.

2-й ярус образован двуш-тремя узлами, несущими чешуевидные листья - катафиллы с недоразвитой листовой пластинкой длиной 1-2 мм я ыагалмийм длиной 18-22 мм. Продолжительность их жизни - 2-3 месяца, после чего они засыхают, становятся пленчатыми,'и в таком виде сохраняются практически до конца жизни побега. В пазухах этих

ci

If!««

icCCC

CCCCCCÇ d ö d ^

листьев расположены более плоские почки. Число листовых зачатков у них меньше, чем у предыдущей группы почек и составляет Ь -7 штук. Первый листовой зачаток колпачковый, заостренный, замкнутый, высотой 1,6-2 foM, диаметром у основания 1,2-1,5 мм; следующие два-три -полуколпачковые, незамкнутые, высотой 0,6-0,8 мм; один-два - почти шаровидиые, незамкнутые, с широким "окном", диаметром 0,2-0,6 мм; валик последнего листового зачатка и апикальная меристема диаметром 0,05-0,08 мм. Почки 2-го яруса прорастают, как правило, только в случае гибели всех почек 1-го яруса.

_ПвВЯТЫЙ И ДеСЯТЫЙ узлы побега образуют 3-й ярус и несут низовые листья с листовой пластинкой длиной 12-25 мм и влагалищем длиной 30 -35 мм. Эти листья функционируют дольше (3-4 месяца). Ь их пазухах расположены почки следующего строения: первый листовой зачаток приплюснутый, яйцевидный, высотой до 1 мм и диаметром у основания до 2 мм; под ним расположен один полуколпачковый, замкнутый листовой зачаток высотой 0,5-0,8 мм, а затем валик последнего листового еачатка с апикальной меристемой диаметром 0,04-0,06 мм. Мы не наблюдали случаев образования побегов из этой группы почек, хотя при культивировании in vitro они прорастали и образовывали растения.

4-й ярус состоит из 2-3 узлов, имеющих срединные листья, в пазухах которых находятся образования, сильно вжатые в ткань побега и имеющие вид более светлых пятен на его поверхности длиной 0,81,2 мм и шириной 0,3-0,4 мм. Внутри них располагается группа клеток, вероятно, меристематических, которые однако не образуют четко выраженную полусферу апикальной меристемы. В наших условиях, даже при удалении всех нижерасположенных почек в этих узлах никогда не раввивались побеги. В культуре in vitro они также не прорастали.

Б-й ярус включает следующие 3-4 узла, в которых, при морфологическом анализе не были обнаружены ни почки, ни меристематические центры.

Самый верхний 6-й ярус образован увлами, в которых расположены генеративные почки. Первые один-два листовых зачатка у них вытянутые, высотой 2,5-3 мм, диаметром в средней части 1,4-1,6 мм; следующие три-четыре (иногда их количество достигает шести) - полуколпачковые, слегка приплюснутые на верхушке, незамкнутые, высотой 0,2 -0,6 мы и ориентированы перпендикуллярно оси побега, в то время как у вегетативных почек они располагаются практически параллельно ей.

На верхушке побега находятся один-два колпачковых, замкнутых

листовых зачатка и терминальная мериете' о валиком последнего листового зачатка

4. ?.. 2. Генеративный побег

Генеративный побег Репс1гоЫит рЬа1аепорз1з представляет собой длинный (до 1 м), тонкий ортотропный побег, который развивается как пазушный на 6-ом ярусе вегетативного побега. Генеративный побег состоит из двух частей: первая - цветонос длиной до 40 см, на котором расположены 1-2 (редко 3) низовые брактеи длиной 0,3-0,4 см, причем п>»рво-э междоузлие укороченное (длиной до 0,4 см), остальные - удлиненные (длиной до 4 см); С-4 срединные брактеи длиной 0,51,2 см с длинными (6-10 см) междоузлиями. В пазухах срединных брак-тей находятся спящие почки, состоящие из 2-3 колпачковых, замкнутых листовых зачатков, одного полуколппчкового, незамкнутого и апикальной меристемы с последним воротничковым листовым зачатком. Вторая часть генеративного побега - собственно соцветие - достигает длины 30-50 см и несет от 10 до 25 Срактей-прицветников длиной 0,7-0,9 см (длина междоузлия Г,5 3 см), в пазухах которых находятся иветки. Ва верхуш'.е соцветия имеется еще 3-4 недоразвившихся цветка, которые отмират на стадии Формирования цветочных бугорков или органов щетка.

4.3. Малый жизненный цикл развития 0епс1гоЫит рЬа1аопорз15

К Г)епс1гоЬ|ир рГЫаяпорэ^ как многолетнему растению применимо понятие большого и малого жизненного циклов развития. Изучение большого жизненного цикла 0епс1гоВ1ит рЬа1аэпорз1з требует весьма продолжительного времени. В литературе данных, касающихся этого вопроса, мы не обнаружили. Наши же наблюдения за экземплярами в возрасте 16 и более лет позволяют выссказать следующее предположение. В первые годы развития происходит постепенное увеличение длины побегов возрастающих порядков ветвления. Затем этот показатель стабилизируется. В дальнейшем наблюдается уменьшение размеров образующихся побегов, что, видимо, можно рассматривать как один из сениль-ных призн-у-св. В срязи о вышеизложенным мы ограничились изучением малого жизненного никла развития Регк^гоЬшт рЬл1аепсрз15. Следует отметить, что в определении границ малого жизненного цикла развития растений существуют некоторые разногласия (Смелов, 1937; Шэнников, 1^41; Серебряков, 1652, Ржансва. 1970). Мы же придерживаемся кон-

цепции, разработанной Ф. М. Куперман (1677), согласно которой под мальм жизненным циклом понимается жизнь отдельного побега от его вов-никповения в виде обособленной меристемы через внутрипочечную и внепочечную фазы развития до полного отмирания всех наземных и под-венных частей, образовавшихся в результате жизнедеятельности этой меристемы.

В результате пронесенных исследований было определено, что продолжительность малого жизненного никла вегетативного побега составляет 8 12 лет и определяется длительностью следующих трех фаз: внутрипочечной, периодом вегетации и периодом существования обезлиствленного побега до его отмирания. Внутрипочечная фаза развития охватывает период от возникновения апикальной меристемы в пазухе третьего или четвертого листового зачатка побега предыдущего порядка ветвления, когда этот побег сам находится во внутрипочечной Фазе развития, до начала прорастания почки и составляет около 14 месяцев. Внепочечння Фаза включает период формирования побега <6-7 месяцев) и период вегетации (5-8 лет), во время которого на побеге развивается один, иногда два-три соцветия в год, при этом происходит постепеннее засыхание и опадение листьев в акропетааыюй последовательности по одному, реже по два листа в год. Затем 3-4 года (иногда этот период длится до пяти лет) побег существует в обезлиствленном состоянии и потом отмирает.

Еыло установлено, что ритм развития у Dendrobium phalaenopsis вегетативно-опережающий - сначала формируется вегетативный побег и только после этого образуется соцветие. В вопросе о наличии терминального соцветия у Dendrobium pl«laanopsis существуют противоречивые мнения. Так, в работах R. Schlechter (1927), Е А. Поддубной-Ар-нольди, В. А. Селезневой (1957) указывается на наличие у него верхушечного соцветия. Е.С.Смирнова (1990) высказала предположение, что оно, ве!>оятно, является самым верхним пазушным. Нашими исследованиями было доказано, что вегетативный побег Dendrobium phalaenopsis развивается по неполному ! незавершенному) органогенному циклу, оставаясь в течение всей своей жизни на К-ом этапе органогенеза Его терминальная меристема никогда не переходит во флоральное состояние, а генеративные побеги являются боковыми. Закладка генеративных почек, как и вегетативных, происходит в акропеталькой, а их развитие - в Оазипетальной последовательности, то есть первое соцветие образуется из верхней, последней из заносившихся генеративной поч-

ки.

П[юдоллительноеть малого жизненного цикла первого генеративного побега составляет около одного года. Внутрипочечная (Jusa длится 2,5-3 мг-сяца, а »».»почечная включает период цветения (2,6-3 месяца) и период плодиношсния (около 6 мк:яц«в), затем побег отмирает. Продолжительность малых жизненных циклов развития последующих генеративных побегов на данном вегетативном увеличивается соответственно в среднем на г< д аа счет удлинения внутрипочечной Фиъы развития,

Так как и жилищный цикл отдельного генеративного побега, и суммарная длительность жиьни всех генеративных побегов на вегетативном корсч.» продолжительности жизни данного вегетативного побега и по времени накладывается ш< нее, то малый жизненный цикл Deridro-bium pha;.4or,op3ts <{«ктически равен жизни вегетативного побега и составляет 8-12 лет.

Глава V. Технология культивирования Dendrobiuin plialruinopsis

6.1. IfcTOflu размножения

Dei.di-obium phalaenopsts можно размножать вегетативно и методами культуры in vitro.

Наиболее простым способом вегетативного размножения является деление клина. Кроме гого, ежегодно иа почки возобновления обрадуется вегетативный побег. После достижения им высоты 0-10 см его отделяли и высаживали, что в свою очередь стимулировало прорастание вышележащей почки и образование нового вегетативного пооега. Широко распространенный способ ьегетатиьного размножения - черенкование -практически неприемлем для Dendrobium phalaferiop:.il3, так как центральная часть его побегов не содержит почек. Основным недостатком вегетативного метода размножения яйляется его низкая э(М«?ктиыюсть.

Для получения большого количества посадочного материала Солее перспективным является метод культуры in vitro, который мы применили для семенного и клонального микроразмнож>>ния.

Для проращивания использовали семена собственной репродукции. Перед посевом их обязательно просматривали no;i микроскопом для определения плотности посеьа, которая находится в обратно пропорциональной зависимости от качества семян. В результате пройденных исследований было установлено, что наиболее оптимальней ДЛ1 проращивания семян Dendrobium prialaenopjis является мтдифшиН'Ованнал в НЕС

питательная среда Кнудсона. По мере подрастания сеянцы в течение года неколъко раз пересаживали на свежие питательные среды, что способствовало их ускоренному росту и развитию. Необходимо отметить, что ^отя коэффициент семенного размножения очень высок, у сеянцев наблюдается расщепление признаков. Это является недостатком при получении однородного посадочного материала, однако может быть использовано при гибридизации и выведении новых сортов.

Применение культуры изолированных тканей гарантирует получение генетически однородного материала. Б качестве эксплантантов брали пазушные почки вегетирующих, отмирающих и отрастающих побегов, спящие почки цветоносов, апикальную меристему отрастающих побегов, а также части полученных <n vitro растений - сегменты листьев, части побегов, кончики корней (рис.3). Установлено, что наибольшим морфю-генным потенциалом обладают почки базальной части вегетирующих (ббХ) и отрастающих (80Z) побегов и апикальная меристема отрастаю-еих побегов (СОХ). Для листьев и частей побегов полученных in vitro растений также характерен достаточно высокий морфогенный потенциал (до 50Х), и они тоже могут быть использованы как эксплантанты для клонального микроразмножения Dondrobium phalaenopsis. Добиться регенерации ий тканей кончиков корней нам не удалось.

Одним из факторов, определяющих успех метода культуры изолированных тканей, является подбор оптимальной питательной среды с учетом ее состава и физического состояния. Как показали проведенные исследования, наилучшей для клонального размножения Dendroblum phalaenopsis является модифицированная питательная среда Вацина-Вента. Причем максимальное количество протокормов регенерировало на жидкой среде с применением подложек из пенополиуретана (71,4Х) или мостиков из фильтровальной бумаги (43,01). Что же касается процесса ¿ормирования растений, то наиболее подходящей оказалась агаризиро-аанная среда (43,ОХ).

Б. 3. Подбор субстратов и минеральных удобрений

Для успешного выращивания растений в коллекциях и внедрения их & проныменное цветоводство крайне важным является подбор мало компонентных, легкодоступных субстратов и минеральных удобрений. Поэтому в задачу назих исследований входило решение ьтого вопроса с учетом воерастных особенностей Dendrobium phalaenopsis. Были выделены три возрастные группье одно-, двухлетние и взрослые растения.

- 1Р -

Наши исследования показали, что для ьнращирания однолетних растений наиболее оптимальным является измельченный сфагновый мох, а для двухлетних - субстрат, состоящий из полстилки лиственных пород деревьев. Взрослые растения лучше всего выращивать на измельченной коре соснг. При культивировании однолетних растений в качестве подкормок целесообразно испольг.ювать минеральную основу среды Мурасиге -Скуга, а для двухлетних наиболее приемлемым является внесение минеральных удобрений при соотношении N: Р: К - 2:1:1. Система мине рального питания взрослых растений, уже разработанная Т. М. Черевчен-ко (1UB4), является, на наш взгляд, оптимальной и мы ее используем при выращивании Dendiobium phalaencpsis в наших оранжереях.

выводи

1. На основании изучения Армирования морфострустур в онтогенезе Dendroblum phalaenopsia установлено, что его прегенеративный период длится около трех лет, и сеянцы на ранних этап:« развития сохраняют все особенности побегообразования взрослых растений за исключением тина ветвления. В прегенеративный период развития Dendroblum phalnenopsis имеет монохазиальный, а в генеративный - ди-, монохазиалышй тип ветвления.

2. В генеративноярелом состоянии Dendrobmm phalaenopsis представляет собой систему многолетних вегетативных и однолетних генеративных побегов, которая ежегодно увеличивается на один-два порядка за счет вновь образующихся вегетативных побегов, и отмирает в батальной части.

3. Изучение малого жизненного цикла развития вегетативного побега показало, что его продолжительность составляет S-12 лет. Внут-рипочечная 5*13а длится 14 месяцев, период вегетации - 5-Р лет, затем 3-4 года побег существует в обезлиствленном состоянии к отмирает.

4. Выявлено, что вегетативный побег развивается по неполному органогенному циклу, его апиюш нал меристема никогда не переходит

. во флоральное состоянии и генеративные погеги ягляются боковыми. Наложение вегетативных и генеративных почек на побеге, и развитие вегетативных почек происходит в агропетальной, а генеративных - в базипетапьпой последовательности.

Б. Установлено, что продолжительность жизни первого генератив-

ного побега составляв? около 12 месяцев. Внутрипочечная фаза длится 2.Б-3 месяца, а внепочечная включает период цветения (2,6-3 месяца) и плодоношения ( около б месяцев), затеи генеративный побег отмирает. Продолжительность малых гашенных циклов последующих генеративных побегов на данной вегетативном побеге увеличивается в среднем па год 8а счет удлинения внутрипочечной фазы развития. •

6. Проведенные исследования- показали, что для получения посадочного ¿¡атериала Dendrobium phalaonopsis в промышленных масштабах наиболее перпективным является метод культуры in vitro. Установлено, что оптимальной для прореддавания семян является модифицированная питательная среда Кнудсона, а для клонального микрораэшюкения - среда Вацина-Вэнта. Культивирование в жидкой среде обеспечивает наибольший процент протокормообраэования, а для формирования растений следует применять авизированную среду.

7. Подобраны оптимальные малокомпонентные и легкодоступные оубстраты и минеральные удобрения для культивирования разновоэраст- , ньп раотений Dendrobium phalaanopsis.

8. Высокая декоративность, продолжительный период цветения, длительная сохранность соцветий в срезе и сравнительно короткий прегенеративный период дают основание обнести Dendrobium phalaanopsis к культурам, перспективным для внедрения в промышленное цветоводство закрытого гррта.

9. Разработанная нами технология культивирования Dendrobium phalaanopsis позволила массово размножить и передать полученные растения в промышленное цветоводство Украины, России и стран Балтии. . . .

По материалам диссертации опуОдикованы следующие работ

1. Ковальская Л. А. Размножение Dendrobium phalaanopsis Fltzj. в ЦРБО АН УССР //Тез. докА 111 регионального совещания Совета ботанических садов Украины и Шлдавки. - Одесса, 108Q. - 0.24.

2. Ковальская Jl A. Dendrobium phalaenopsls Fltzg. в коллекции , НПО ЛН УСС?*//Тйз. докл. 111 Всесовного совещания по охрана и культивированию орхидей. - li , 1В87. - 0.71-72.

3. Ковальская Л. А. Культивирование сеянцев Dendrobium phalae- " nopsis Fltz?. (Orohldaoeae) //Тез. докл. V регионального совещания Со- v вата ботанических садов Украины и Молдавии. - Харьков, 1Q83. - С, 30

4. Лаврентьева А. Е , Ковальская JL А., Будак Е Е. Особеннооти размножения дендробиум фаленопсис в культуре тканей //Тез. докл. Международной конференции"Биология культивирования клеток и биотехнология". - Новосибирск. 1688. - С. 359.

6. Черевченко Т. М., Ковальская Л. А.. Лаврентьева А. Н., Заимен-ко a R , Будак Е Е. Биотехнология Dendrobium phalaenopsls Fitzg. //Биотехнология некоторых видов тропических орхидей, перспективных для внедрения в промышленное цветоводство. Методические рекомэнда- .. ции. - Киев: Наук, думка, 1089. - С. 21-31. .

6. Ковальская Л. А. Прегенеративный период развития Dendrobium ' phalaenopsls Fitzg. //Тез. докл. Всесоюзного совещания Совета ботанических садов АН СССР. - Кишенев, 1989. - С. 87-88.

7. Ковальская ДА. Ранние этапы развития Dendrobium phalaenopsls Fitzg. //Интродукция и акклиматизация растений. - 1989. -Вып. 11. - С. 60-62.

8. Ковальская Л А., Заименко Н. Е Подбор субстратов и минеральных удобрений для размновозрастных сеянцев Dendrobium .phalaenopsls Fitzff. //Интродукция и акклиматизация растений. - 1990.

- Вып. 13. - С. 75-79.

9. Черевченко Т. Е , Ковальская Л. А. Дендробиумы в коллекции ЦРБС АН УССР // Tes. докл. Всесоюзного ' совещания, посвященного. 30-летию Ставропольского ботанического сада. - Ставрополь, 1990. -С. 127-129.

10. Черевченко Т. LL , Ковальская Л. А. Культура орхидей дендро-биука фаленопсисовидного и фалэнопсиса приятного. - Инфоры. листок

N 26/12. - Киев: ЦБНГЭИ, 1991. - 4,с.

11. Ковальская .1 А. Иорфоструктура вегетативного побега Dend- ' robium phalaenopsls Fltzg. //Интродукция и акклиматизация растений.

- Вып. 16 (в печати).

jHCcJa^f,