Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Рентгенографический метод изучения прививок оценка и прогнозирование

ВАК РФ 03.00.05, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "Рентгенографический метод изучения прививок оценка и прогнозирование"

П"8 ОД

российская академия наук

главный ботанический сад

На правах рукописи

кръстев митко тонев

рентгенографический метод изучения прививок. оценка и прогнозирование

03.00.05 - ботаника

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Москва - 1993

Работа выполнена в Главном ботаническом саду. Российской Академии Наук.

Официальные оппоненты:

1. Доктор биологических наук, профессор Некрасов В. И.

2. Доктор сельскохозяйственных наук, профессор Теодоронский В. С

3. Доктор биологических наук, профессор Вартапетян В. В.

Ведушая организация - Тимирязевская сельскохозяйственная академия, кафедра лесоводства

Зашита диссертации состоится ——-- 1993 г.

в /./„ час. на заседании специализированного .совета Д.003.01. при Главном ботаническом саде РАН в конференц-зале лабораторного корпуса по адресу: 127276, Москва, ул.Ботаническая, 4, ГБС РАН.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Главного ботанического сада РАН........................

О* ^г^Р

Автореферат разослан -" ¿¿Я^А-^&л 1993г.

Ученый секретарь специализированного совета доктор биологических наук Н. А. Бородина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Успешность прививки в большой степени зависит, от качества привойных почек и состояния регенерационного процесса в зоне срастания. Однако, в практике и научных исследованиях до сих пор остаются нерешенными такие вопросы, как научно обоснованная оценка пригодности почек для прививки; влияние привойной почки после трансплантации на регенерационный процесс; протекание и состояние регенерационного процесса в каждой конкретной прививочной операции; прогнозирование конечного результата прививки и ряд' других.

Методы, применяемые до настоящего времени в научной работе н грактике недостаточно эффективны для изучения прививок, так как в одних случаях эти методы основаны на визуальной оценке, а в других - на сложных, трудно применимых для древесных видов растений анатомических исследованиях. Кроме того, до сих ' пор не разработаны надежные методики, позволяющие выявлять закономерности становления и развития привитых растений ' на живых объектах с сохранением им жизнеспособности.

Отсюда вытекает необходимость разработки новых подходов к изучению прививок, позволяющих проводить научно обоснованное прогнозирование приживаемости, роста и развития привитых растений как на ранних этапах их становления, так и в течение более длительного времени с учетом внутреннего строения привойных почек и возможное- . тью наблюдать регенерационный процесс п каждой конкретной прививочной комбинации.

л.

Цель и задачи исследований.

При проведении данного исследования была поставлена следующая основная цель - научное обоснование оценки эффективности прививки лиственных древесных растений. В соответствии с этой целью в работе последовательно решены следующие задачи:

- выяснить возможности применения рентгенографического анализа для изучения зоны срастания, как на препаратах, так и в полевых условиях;

- выявить основные признаки для дешифрирования рентгенограмм зоны срастания н оценки регенерационного процесса на разных этапах развития;

- выяснить возможность, применения рентгенографии для изучения прнвойных почек;

- определить основные признаки для дешифрирования рентгенограмм почек лиственных древесных растений;

- оценить и классифицировать привойные почки по степени их внутреннего развития и сохранности метамеров, фиксируемых на рентгенограммах;

- определить долю влияния привойных почек, относящихся к разным группам развития, на приживаемость прививки, скорость протекания регенерационных процессов в зоне срастания, а также на рост и развитие привитых растений в конце первой послепрививочной вегетации;

- разработать основные положения для прогнозирования приживаемости прививок м качества привитых растений на основе рентгенографической оценки прнвойных почек и зоны срастания;

- изучить степень влияния доз рентгеновского облучения, применяемых при съемке прнвойных почек, на становление и состояние прививки;

- дать оценку результатов н представить практические рекомендации по технологии размножения прививкой и агротехнике выращивания привитых малораспространенных, хозяйственно ценных, высокодекоративных лиственных древесных растений.

Научная новизна работы. Разработана принципиально новая методика рентгенографического изучения привойных почек и зоны срастания, позволяющая проводить прогнозирование конечного результата прививки и своевременной отбраковки привитых растений, у которых наблюдаются аномалии в срастании между подвоем и привоем. Методика не имеет аналогов в отечественной и мировой практике.

Впервые с помощью рентгенографии стало возможным по внутреннему строению привитых почек суднть о их пригодности к рйсту и наблюдать за привитыми растениями, полученными из этих почек. Найдена прямая зависимость между внутрипочечной сформированностыо побега - привоя, его приживаемостью, скоростью протекания регене-.рационных процессов и развитием привитых растений.

Положения, выдвигаемые'для защиты.

1. Обоснование методики рентгенографического изучения почек н зоны срастания у привитых растений.

2. Принципы классификационной оценки привойных почек по их изображению на рентгенограммах.

3. Возможность прогнозирования приживаемости прививок и качества привитых растений.

4. Использование прижизненных рентгенограмм привитых растений для оценки состояния регенерационного процесса, протекающего в зоне срастания.

Практическая значимость работы

состоит в том, что она дает реальную возможность для:

1. отбора наиболее пригодных для прививки почек;

2. выделения элитных маточных растений, пригодных для отбора привойного материала высокого качества;

3. прогнозирования приживаемости прививок и определения выхода стандартных привитых растений;

4. установки наиболее благоприятных агросроков и выявление наиболее эффективных способов для выполнения прививочных операций.

5. проведения своевременной отбраковки привитых растений, у которых обнаруживаются аномалии в зоне срастания.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на Всесоюзной конференции молодых ученых "Богатство флоры - народному хозяйству" (Каунас, 1979), на семинаре по вегетативному размножению древесных растений (ВДНХ, Москва, 1981), на совместном семинаре отдела дендрологии и внедрення ГБС АН СССР (Москва, 1982), на Всесоюзной конференции по теоретическим основам интродукции растений (Москва, 1983), на десятом конгрессе дендрологов (София, 1988)", на расширенном ученом совете ГБС АН СССР (Москва, 1991), на совместном семинаре отделов декоративных растений, дендрологии, культурных растений и лаборатории семеноведения и мобилизации ГБС РАН (Москва, 1993).

Публикации. Общее их число составляет 15, сдано в печать 2, представлена к печати 1 монография.

Объем и структура диссертации. Рукопись - диссертации "Рентгенографический метод изучения прививок. Оценка и прогнозирование результатов" включает введение, семь глав, выводы и список литературы. Объем 273 машинописных страниц, в том числе 27 таблиц,

37 рисунков. Список цитируемой литературы - 347 названий, из них 167 на иностранных языках.

МЕТОДИКА И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИИ.

Рентгенгографическнй метод широко используется при изучении растительных объектов фтак, 1957, Слипян, Кишковский, 1960; Некрасов, Смирнова. 1964; Катга, 1974; Смирнова, 1978 и др.). При изучении прививки мы впервые применили рентгенографический метод (Кръстев, 1983, 1984, 1987, 1992, 1993).

В работе был использован рентгеновский аппарат РЕИС-И, выпускаемый Санкт-Петербургским объединением "Светлана"; с микрофокусной рентгеновской трубкой БС-1, позволяющей генерировать мягкое рентгеновское излучение при диаметре фокусного пятна до 15-10 мкм. В некоторых случаях при съемке был использован метод проекционной рентгенографии, т.е. изображение объекта по отношению к оригиналу было увеличенным (Некрасов, Смирнова, 1964; Смирнова, 1978; Иоффе,-Грун, 1984, Курбанов, 1984). Для получения увеличенного изображения , объект помещался на расстоянии 15 см от фокуса трубки, а фото-чуствительная пленка располагалась под объектом на 7-8 см ниже его, т.е. на расстоянии 22-23 см от фокуса трубки. Кратность увеличения изображения находилась по формуле:

М

ВС

где АВ - расстояние от фокусной трубки до объекта;

ВС - расстояние от объекта до фоточуствительной пленки.

Чаще использовали увеличение - объехта с негатива рентгенограммы, при помощи фотоувеличителя.

Рентгеносъемка осуществлялась на фототехническую пленку ФТ-41, обладающую хотя и низкой чувствительностью /0,5 ед./, но высокой разрешающей способностью /не менее 183 лин/мм/, что давало возможность хорошо выявлять детали внутреннего строения изучаемых объектов. При режимах 40 кв и ЮОмА экспозиция для исследования составляла 15-25 мин.

Для съемки прививка срезалась и зона срастания рентгенографн-ровалась в условиях лаборатории. Кроме этого делались рентгенограммы поперечных и продольных срезов зоны срастания.

В полевых условиях был использован рентгеновский аппарат -РЕИС-И, снабженный специальной металлической приставкой, обеспечивающей полную защиту оператора от облучения и позволяющей фиксировать прививку относительно рентгенопленки. Питание рентгеноаппара-та осуществлялось от двух последовательно соединенных аккумуляторов суммарным напряжением 24 вольта.

При рентгеносъемке почек побеги разрезали таким образом, чтобы в каждый отрезок попадали одна или две почки, которые впоследствии использовали как привой. Отрезки с почками раскладывали в деревянных рамках с донышком из склеивающей ленты типа ЛЦ. При этой почки каждого побега размещались в той последовательности, в которой они были расположены на побеге. Это позволяло проводить сравнительную оценку почек, занимающих одно и то же положение на различных побегах. Объектами

исследований являлись 73 вида, 35 садовых форм и сортов, принадлежащие х 27 родам лиственных древесных растений, интродуцированных в ГБС РАН (Древесные растения Главного ботанического сада АН СССР, 1975). Число изученных рентгенограмм: - зоны срастания 420; привойных почек 5300.

Статистическая обработка цифрового материала проводилась методами, рекомендуемыми Г.Н.Зайцевым /1984/.

Степени достоверности результатов и их обобщения оценивались при помощи следующих методов:

1. Однофакторного дисперсионного анализа по равенству 6 = 61 + 02 + 03 ,

где, в - сумма квадратов отклонений по общему варьированию данных;

01 - сумма квадратов отклонений по градациям фактора опыта;

02 ---сумма квадратов отклонений по повторностям опыта;

03 - сумма квадратов отклонений по остаточному варьированию данных опыта.

2. Сравнения долей посредством критерия Фишера по формуле

N1 На

Р = /ф! - фг/з - ,

' Иа +• На

где Р - критерий Фишера; '

р1, <р2 - числа,полученные в результате преобразования долей; N1, N2 - объемы сравнительных выборок.

3. Сравнения долей посредством критерия Стьюдента по формуле

»= -

А.

где 1 - критерий Стьюдента;

<р1, - числа, полученные в результате

преобразования долей;

N1, N2 - объемы сравниваемых выборок.

4. Сравнения статистических совокупностей при помощи критерия лямбда по формуле

•г ~ г Их- Ыу »

Х " пах Ых+ ¡Чу '

где А - критерий различия лямбда;

б - максимальная из попарных разностей чисел; Ых, Ку - объемы сравниваемых рядов.

РЕГЕНЕРАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЗОНЕ СРАСТАНИЯ

. Существуют два метода изучения зоны срастания прививок - визуальный и анатомический (ВеипеИ, 1920; Коэи>{{, 1928, Кренке, 1928, 1966, Стоичков, 1948; Гартман, Кестер, 1963; Фурст, Богданов, \Ш, \т, АШ\ и др.).

До1 сих пор, широко применяемым методом в практике является . визуальный метод Суть этого метода состоит в том, что о происходящих процессах при срастании ткани подвоя к ткани привоя, судят только''АО некоторым его внешним признакам, таким как гибель привоя спустя' 20^30 дней после прививочной операции или по истечению более длительного периода, по заметному ослаблению роста привоя и т.д. Основной 'недостаток этого метода заключается в том, что при

визуальной оценке фиксируются лишь некоторые видимые признаки, проявляющиеся прн срастании компонентов. В то же время следует

отметить, что применение этого метода не позволяет с достовернос-

<

тью утверждать, что те или иные внешние проявления являются результатом срастания компонентов, поскольку они могут быть вызваны н другими причинами, такими как условия питания, повреждения вредителями и болезнями, повреждения от высоких и очень низких температур, а. также нарушениями в технике прививки и рядом других факторов (Аге1ев 1937; Стончков, 1948,1971; Гартман, Кестер, 1963).

Объективным методом изучения зоны срастания, применяемым в

настоящее время является анатомический.

V

Анатомические исследования позволяют с высокой степенью достоверности определить участие определенных тканей в регенерацион-ном процессе, степень и прочность срастания между компонентами прививки, продолжительность периода срастания и в достаточно высокой степени выявить причины появления некоторых форм несовместимости между подвоем и привоем (Кренке 1928, 1940, 1966; Лесик, 1968; Фурст, Богданов, 1973, 1976, 1978; и др.).

К негативным сторонам, которые препятствуют широкому применению в практике анатомического метода можно отнести следующие:

1. Длительность и методическая сложность (особенно для древесных растений) подготовки объектов для анатомического изучения;

2. Ограниченность изучаемой зоны срастание. Как правило, препараты готовят для отдельных поперечных и продольных срезов толщиной 15-40 мкм, по которым трудно судить о процессах, происходящих во всей зоне срастания;

3. Анатомические микротомные препараты, 'подготавливают с ограниченного числа объектов. ,

Надо отметить, что до сих пор нет н^учнообоснованной методики

для своевременной отбраковки привитых растений. По данным В.А.Коровина (1979), только от быстрого отмирания из- . за плохого срастания 15-20 % привитых деревьев яблонь в садах происходит резкое снижение урожая, что приводит к значительным ежегодным потерям. .

Решение вопроса по отбраковке привитых деревьев с аномалиями в зоне срастания становится возможным при применении рентгенографического метода. Применение этого метода позволяет быстро, с большой степенью достоверности следить за ходом и качеством регене-рационного процесса, происходящего в каждой конкретной прививочной комбинации, как на ранних этапах, так и на более поздних.

Одним из главных преимуществ рентгенографического метода является то, что его использование позволяет проводить наблюдения за одними и теми же живыми привитыми объектами в течение длительного периода, что практически невозможно при анатомическом методе.

Особенности дешифрирования рентгенограмм.

Принцип получения рентгенографического изображения заключается в том, что рентгеновские лучи, пройдя через объект исследования, поглощаются в той или иной степени еро тканями, а на рентгеновской пленке фиксируются тени большей или меньшей оптической плотности.

При дешифрировании рентгенограмм зон срастания у прививок (рис.1) основное внимание мы уделяли следующим основным моментам в {«генерационном процессе:

1. Изолирующая прослойка четко отличается от остальных тканей, так как она более проницаемая для рентгеновских лучей и поэтому на рентгенограмме имеет самую большую плотность изображения;

2. Каллусная ткань, образованная в результате регенерационного процесса, состоит из крупных тонкостенных клеток, отличающихся по

Рис. I. . Рентгенограмм поперечных срезов годичной прививки.

а - Aeeculus neglecta Lindl. на Aesculus hippocastanum L.

I - подвой; 2 - привой; 3 - сердцевина подвоя: 4 - сердцевина привоя; 5 - зона самовосстановления подвоя и привоя; 6 - некрозы в зоне срастания.

6 - Fraxinus excelsior 'Argenteo-variegatA' на Fraxinus excelsior L.

I - подвой; 2 - привой; 3 - каллус; 4 - зона начального самовосстановления подвоя и привоя; 5 - послепрививочная перидерма.

своим структурным особенностям от дифференцированных клеток подвоя н 'привоя. Она пропускает больше рентгеновских лучей, чем ткани подвоя и привоя, и меньше, чем изолирующая прослойка. На рентгенограмме каллусная ткань имеет более темное изображение, чем ткани подвоя и привоя, и более светлое, чем изолирующая прослойка;

3. Образование связи между проводящими системами привоя и подвоя происходит в каллусной ткани. На рентгенограмме процесс соединения проводящей системы наблюдается в виде уменьшения плотности' изображения в тех участках каллусной ткани, где идет интенсивная дифференциация сосудов;

4. Восстановленная (раневая) перидерма, как и естественная, имеют одинаковую плотность изображения на рентгенограмме;

5. После восстановления непрерывного камбиального кольца в зоне срастания, оно начинает функционировать и производить ткани ксилемы и тканн флоэмы. Этот процесс не прекращается до конца жнзни привитого растения. Та часть камбиального кольца, которая принадлежит подвою, вырабатывает флоэму и кси.-ему, присущую подвою, а та часть, которая принадлежит привою, соответственно, флоэму и ксилему прнвоя. Надо отметить, что даже между очень близкими в систематическом отношении компонентами прививки существуют определенные различия в структуре их одноименных тканей. Благодаря этим различиям в ряде случаев становится возможным проводить на рентгенограмме более или менее четкую границу между тканями, образованными привоем и подвоем.

6. Аномалии и патологические изменения в зоне срастания фиксируются на рентгенограмме и нх можно обнаружить при дешифрировании, т.к. в любом случае плотность их изображения на рентгеновских снимках довольно четко отличается от изображения тканей, у которых эти аномалии или изменения возникли.

J5_

Разработанная методика дешифрирование рентгенограмм зоны срастания позволяет не только с большой достоверностью проводить объективную оценку состояния и качества срастания на разных этапах регенерацнонного процесса, но и делать прогнозы о дальнейшей судьбе н жизнедеятельности привитого растения.

Особенно перспективное направление для применения рентгенографии открывается в области ранней диагностики приживаемости прививки и своевременной отбраковки привитых растений, у которых обнаруживаются дефекты в зоне срастания (Кръстеп, 1984).

Анализ прививок о лабораторных условиях.

Регенерационный процесс в зоне срастания зависит с одной стороны от тканевых особенностей компонентов прививки, а с другой от тканевых комбинаций, полученных d результате прививочной операции (Sass, 1949; Кренке, 1966; Недев, 1978; Walker, 1974 и др.). В свпзн с этим нами был проведен рентгенографический анализ части стебля подвойных и привойных растений. Было ■ установлено, что при рентгенографическом анализе вегетативных', органов растения можно получать топографическое изображение отдельных тканей, независимо от их возрастного и физиологического состояния.

На рентгенограмме поперечных н продольных срезов годичных побегов четко фиксируются характерные особенности внутреннего строения изучаемого объекта. При дешифрировании рентгенограмм видно, что наиболее светлыми являются ткани первичной коры. Изображение первичной коры отличается неоднородностью в связи с различной плотностью структуры. Так, изображение склеренхимы на снимке всегда более светлое. Между первичной коргй и ксилемой расположена флоэма и камбиальная зона. На pt-чтгенограммах изображение флоэмы выглядит более темным, чем изображение первичной коры и более светлым, чем изображение ксилемы. Четко выражена граница между флоэмой и ксиле-

мойкамбиальная зона, состоящая из одного или нескольких ря-дов.,#&циалы1ых камбиальных клеток >1 довольно широкой зоной недиф-фер£Щцрованных материнских клеток ксилемы и флоэмы. Особенно четко „.ййМбиальная зона видна' на рентгенограммах, полученных во время актдоодй деятельности камбия./ Ксилема четко видна между камбиальной зоной и перимедулярной зоной сердцевины. Надо отметить, что в зависимости от того, с какой части побега сделаны поперечные срезы, в ксилеме более или менее четко просматриваются радиалыю рас--положенные сердцевидные лучи, рентгенографическое изображение которых имеет почти одинаковую плотность с изображением перимедулярной зоны сердцевины. Самую высокую плотность изображения на рентгенограмме имеет сердцевина. На рентгенограммах сердцевина выглядит наиболее темной, а на позитпвах - наоборот.

Рентгенографический метод позволяет проводить изучение поперечных и продольных срезов не только на однолетних, но и более старых побегов. При изучении многолетних побегов на рентгенограммах четко просматриваются годичные кольца прироста. В некоторых случаях можно хорошо различить границы между ранней и поздней древесиной, латированнымн и делатнрованными лучами во флоэме, между первичной и вторичной флоэмой и ксилемой, а также видеть след спящей почки в зоне древесины (рис.2).

Предварительное рентгенографическое изучение и дешифрирование рентгенограмм стеблей подвойных и привойных растении, с учетом нх анатомического строения, позволило в дальнейшем достоверно оценивать как регенерационный процесс, происходящий при срастании компонентов, так и роль отдельных тканей н тканевых комбинаций в этом процессе. 1

Нами показано, что для более точного и достоверного анализа, связанного с оценкой процессов, происходящих при срастаннн, неой-ходимо изучать не только отдельные поперечные срезы, а всю площпдь

г

Рис. 2. Рентгенограмма поперечного среза стебля пятилетней липы Tilia pktyphyllos Scop.

I - первичная кора; 2 - первичная уллоэма; 3 - вторичная флоэма; ' 4 - дилатированный луч во флоэме; 5 - камбиальная зона; б - первичная ксилема; 7 - перимедуллярная зона сердцевины; 8 - сердцевина; 9 - датированные лучи во флоэме; 10 - кольца прироста;

II - граница между кольцами; 12 - вторичная ксилема; 13 - ранняя древесина; 14 - поздняя древесина.

А. '

соприкосновения подвоя и привоя, так как в отдельных частях этой зоны регенерационные процессы протекают по-разному. Подтверждением этого может служить анализ рентгенограмм поперечных срезов, взятых с верхней, средней и нижней частей зоны срастания. Этот аиализ дает представление о том, что в одной и той же прививке наблюдаются определенные различия в регенерационном процессе. Причиной этих различий, безусловно, является влияние тканевых комбинаций, которые происходят в результате прививочной операции в той или другой части зоны срастания прививки.

Чтобы проследить за прохождением всего сложного многофакторного процесса, необходимо произвести поперечные и продольные срезы по всей прививочной зоне. Чем больше число этих срезов, тем полнее можно получить информацию о состоянии регеиерацнонного процесса в зоне срастания в целом или в ее конкретной части.

Дешифрирование рентгенограмм поперечных и продольных срезов прививок позволяет определить и оценить:

1. Качество выполнения прививочной операции;

2. Степень соприкосновения основных тканей (различных и одноименных), участвующих в прививочной операции;

3. Наличие или отсутствие изолирующей прослойки б зоне срастания;

4. Характер восстановления непрерывности камбиального кольца в зоне соприкосновения тканей подвог н привоя;

5. Состояние послепрнвнвочной ксилемы, флоэмы и перидермы;

6. Наличие или отсутствие каких-либо аномалий в регенерационном процессе.

Для разработки методики дешифрирования рентгенограмм на живых привитых объектах, было проведено параллельное изучение одних и тех же прививок, вначале - не нарушая их целостности, а затем производя поперечные срезы. Такой подход позволил на основе дешиф-

Рис. 3. Рентгенограммы прививок

а - поперечный срез прививки Tilia platyphyllos 'Laciniata' на Tilia platyphyllos Scop.

ó - продольный срез прививки Crataegus oxyacantha 'Plena' на ■ Crataegus submollis Sarg.

в - прививка на живом объекте Tilia platyphyllos 'Aurea' на Tilia platyphyllos Scop.

I - подвой; 2 - правой; 3 - зона срастания.

рнрования рентгенограмм поперечных и продольных срезов, с большей степенью достоверности дешифрировать рентгенограммы зоны срастания не нарушая их целостности (рис.3).

Это дало основание рекомендовать применение рентгенографического анализа в полевых условиях для изучения зоны срастания привитых объектов, сохраняя их жизнеспособность.

. Анализ прививок в полевых условиях.

Широкие возможности применения рентгенографического анализа открываются для изучения зоны срастания у растущих привитых растений в возрасте от одного до трех лет, которые после рентгенографической съемки сохраняют свою жизнеспособность. Это позволяет и в дальнейшем проводить наблюдение за этими растениями.

При выполнении рентгенографических съемок в полевых условиях мы получаем объективное представление о состоянии регенерационного процесса на Определенном этапе его развития и реальную возможность прогнозировать дальнейшее развитие привияок.При дешифрировании рентгенограмм определяется уровень технического выполнения прививочной операции, степень резорбции изолирующей прослойки, дифференциация каллусной ткани, образование общей для компонентов прививки проводящей системы, послепрививочиой ксилемы, флоэмы и перидермы. Кроме того, по рентгенограммам можно определить аномалии в зоне срастания, такие как наличие щели между компонентами, опробкованне каллусной ткани и самовосстановление подвоя и привоя в области прививочных срезов, наличие остатков нерезорбируемой изолирующей прослойки н некротизнроваиных участков, наличие патологической деятельности микроорганизмов, а также выявить тканевые, анатомические аномалии. Таким образом, при помощи рентгенографии можно проводить контроль за прививочной зоной и' своевременную отбраковку привитых растений, у которых обнаруживаются дефекты в регенерацн-

JtL

окном процессе.

Динамика регенерациониого процесса.

Рентгенографический метод может найти применение в практике я. научных исследованиях для наблюдения за скоростью поэтапного прохождения отдельных фаз в процессе срастания между тканями подвоя и привоем.

Различные виды древесных растений обладают разной трансплантационной способностью, но в то же время есть и некоторые общие тенденции в процессе срастания. Общим для всех прививок является присутствие одних и тех же фаз в процессе срастания (образование изолирующей прослойки, начало образования каллуса,' и т.д.), а раз-

■ --л

ница может заключаться лишь в скорости прохождения этих фаз и всего регенерациониого процесса от прививочной операции и до восстановления камбиального кольца и его функции.

Для изучения скорости протекания этих фаз до сих пор применялся только анатомический метод, который требует большого числа' привитых объектов и продблжнтельных методически сложных исследований, • что не всегда возможно и полностью оправдано, поскольку для приготовления препаратов необходимо уничтожить большое число прививок, предназначенных для изучения. Независимо от всех сложностей и трудностей ' при проведении анатомических исследований, успехи п этом направлении бесспорны ( Mendel, 1936, Недев, 1967, Кръстев, 1983 и др.).

В настоящем разделе был рассмотрен процесс срастания между. прививочными компонентами и выявлены сорости протекания отдельных фаз в регенерационном процессе.

Для этой цели одни и те же прививки изучались сначала при помощи рентгенографии, а затем анатомическим методом. Такой подход к данному вопросу позволил объективпо оц^ить результаты реитгено-

Таблица 1.

Характеристика процесса срастания у прививок Acer platanoldes 'Drummondii' на Acer platanoldes L., выполненных способом окулировки вприклад в весеннее (В) и летнее (JI) время.

NN Этапы в процессе Время Анатоми- Дешифрирование

пп срастания после после ческий - рентгенограмм

выполнения при- выпол- анализ V

вивочной опе- нения

рации при- '

вивки

(дни)

в л •

1 3 4 5 6

1 Образование изо- На поверх-лируюцей прос- ности обра-пойки на повер- эуется тон-хности срезов 2 кая пленка

из вытекаю-цего содержимого разрезанных клеток

2 Начало каялусо- 10 7 Происходит образования образование

каллуса с двух раневых сторон флоэмы подвоя, а на привой-ном цитке начались процессы дифференциации парен-химных клеток флоэмы и коры

3 Образование хо- 25 15 На нитке Каллусная ткань образу-роиего каллус- привоя появ- ется интенсивно, как со ного слоя ляются каллус-стороны подвоя,так и со

ныв валики, стороны привоя и запол-как со сторо- няет почти все простра-ны привоя, так нство между прививочны-и со стороны ми срезами. Изолирующая подвоя,разрас-прослойка отодвинута от таются,раэдав-поверхности срезов и ливая изоли- видна как разделяющая

Между,плоскостями срезов видна сплошная -цель, которая имеет самую большую плотность изображения на рентгеновской пленке, т.е. выглядят наиболее темными

На поверхности срезов, сначала на подвое,видны каллусные валики,которые, выглядят более светлыми, чем нель и, более темными, чем основные ткани подвоя и привоя

рующую проо- полоса каллусов подвоя лойку. Намеча-и привоя,и имеет Вольются первые ыую плотность изображе-окна прорывов ння, чем каллусиые изолируюыей ткани, прослойки

Начало дифферен- 35 20 Наблюдается циации перидермы опробхование

в каллусной ткани халлусной

ткани,расположенной с наружной стороны

В каллусе,как правило,о наружной стороны' появляются первые участки, которые имеют более темное изображение, чем каллусная ткань.

Начало реэорбации 35 20 изолирующей прослойки

Наблюдается Под давлением активно • более плотное образующегося каллуса соприкоснове- со стороны подвоя и ние каллусных привоя, изолирующая валиков под- прослойка разрывеается. воя и привоя. Участки разрывов имеют В каллусе такое же рентгенографи-

подвоя обра- ческое изображение, эуются гидро- как и каллусная ткань, цитные элементы.

Начало дифференциации камбия в каллусе

Полное исчезновение (рассасывание) изолирующей прослойки и соединение камби-биальных зон подвоя и привоя

45 25 Образуется камбиальный анастоиз, который соединяет «сходный камбий . подвоя и припоя.

80 30 Формируется общее кольцо из камбиальных клеток

Н каллусе наблюдается увеличение

плотности изображения. зоны, которая примыкает к исходному камбию подвоя и привоя. Эта зона намного мире и имеет меньшую плотность изображения, чем камбиальные зоны компонентов, и, большую, чем их каллусные ткани.

Изолирующая прослойка отодвинута от своего первоначального положения .Остатки изолирующей прослойки, разбросанные между каллусными слоями воа еще сохраняют больную плотность изображения, чем дифференцированный или недифференцированный каплуо. В каллусе происходит соединение дифференцирующихся зон,которые

5

'-В4

Полное срастание и соединение проводящих систен подвоя и привоя

соединяют исходный камбий подвоя и привоя.

Зона восстановления камбиального кольца не отличается по ширине и плотности изображения от исходного камбия подвоя и привоя

Формирование послепрививочной общей ксилемы

90 40 Восстановленное камбиальное кольцо начинает Функционировать и производит флоэму и ксилену. Формируется общее кольцо из проводящих элементов

96 45 Та часть Послепрививочная ксилема камбиального имеет одинаковую плот-

кольца, кото- ность изображения с до-рая принадле-прививочной ксилемой то-

жит подвою, го или другого прививоч-

Формирует ного компонента. Граница

ксилему под- между допрививочной и

воя, а та послепрививочной ксиле-

часть,кото- мой имеет меньшую ппот-рая принадле-иость изображения, чем

жит привою - ксилемы подвоя и привоя. - ксилему привоя

графического метода изучения зоны срастания н возможности его применения для изучения хода срастания на живых растущих объектах (табл.1).

Сравнительный анализ и оценка происходящих процессов при срастании прививочных компонентов, при помощи двух методов, показали, что спустя 10 дней после прививочных операций можно увидеть одни и те же этапы в процессе срастания, как под микроскопом, так и на рентгенограммах.

Рентгенографические данные полностью достоверны, так как онн подтверждаются микроскопическими, анатомическими исследованиями.

Проведенное ,одновременное анатомическое и рентгенографическое исследование показало, что протекание регенерационного процесса в любой прививочной комбинации поддается рентгенографическому контролю.

РЕНТГЕНОГРАФИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ЗАЧАТОЧНОГО ПОБЕГА

ПРИБОЙНЫХ ПОЧЕК

Успешность прививочной операции , как правило, ограничивают те факторы, которые наиболее существенно оказывают влияние на ре-генерацнониый процесс. К этим факторам относятся привойные почки.

До сих пор в научных исследованиях и практике для определения пригодности прнвойных почек использовался только визуальный метод, т.е. о пригодности почек к прививке судили по их величине и внешним признакам (Калашникова, 1953; ПоплаЕСкая, 1956; Гартман, Кестер, 1963; Степанов, 1963; Ангелов, 1964; Минков, 1966; Сырбу, 1975; Наздрнчев, 1975; Фоменко, .1976; Шляпников, 1978; Савин, -1981; Ловчан, Девятов, 1983 и др.). В то же время визуальный метод не дает возможности определить внутреннюю структуру почек, степень сформированное™, их метамеров и их сохранность, которые долины являться основными показателями при оценке их качества и пригодно-

сти для трансплантации.

Как показали наши исследования, ^применение рентгенографического метода позволяет проводить объективную оценку и разделение почек на группы по их пригодности для использования в качестве привойного материала (Кръстев, 1993).

Основная ценность этого метода заключается в том, что он позволяет получит на ■ рентгеновской пленке не только топографическое изображение внутреннего строения почки, но и сохранить ее жизнеспособность, а это в свою очередь дает возможность для наблюдения за привитым растением, развившимся из нее.

^ Особенность дешифрирования рентгенограмм.

Для того, чтобы составить полное представление о рентгенографическом изображении почек и их пригодности для прививки в целом, выбирались объекты разной видовой принадлежности с различной степенью сформированности почек. После съемки почки подвергались анатомическому изучению, что позволило оценивать практическую. значимость рентгенографического метода с позиции максимальной достоверности.

Изучение одних и тех же объектов двумя методами дало возможность выявить главные признаки для дешифрирования рентгенограмм почек лиственных древесных растений. Выявлено, что~ почечные чешуи обладают меньшей способностью задерживать рентгеновские лучи, и на рентгенограммах чешуи имеют наиболее темное изображение. На пленке хорошо фиксируются части почки, которые топографически расположены во внутренней, центральной ее части. Самую меньшую плотность изображения имеют зачаточный побег и генеративная сфера почки. Зачаточные листья имеют менее плотное изображение, чем почечные чешуи и более плотное, чем зачаточные побеги и генеративные оргайи почки (рис.4).

-- /Л

/

\

и 'ШШ

'/ ~тг~2

хьм

п

Щ

в

Рис. 4. Рентгенограгжы почек

а - вегетативная почка Acer platanoides 'Crimson King'

б - генеративная почка Aesculus neglecta Lindl.

T - тер:-.¡шальная почка; 11 - пазушная почка; I - ось зачаточного побега; 2 - зачаточные листья; 3 - почечные чешуи; 4 - ось соцветия; 5 - цветковые бугорки.

При рентгенографическом изучении почек было установлено, что. поврежденные почки, независимо от видовой принадлежности, на снимках отличаются от тех почек, у которых не имеется каких- либо внутренних повреждений. Например, выеденные вредителям^ части почек имеют более темное изображение на рентгенографической пленке, чем неповрежденной части. При этом четко видно какая часть почки повреждена, степень повреждения, его форма, а также наличие или отсутствие личинок или эскрементов вредителя.

Почки, у которых наблюдается различная степень повреждсннос-тн, вызванная действием низких температур в зимний период, также имеют большую плотность изображения на рентгенограмме, а почечные чешуи четко отделены друг, от друга, что не наблюдается у неповрежденных почек. Чем больше степень поражениостн органов почки, тем большая плотность рентгенографического изображения.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что можно проводить оценку пригодности почек к трансплантации по нх изображению, фиксированному на рентгенограммах. Многолетнее изучение и дешифрирование рентгенограмм послужило основой для выделения 4 групп почек по их пригодности к прививкам:

I группа - погибшие или имеющие различные по степени повреждения

II группа - сформированы только почечные чешуи, либо почечные чешуи и генеративные органы (цветочные бугорки, зачаточные цветки или соцветия, ось зачаточного соцветия н

др-);

III группа - сформированы почечные чешуи н зачатки листьев;

IV группа - сформированы почечные чешуи, зачатки листьев, ос£,\зачаточного побега, а у некоторых видны и зачатки пазушных почек следующего порядка.

ВЛИЯНИЕ КАЧЕСТВА ПРИБОЙНЫХ ПОЧЕК НА СРАСТАНИЕ КОМПОНЕНТОВ ПРИВИВКИ И РАЗВИТИЕ ПРИВИТЫХ ПОБЕГОВ. •

На примере прививок четырех садовых фор!м изучалась трансплантационная способность привойных почек, относящихся к различным классификационным группам, по степени их внутренней сформированно-сти, фиксируемой на рентгенограмме. В качестве подвоя для садовых форм Fraxinus excelsior 'Pendula', F. e. 'Aurea' и F. e. 'Mono- • phylla Pendula' использовались четырехлетние штамбовые .подвои Fraxinus excelsior L., а для садовой формы Tilia platyphyllos 'Aurea' двухлетних подвоев Tilia platyphyllos Scop. Прививочные операции-"ыполняли весной способом окулировки вприклад. Пазушные почки, относящиеся к различным классификационным группам, имеют неодинаковую способность к срастанию с тканями подвоя после проведения прививочной операции. Экспериментально было установлено, что пазушные или терминальные почки, относящиеся к первой или второй классификационной группам, практически не пригодны для использования в качестве привойного материала. Высокая степень срастания наблюдается у почек, относящихся по характеру внутреннего развития метамеров к четвертой группе, а более низкая - для почек третьей группы (табл.2).

Оценку достоверности различий в процентах успешно приживавшихся привойных почек, относящихся к III и IV группам развития для F. е. 'Pendula' и Т. р. 'Aurea', проводили при помощи сравнения долей по методу Фишера (F), а для F. е. 'Aurea' и F.e. 'Monophylla Pendula' посредством критерия Стьюдента (1). Так как вычисленные значения критерия Фишера (F-5,32 и F-12,74) и Стьюдента (t-4,96 и t—2,21) больше, чем табличные (Ртабл.-4,08 и Ртабл.-4,18; (табл.-1,96 и 1табл.-1.96), при 95% уровне значимости, делаем заключение, что сравниваемые проценты приживаемости для почек III

Результаты прививки дочками разных групп.

Таблица 2.

Прививочные компоненты

Число почек

Срастание почек с подвоем (X)

Время

от прививки до распускания привойной почки, дни

Средняя длина однолетнего привитого побега

Классификационная группа

III

IV

III

IV

III

IV

III

IV

1. Fraxinus excelsior 18 - 'Pendula' на F.excelsior L,

26

88,3X 1,9 100 3l',9±l,2 21,6±0,1 60,9±2,4 124,411,1

2. Fraxinus excelsior 'Aurea' на F.excelsior L.

14

17

56,2 "£.0,7 100 14,3+0,1 14,0 ¿0,1 5?,8±1,1 91,9±0,4

3. Fraxinus iexcelsior 'Monophylla Pendula'

на F.excelsior L. 19

4. Tilxa piatyphiEoe 'Aurea' на T.platyphyllos

" Scop. . 22

21. 88,3+ 1,7 100 30,2+0,8 23,li0,2 55,6 + 1,0 91,5+0,7

20 76,4 + 1,1 100 29,6X0,1 22,1±0,1 20,8±0,3 50,9 + 0,3

и IV группы существенно и достоверно отличаются между собой.

Продолжительность периода срастания ( от прививочной операции до распускания привитых почек) у различных групп тоже неодинакова. Самый короткий период срастания отмечен для почек четвертой группы, более продолжительный - для почек третьей группы.

Достоверность выявленных различий подтверждена при математическом анализе экспериментальных данных, т.к. вычисленные величины критерия лямбда для F. е. 'Pendula' - 2,65; F. е. 'Aurea' - 2,52; F. е. 'Monophylla Pendula' - 7,53 и для Т. р. 'Aurea' - 2,48 превышают критическое значение - 1,84 при 95 % доверительном уровне. Пазушные почки привоя, относящиеся к разным группам, дают различные по длине побеги. Наибольшей длины побеги развиваются из почек, относящихся к четвертой группе!. Эти привитые растения сравнимы по развитию с однолетними саженцами первого сорта. Из почек третьей группы обычно развиваются небольшие по длине побеги - эти растения близки к саженцам второго сорта или нестандартные.

Эти различия также достоверны, т.к. вычисленнче величины критерия лямбды (9,1 для F. е. 'Pendula'; 5,12 для F. е. 'Aurea'; 9,39 для F. е. 'Monophylla Pendula' и 3,94 для Т. р. 'Aurea') превышают критические (1,84 и 2,65) при 95% и 99% точности.

Математическая обработка экспериментальных данных (Зайцев, 1984) подтвердила возможности объективного разделения привойных почек на классификационные группы по их рентгенографическому изображению. Выделенные по рентгенограммам группы пазушных почек, отражают различия между внутрипочечным развитием будущих побегов и их различной пригодностью для использования в качестве привойного материала.

ОЦЕНКА РАЗВИТИЯ ПАЗУШНЫХ ПОЧЕК И ИХ ПРИГОДНОСТЬ В КАЧЕСТВЕ ПРИВОИНОГО МАТЕРИАЛА ПРИ СУПРОТИВНОМ ЛИСТОРАСПОЛОЖЕНИИ.

При дешифрировании рентгенограмм было замечено, что супротивно расположенные почки различаются по степени развития зачаточных органов и пазушные почки одного н того же узла часто можно причислить к разным классификационным группам. Эти наблюдения дали нам основание предположить, что супротивно расположенные почки при прививке будут вести себя по разному^ Для проверки этого предположения были выполнены прививочные операции, где в качестве прнвоя были использованы супротивно расположенные почкн трех садовых форм ясеня обыкновенного (Fraxinus excelsior 'Pendula', F. е. 'Аигеа' и F. е. 'Monophylla Pendula').

Все изучавшиеся почки на основании рентгенографического анализа были разделены на две части - "а" и "б". К части "а" относилась та из супротивно расположенных почек в узле, у которой на рентгенограмме наблюдалось лучшее развитие, а к части "б" - противоположная, менее развитая (табл.3). Из данных таблицы 3 видно, что супротивно расположенные почки одного и того же узла обладают и неодинаковой способностью к срастанию с тканями подвоя, а также различаются по продолжительности послепрививочного регенерацион-

ного ¡периода и развитию побегов привоя в конце первой вегетации.

\

По проценту срастаемости почки части "а" и "б" достоверно различаются между собой, т.к. для всех изучаемых садовых форм ясеня обыкновенного, величины, вычисленные по критерию Стьюдента -(2,12; 2,0; 2,25) превышают число 1,96 при 95*/. уровне значимости. Достоверными являются также и полученные разницы в продолжительности послепривнвочных периодов от прививки до распускания привитых почек, и длины приростов побегов из супротивно расположенных пазушных почек, т.к. значения критерия лямбды, полученные в резу-

Результаты прививки супротивно расположенных почек, (а - более развитая; 6 - менее развитая)

Объект

Вари- Число ант пазувных . почек

Почки, сросвиеся с подвоем (X)

1. h'raxinus excelsior "а" 24 'Pendula1 на "б" 24 F. excelsior;

2. Fraxinus excelsior "а" 28 'Aurea' но "б" 28 F. excelsior

88.0 £ 0,9

63.01 0,6

75,1 — 0,7 50,0± 0,6

3. Fraxinus excelsior "а" 26 'Monophylla Pendula* "б" 26 на F. excelsior

96,6 — 0,7 77,5i 1,1

Таблица 3.

Число дней от привив- Длина привитого побега

хи и до распускания после окончания роста

привитой почки (см)

22,2 — 0,1 106,5 1 1,9

27,0X0,2 83,3±1,9

13,5 ±0,01 14,8± 0,04

23,2± 0,1 28,0.1 0,3

93,9 £0,3 /5,611,4

85,0£0,4 72,6± 1,1

льтате статистической обработки (продолжительность послепрививоч-ного периода - 7,73; 7,24; 5,57; длины прироста - 2,86; 5,18 н 3,99), превышают критические значения - 1,84 при 95% и 2,65 при 99% доверительном уровне.

V

ВЛИЯНИЯ РЕНТГЕНОВСКОГО ОБЛУЧЕНИЯ НА ПРИБОЙНЫЕ ПОЧКИ И РЕЗУЛЬТАТЫ ПРИВИВКИ.

Для выяснения вопроса, влияет ли рентгеновское облучение при съёмке привойиых почек на приживаемость прививки, на скорость прохождения регенерационного Процесса, на рост и развитие привитого растения, были проведены специальные исследования. Объектами являлись садовые формы Fraxinus excelsior и Til ¡a platyphyOas. В качестве привоев использовались почки, подвергшиеся рентгеновскому облучению при съемке ч почки, которые не рентгенографировались-(табл.4). Математическая обработка экспериментальных данных показала, что рентгеновское облучение в тех дозах, которые применялись при съемке привойных почек не оказывает влияние на результаты прививки, поскольку вычисленные величины Стьюдента н Лямбды для F. е. 'Pendula' t-1,19; Л-0,79; 1,91; для F. е. 'Aurea' t-1,51; Л-0,55; 0,47; для F. е. 'Monophylla Pendula' t-0,73; Л-0,49; 0,20 н • для Т. p. 'Aurea' t-0t44; Л-0,34;0,49, ниже, чем их критические значения (1,96.и 1,84 при 95% доверительном уровне).

РЕНТГЕНОГРАФИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПОЧЕК МАТОЧНЫХ РАСТЕНИЙ.

В результате изучения . почек лиственяых древесных растений было установлено, что при. дешифрировании рентгенограмм надо учитывать некоторые видоспецифичные особенности.

В коллекции ГБС РАН довольно широко представлены виды рода Acer L В практическом садоводстве большую ценность имеют садовые

>

х Таблица 4.

Результаты прививки облученных и необлученных рентгеновскими лучами ааэуаных почек.

OtibOHT

Вари- Число ант пазувных почек

Почки. с,оевнеен с подлоен (X)

Число дней от прививки и до распускания привитой почки

Длина привитого побега после окончание роста (см)

fraxinus excelsior "а 40 'Pendula' на "б" 40

F. excelsior

72,5 ±0,4 60,0± 0,5

23,6-0,03 "24,2i 0,1

84,2 — 0|2 74,01 0,4

2. Fraxinus excelsior 'Aurea' на

F. excelsior

3. Fraxinua excelsior 'Monophylla Pendula' на F. excelsior

46 46

36 36

72,0± 0,3 84,82: 0,3

86', 9 — 0,5 80,6± 0,2

13, 7i 0,02 13,1* 0,03

25,It 0,1 25,3±0,1

81,3 ±0,1 83,5 — 0,1

73,1 ±0,3 /5,6 i 0,6

fcl <Л

4. Tilia platyphjillos 'Aurea' на T.platyphyllos

"a" "6"

49 49

87,9 ±0,3 83,8± 0,2

24,6* 0,1 24,7+0,1

39,1t0,2 38,7 + 0,2

"а" - почки, облученные рентгеновскими лучами "б" - почки, необлученные рентгеновскими лучами

формы клена остролистного, такие как Acer plantanoides 'Crimson King', A.' p. 'Druminondii', A. p. 'Globosum', A. p. 'Palmatum' и др. Почки этих растений близки как по своей внешней форме, так и по внутреннему строению. На рентгенограммах у нормально развитых пазушных почек видны почечные чешуи, зачатки листьев и осевая часть зачаточного побега. Характерным для всех изученных садовых форм клена остролистного является то, что супротивно расположенные пазушные почки одного и того же узла неодинаковы по степени вну-трипочечного развития будущего побега возобновления. Эти различия наиболее сильно выражены у пазушных почек нижних метамеров, чем у почек средней и верхней частей побега. Наиболее пригодные для прививок почки образуются в средней и верхней частях годичного побега.

У садовых форм клена остролистного, образовавшиеся в период вторичного роста побегов, размеры пазушных почек увеличиваются в акропетальном направлении. Однако, на рентгеновских снимках у этих почек видно, что отсутствует четкая дифференциация органов, т.к. до начала зимнего покоя процесс их формирования не заканчивается. Такие почки малопригодны или вообще не пригодны для прививки.

Анализируя рентгеновские снимки почек садовых форм ясеня обыкновенного (Fraxinus excelsior 'Aurea'; F. е. ' 'Argenteo- variega-ta; F. e. 'Diversifolia'; F. e. "Nana"; F. e. 'Pendula'; F. e. 'Monophylla Pendula') можно отметить, что они очень мало различаются между собой по внутреннему строению, фиксируемому на рентгенограммах. Характерным является то, что пазушные почки по всей длине побега (за исключением одного-двух 'первых метамеров) имеют почти одинаковую степень дифференциации, выраженную наличием почечных чешуй, зачатков листьев и оси зачаточного побега. Наиболее пригодны для прививки пазушные почки садовых форм ясеня обыкновенного, относимые к III и IV группам, формирующиеся в средней, и ве-

рхней .частях годичных побегов. Определенный интерес для изучения почек н отработки методики дешифрирования рентгенограмм- представляют виды рода Aesculus L. Почки изучаемых видов этого рода (Aesculus glabra Willd.; A. hippocastanum L.; A. neglecta Lindl.; A. pavía L.; A. pavia 'Atrosanguinea' и др.) очень крупные, в особенности терминальные, имеют многочисленные почечные чешуи. Для получения качественных снимков экспозиции приходится увеличивать до 30 минут.

При дешифрировании рентгенограмм у пазушных почек в основании годичного побега просматриваются только почечные чешуи. У пазушных почек из средней части побега на снимках видны только почечные чешуи и зачатки листьев. У пазушных почек, расположенных в верхней части побега, хорошо, видны почечные чешуи, зачатки листьев и ось зачаточного побега. Наиболее хорошо сформированы терминальные вегетативные и генеративные почки. В них видны почечные чешуи, зачатки листьев, осевая часть зачаточного побега, а иногда в пазухах, зачаточных листьев можно обнаружить зачатки сформировавшихся пазушных почек следующего порядка, а в генеративных почках и зачатки соцветий. Для всех представителей изученных видов рода Aesculus L наиболее пригодными для прививок являются вегетативные почки верхней части годичного побега, включая и терминальные почки.

Большинство растений из семейства Rosaceae Juss. размножаются прививкой. Среди них растения таких родов как Armeniaca Mill., Aronia Med., Cerasus ■ Juss., 'Chaenomeles Lindl, Cotoneaster Medic., Crataegus L.. Malus Mill., Pyrus L., Rosa L., Sorbus L. и др. Представители этого семейства отличаются большим морфологическим и биологическим разнообразием. Пазушные почки представителей этого семейства на основе рентгенограмм, мы разделили на три типа по их внутреннему развитию и структуре.

Примером почек 1 типа могут служить почки видов Aronia Med. и '

j5el

Sorbus L Они нмеют хорошо выраженные кроющие чешуи н листовые приморднн, занимающие весь объем почки. Ось, зачаточного побега на. рентгенограмме не просматривается. Степень дифференциации почек зависит от их расположения на побеге. Наиболее пригодные для привоев почки формируются в средней и верхней частях годичного побега. Генеративные почкн отличаются от вегетативных на рентгенограмме по четко выраженному зачаточному соцветию.

Почки растений родов Агшеш%а, Cerasus - относятся ко Птипу. На рентгенограммах вегетативных почек этого типа видна четко выраженная ось будущего побега, занимающая 1/3 всего объема пазушной почки. (Для этих видов растений характерно почти одинаковое развитие почек по всей длине годичного побега и четкие различия вегетативных и генеративных почек, у последних видны хорошо выраженные элементы будущего цветка). Все вегетативные почкн на годичном побеге пригодны для использования в качестве привойного материала.

Почки видов Chaenomelfis, Malus, ^ Pyrus, Crataegus, Rosa относятся к III типу. У них маленький, плохо различимый на рентгеновских снимках конус нарастания, а листовые приморднн занимают не менее половины объема почки. Почки на побеге развиты неравномерно, наиболее дифференцированные н пригодные для прививки почки расположены в средней его части. '

'.На рентгенограммах пазушных почек растений из семейства Legu-minosai Juss. в частности Caragana arborescens 'Pendula* 11 Halimo-dendrm halodendron (L) Voss. видны лримордии листьев, которые занимают больше половины объема почек, ось зачаточного побега слабо выражена. На рентгеновских снимках в генеративных почках видны зачатки цветков. Для привоя лучше всего брать почки из нижней и средней частей годичного побега.

Изучены 6 видов и форм липы. Почки видов липы по всей длине побега характеризовались однородным типом строения. Установлено,

что большинство пазушных почек имеет одинаковую г степень развития, только в основании годичного побега можно встретить менее развитые почки. На рентгенограммах пазушных и терминальных почек изученных видов и форм липы просматриваются только почечные чешуи и зачатки листьев. Они служат основными диагностическими показателями для оценки степени развития почек. Так как почечные чешуи и зачатки листьев занимают весь объем почки, определение степени развития внутрипочечных метамеров проводится по плотности рентгенографического изображения. Недостаточно сформированные почки, на рентгеновских снимках имеют более темное изображение.

Рентгенографический анализ почек ряда лиственных древесных растений показал, что на разных особях одного вида или садовой формы формируются неодинаковые по качеству почки. Почки, расположенные на различных участках кроны, формируются в неодинаковых условиях питания и милроклимата. Многолетний рентгенографический анализ качества привойных почек, позволил нам выделить маточные растения, с которых можно ежегодно получать привойный' материал высокого качества. Применение рентгенографического анализа дает возможность обнаружить имеющиеся различия и особенности в распределении почек по группам, как в пределах одного, вида или садовой формы, так и между отдельными растениями, принадлежащими к различи ным видам или сортам.

Результаты рентгенографического изучения одних и тех же маточных растений в течение ряда вегетативных сезонов представлены в таблице 5.

Сравнительный анализ средних данных позволил нам, на основе рентгенограмм, выделить виды и их садовые формы с близким ежегодным распределением почек по классам развития. Они объединены в группы. Виды и формы, формирующие более 50 : почек высшего IV класса развития (Acer platanoides 'Crimson King', Fraxinus exelsi

Качество привойных почек маточных деревьев разных садовых форм (по годам)

Таблица 5.

Садовая форма

Год N ма-взятия точ-почек ного

растения.

Количество почек различных классификационных групп (штук и процентов

от общего числа почек)

XI

III

IV

-Всего

¡от. X ИТ. X шт. X шт. шт.

.1 : 2 3 4 5 6 7 • 8 9 10 11 : 12

Асег р1а1апо1с1е8 1985 1 2,2 4 ,8 ,7 10 21 7 31 67 .4 46

*Кг1взоп К1пй' 2 - 1 2 .0 15 30, 0 34 68 ,0 50

3 - 5 10 .4 . 18 37, 5 25 52 ,1 48

Всего 0,7 , 13 7 ,0 ,43 30, 1 90 62 ,2 144

1986 1 1 2,1 3 6 ,2 12 25, 0 32 66 ,1 48

2 - 2 4 ,2 15 31, 2 31 64 ,6 ■ 48

3 1 2,0 2 4 ,0 > 20- 40, 0 27 54 .0 50

Всег<3 1,4 7 . 4 .8 47 36, 2 90 61 .6 146

1987 1 - 1 2 ,2 12 26, 1 " 33 71 >7 46

2 1 2,3 3 6 ,8 10 22, 7 30 .68 ,2 44 .

3 1 2,0 4 8 ,0 20 40, 0 25 50 ,0 • 50

Всего 2 1.4 8 5 ,7 42 30, 0 88 . 62 ,9 140

Сагавапа агЬогезсепв 1985 1 2 4,1 . 8 16 ,3 18 36, 7 21 42 ,9 49

'ЬогЬе^11' 2 - - - 8 15 1 21 39, 6 24 45 ,3 53

■3 2 4,0 7 14 ,0 20 40, 0 21 "42^0 50

Всего 4 • 2,6 23 15 ,1 59 38, 9 66 43 ,4 152

£

1

2 3

Sorbus auj^a 'Pendula'

1987

1 .<>85

.1986

1987

1

2 3

Всего

1 2 3

Всего 1 . 2 3

Всего 1 2 3

Всего

Tilia platyphyllos 'Aurea'

1985

1986

1987

1 2 3

Всего 1 2 3

Всего, 1 2 3

Всего

7 8 9 10 11

12

6,0 10 48 ,0 20 40, ,0 50

4,0 8 40, ,0 27 54, 0 50

2,0 10 38. ,0 30 60, ,0 50

4,8 28 42, ,0 77 51 , ,3 150

9,1 24 30, ,3 20 60, ,6 33

6,9 20 27 , ,7 18 62, 0 29

6,3 19 31, ,2 19 59, 4 32

7,5 63 29, ,8 57 60, ,6 94

2,9 11 32, ,4 21 61 , ,8 34

9,4 10 31. ,2 19 59, ,4 32

6,6 11 36 , 7 16 53, ,4 ■ 30

6,3 32 33 ,3 56 58, ,3 96

3,2 10 32 ,3 20 64, ,5 31

6,7 8 26 .6 18 60, ,0 30

6,9 9 31. .0 17 58, ,6 29

5,6 27 30, ,0 55 61, ,1 90

9,1 22 40, ,0 28 50, ,9 55

6,0 20 40, ,0 26 52, ,0 50

9,3 21 38, ,9 28 51, ,8 54

8,9 63 39, .6 82 51, ,6 159

11,3 20 37, ,7 27 V 50, ,9 53

7.3 22 20, ,0 29 52, ,7 55

9,6 20 38, ,5 27 51, ,9 52

9,4 62 38. ,7 83 51, ,9 160

12,5 21 37, ,5 28 50, ,0 56

11,1 20 37, ,0 28 - 51, ,9 54

10,0 20 40, ,0 25 50, ,0 50

11,2 61 38. .1 81 50, ,7 160

1 г 3 4 5 6

1 986 1 1 2,0 7

2 ' - - 4

3 1 1,8 5

Всего 2 1,3 16

1987 1 1 2,0 7

2 1 1.9 3

3 1 1,8 5

Всего 3 , 1,9 15

Ггтпаия уи1Ваг1в 1985 1 1 - 14

'КЬсх] 1 ' 2 .1 2,7 13

3 - - 15

Всего 1 1,0 42

1986 1 1 2,6 13

2 - - 12

3 1 . 2,7 15

Всего 2 1,8 40

1987 1 - " - 12

2 1 2,9 .12

3 1 2,9 12

Всего ■ 2 " 1,9 36

Кгях1пи8 ехсе1Б1ог 1985 1 1 2,0 3

'Лигеа' 2 - г

3 - - -

Всего 1 0,7 5

1986 1 5 10,0 3

2 о 1 . 2,0 1

о Всего 6 4,0 4

7 8 9 10 ai

12

14,G 20 41 ,7 20 ' 41, .7 48

7,6 24 46 ,2 24 46, ,2 52

9,3 25 46 ,3 - 23 42, ,6 54

10,4 69 44 , 8 67 43 ,5 154

14 ,0 20 40 >0 22 44 . ,0 ' 50

5,7 24 45 ,2 25 47, ,2 53

9,1 24 43 ,6 25 45, ,5 55

9,5 68 43 .0 72 45 ,6 158

40,0 10 28 ,6 11 31, ,4 35

35,1 11 29 ,7 12 32, ,5 37

45,5 . 8 24 ,2 10 30, ,3 • 33

40,0 29 27 ,6 33 31, ,4 105

34,2 12 31 ,e 12 31, ,6 38

34,3 11 31 ,4 12 34, ,3 35

40 ,5 10 27 ,1 11 29, ,7 37

36,4 33 30 ,0 35 31 .8 110

32,4 10 35 .2 12 32, ,4 37

35,3 10 29 ,4 11 32, ,4 34

35,3 11 32 ,4 10 29, ,4 34

34,3 34 32 ,4 33 3i ; ,4 105

6,0 25 50 ,0 21 42, ,0 50

4,0 18 36 ,0 30 60, ,0 50

- 15 30 .0 35 70, ,0 50

3,3 58 38 ,7 86 . 57, ,3 150

3,0 22 44 .0 _0 40, ,0 50

2,0 19 38 ,0 29 58, ,0 50

- 18 36 ,0 32 64, 50

2,4 59 39 .3 80 53, , 3 150

'Aurea', Sorbus aucuparia 'Pendula' и др.) составляют первую группу. Во вторую вошли виды и садовые формы, формирующие меньше 50: почек IV класса (Caragana arborescens 'Lorbergii' и Cerasus vulgaris 'Rhexii') и т.д..

У маточных особей наблюдаются различия в качестве привойных почек. Одни особи формируют большее число почек, относящихся к IV группе развития, а другие - меньшее. Разница иногда достигает -21,7:, как, например, у А.р. 'Crims on King', а иногда бывает практически незначительная - 2: для Cerasus vulgaris 'R hexii'.

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ УСПЕШНОСТИ ПРИВИВКИ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ РЕНТГЕНОГРАФИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ПРИВОЙНЫХ ПОЧЕК.

Применение рентгенографического анализа для отбора и разделения привойных почек на группы послужило основой для принципиального решения такого сложного вопроса, как прогнозирование приживаемости прививок, который бесспорно имеет практическое и ■ теоретическое значение.

До сих пор применяется единственный способ выявления трансплантационных возможностей растений - экспериментальный. Он основывается на многолетних опытах с большим количеством повторностей, в результате которых исследователь делает выводы о хорошей или плохой трансплантации той или иной садовой формы, сорта или вида. Учитывая, что приживаемость прививки находится в зависимости от ряда факторов (биологической совместимости между прививочными компонентами, способов и сроков выполнения прививочных операций, климатических условий, агротехнических приемов и др.) мы выделили один, наиболее важный - степень дифференциации зачаточного побега, и установили при помощи рентгенографии прямую связь между этим показателем и степенью срастания с подвоем.

Преимущества рентгенографического метода проявляются в том, что строение зачаточных органов, фиксируемое на рентгенограмме можно определить до их трансплантации. Данные, полученные при рентгенографической оценке почек и их использовании в качестве привоев, поддаются точной статистической оценке. Таким образов, приживаемости прививок и их последующее развитие становится прогнозируемым, н статистическую оценку его средней нормы можно проводить при помощи формулы, аналогично оценки жизнеспособности семян по

■ ' о "

рентгенограммам (Смирнова, 1978):

0.5 -Р + 0,75 Р- + N4

Ь - -£-*- 100

N

где Ь - процент приживаемости привойных почек; N - число почек в образце; Ш,И4 - число почек, относящихся к 111 и IV классификационным группам развития. Почки, относящиеся к I и II группам в расчет не включаются, поскольку они не пригодны для: использования в качестве привоев.

Эффективность данной формулы была проверена путем проведения сравнительных анализов по определению качества ^ привойных почек, методом рентгенографии и получила подтверждение в результатах прививки в полевых условиях. Практически, из заготовленного для прививки материала отбирается средняя проба и проводится рентгеногра-фирове 1ие, дешифрирование и разделение почек на группы по их пригодности для прививки, затем, вычисляем возможную теоретическую приживаемость для конкретного образца до проведения прививочной операции. В течение 10 лет нами была проведена работа с 28 малораспространенными декоративными растениями и садовыми формами. . Ча<;ть из полученных результатов представлены в таблице 6.

Предложенный метод прогноза приживаемости прививки на основе рентгенографического анализа привойиого материала получил экспери-

Таблица б

Теоретическая и фактическая приживаемость весенних прививок (выполненных способом окулировки »приклад)

NN кривой Подвой Число почек различных Приживаемость Подтверждение

классификационных групп при! тйных прогноза

- - ночек % %

Всего [ II III IV -:—

х вычмс- факти-

ленман ческан

1 2 3 4 5 6 7 a 9 10 11

1 A.n.* Aurea' Acer negundo 90 . 6 10 30 44 69, ,72 66, ,66 96, ,95

г A.n.Aureo-vari egatum 115 9 16 50 40 61". ,96 60, ,87 98, ,91

3 A.p.Crimson King Acer platanoides 95 2 5 30 58 80, , 79 78, ,95 98, ,16

4 A.p.Drummondi i ii ii 100 5 5 28 62 79, ,50 80, ,00 99, ,50

5 A.p.GlOboSum •• n 89 4 6 39 40 82, ,29 78, ,77 97, 49

6 Aronia melanocarpa Sorbus aucuparia

(Mihx.)Elliott. 110 3 12 28 62 72, ,27 76, ,36 95, 91

7 C.a.Lorbergii Caragana arborescens 75 5 10 27 33 66, ,50 70, ,67 95, ,83

8 C.a.Pendula 80 6 12 22 40 67, ,19 70, ,00 97, .19

9 C.v.Rhexi i C. vulgaris 109 4 43 32 30 44, ,36 45, ,87 98, ,49

,10 Chaenomej^s japonica Sorbus aucuparia

(Thunb.JLindl. 55 6 19 17 13 42, ,95 38, ,18 95, ,23

11 F.e.Argenteo-variegatft Fraxinus excelsior 62 - 2 28 32 79, ,83 80, ,64 . 99, ,19

12 F.e.Aurea •i ii 105 - 5 41 59 80, ,59 80, ,95 99, 64

13 F.e.Monophylla Pendula " M 110 - - 52 58 82, ,27 81, ,82 99, .55

14 F.e.Nana H 1» 58 5 4 29 20 65, ,73 62, ,07 96, 34

15. F.е.Pendula " - M 120 4 4 15 43 58 70, ,73 73, ,33 97, 40

16 M.niedzwetzkyana Diek. Malus tSacata(L. )Borkh. 52 1' 1 3 47 93, ,99 92, 31 98, 32

17 P.elaeagrifolia Pali Pyrus ussuriensis Maxim .58 5 13 23 17 56, ,03 56, ,90 99, ,13

18 P.regelii Kehd. " « 63 6 18 29 10 46, ,64 44, ,44 97, ,80

19 ■S.a. Ffcstigiata Sorbus aucuparia 60 1 3 16 40 83, ,33 83, ,33 100, ,00

20 S.a.Pendula « ii 72 2 5 24 41 77, ,77 80, ,55 97, ,22

21 Т. p. badiniata Tilia platyphyllos Scop .51 - • 1 28 22 77, ,45 78, ,43 99, 02

22 T.p.Aurea i. i» 55 1 1 30 23 75, ,91 78, ,18 97, 73

ментальное подтверждение от 95 до 100% случаев.

ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ РАЗМНОЖЕНИЯ ДЕКОРАТИВНЫХ

. ФОРМ ЛИСТВЕННЫХ ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ ПРИВИВКОЙ.

Работа по комплексному изучению и оценке эффективности прививок при помощи рентгенографии, впервые предпринятая в ГБС РАН, проводилась в течение более 15 лет, начиная с 1974 г. На основе этого исследования даны практические рекомендации по оценке качества привойных почек, по выбору оптимальных способов и сроков выполнения прививочных операций, а также основные агротехнические мероприятия по уходу за привитыми растениями для большого числа (около 100 наименований) интродуцированных видов и садовых форм в ГБС РАН.

Особое внимание уделено тем видам и садовым формам, которые в силу их биологических особенностей очень сложно размножать прививкой (Acer, Aesculus, Betula, Fagus, Querqus, Juglans). Кроме того, рассмотрен вопрос об использовании прививочной операции, как приема, позволяющего улучшить декоративные качества некоторых видов растений из таких родов как Caragana, , Chaenomeles, Cotoneaster,

Ribes и др. J •

N

Основные выводы

j

1. Рентгенографический метод позволяет:

- объективно определить степень пригодности почек

в качестве привойного материала без нарушения их

целостности;

- использовать прививочный материал после анализа для

трансплантации и наблюдать за полученными из них привитыми растениями; - анализировать регенерационный процесс в зоне срастания, как на препаратах, так и на живых привитых растениях.

2. Основными критериями для дешифрирования рентгенограмм являются: плотность изображения отдельных органов, тканей, тканевых образований или частей растений, фиксируемых на рентгеновских снимках.

3. Выявлены диагностические признаки для определения

основных

этапов в регенерационном процессе, а также участие отдельных тканей подвоя и привоя в регенерации.

4. Дозы рентгеновского излучения, которые применялись при съемке привойлых почек и зоны срастания, не оказывают влияния на результаты прививки н состояние привитых растений.

5. Скорость регенерационного процесса изменяется в зависимости от видовых особенностей и способов прививки и определяет оптимальные сроки и способы прививок.

6. Наиболее пригодными для прививки являются почки, относящиеся к IУ'-ой классификационной группе

(сформированы почечные чешуи, зачатки листьев, ось зачаточного

побега, а у некоторых и зачатки пазушных почек следующего порядка). Почки Ш-ей классификационной группы (сформированы почечные чешуи зачатки листьев) также пригодны для

прививки, однако, приживаемость этих почек ниже, а скорость протекания регенерационного процесса более замедлена, чем у почек 1У-ой группы. Почки, относящиеся к 1-ой ( погибшие или имеющие

различные

по степени повреждения ) или 11-ой (сформированы почечные чешуи или почечные чешуи и генеративные органы) группам практически не пригодны для использования в качестве прнвойного материала. ,

7. Использование предложенной классификации позволяет прогнозировать результаты прививок и проводить рентгенографический контроль за привитыми растениями для своевременной отбраковки экземпляров с аномалиями в зоне срастания.

Слисок основных работ по теме диссертации

1. Разработка перспективной технологии вегетативного размножения садовых форм клена остролистного. - В кн.: Богатства флоры - народному хозяйству. - М.: ГБС АН СССР, 1979, с. 72-74

2. О вегетативном размножении садовых форм рода Acer L.

способом окулировки. - Бюлл. ГБС, 1980, в. 118, с.57-60.

3. Приживаемость прививок садовых форм клена

остролистного при различных модификациях боковой окулировки,- В кн.: Вопросы оптимизации растительного покрова Верхневолжья. - Калинин: 1981, с.128-134.

4. О влиянии типа привойного щитка на приживаемость

прививок клена.- Бюлл. ГБС, 1982, в.12б, с.63-66

5. Оценка пазушных вегетативных почек, предназначенных для

прививки.- Всесоюзная конференция по теоретическим основам интродукции растений. Тезисы докладов. М.: 1983, с. 330

6. Анатомическое исследование срастания прививок клена

остролистного ( Acer platanoides L. ). В кн.: Древесные растения в природе и культуре. М.: Наука, 1983, с.162-177 ( соавт. П.И.Лапин, Г.Г.Фурст ) 7. Прививка как метод размножения и улучшения декоративности древесных растений,- В сб.: Проблемы ' рекреационных насаждений,- Чебоксары: 1984, с.111-115.

8. Размножение прививкой декоративно-лиственных красиво-

цветущих деревьев н кустарников. Экспресс-информация, N 12, вып. 5, ВДНХ СССР, 1984, 7с.

9. Изучение прививок древесных растений рентгенографическим

методом,- Бюлл. ГБС, 1984, в. 132, с.58-63. ( соавт. И.А.Смирнов )

10. Ранняя диагностика генеративных почек лиственных древесных интродуцентов.- Тезисы докладов. Вопросы обогащения генофонда в семеноведении интродуцентов.- М.: 1987, с.64.

11. Критерии для оценки метамерных единиц при вегетативном размножении декоративных древесных растений.- В сб.: Десятый конгресс дендрологов в Софии. 1988,

( соавт. А. Алексиев ).

12. Оценка вегетативного размножения жимолости съедобной. Бюлл.ГБС, 1992, в. 164, с.24-30 ( соавторы:М.Мельникова, И.Бондорина, И.Окунева ).

13. Способ стимуляции ~ роста почек лиственных кустарников. Авт. свид. 5045996/15, опубл. 24.09.1992,

( соавт. СЛ.Щербанкж )

14. Способ стимуляции привитого материала.

Авт. свид. 5045997/15, опубл. 24.09.1992 ( соавт. СЛ.Щербаиюк )

15. Рентгенографическое изучение привойных почек. Бюлл. ГБС,

1993, в. 168

16. Влияние качества привойных почек на срастание компонента прививки и развитие привитых растений. Бюлл. ГБС, 1994, в. 169.

17. Прогнозирование успешности прививки по результатам рентгенографической оценки привойных почек. Бюлл. ГБС,

1994, в. 170.