Эффективность сочетания культуры апикальной меристемы с термотерапией при оздоровлении исходного материала картофеля

Введение. В практике первичного семеноводства картофеля, для получения, оздоровленного исходного материала широко используются методы биотехнологии, в том числе микроклональное размножение, которые позволяют получить оздоровленный от вирусных инфекций семенной материал.

Общеизвестно, что оздоровление исходного материала осуществляется методами термотерапии и культура апикальной меристемы, ростковых черенков и.т.д.

Успех метода культуры апикальной меристемы в значительной степени определяется сочетанием с термотерапией, усовершенствованием питательной среды для культивирования эксплантов, их размерами, степенью развитости почки, положением ее на ростке, условиями культивирования и.т.д. Применение культуры апикальной меристемы в сочетании с термотерапией позволяет увеличить размер вычленяемой меристематической ткани, свободной от вирусов, и значительно повышает выход прижившихся эксплантов.

Материалы и методы исследования. В результате исследования для получения, оздоровленного исходного материала изучали влияние продолжительности периода термотерапии клубней картофеля сортов селекции Казахского НИИ картофелеводства и овощеводства: Тамаша и Нэрли, различного срока созревания.

Работа  по  вычленению  и  культивированию  апикальной    меристемы  из  ростков  картофеля проводилась в асептических условиях (в ламинар-боксе) под микроскопом МБС-9 с 20 - 24-кратным увеличением растительного материала.

В экспериментах по культивированию апикальных меристем и растений-регенерантов картофеля были использованы общие методические пособия, рекомендации и указания (Н.В. Катаева, 1983, И.Р. Рахимбаев и др.1985; Л.Н.Трофимец, Д.Т.Остапенко и др., 1985, Ж.А.Токбергенова, 2008) [1,2,3,4].

Результаты проведенных нами исследований показали, что эффективность культуры   меристем в оздоровлении от вирусной инфекции в значительной степени определяется продолжительностью периода термотерапии прорастающих клубней картофеля в термостате.

Увеличение продолжительности этого периода с 40 до 60 суток давало заметный эффект. Следует отметить, что эффективность оздоровления методом культуры меристемы зависело также от генотипа картофеля.

Как показывают данные таблицы 1, при продолжительности термотерапии от 40 до 50 дней число свободных от вирусов растений составляло от 30 до 50% в зависимости от сортовых особенностей картофеля. На 55-й и 60-й дни этот показатель по исследуемым сортам составлял до 73,0 %. Число свободных растений-регенерантов, полученных из апикальной меристемы клубней, прошедших термотерапию в течение 55 дней, у сортов Тамаша и Нэрли составляло 50,0 %, а у сорта Тамыр данный показатель достигал до 73,0%. Продолжение периода термотерапии до 60 дней заметного эффекта не давало, при этом количество оздоровленных от вирусов регенерантов находилось на уровне растений, прошедших период термотерапии в течение 55 дней. Полученные данные свидетельствовали, что результативность оздоровления зависит от степени устойчивости к поражению отдельными вирусами и интенсивности прорастания клубней в период термотерапии. 

Таблица-1. Влияние продолжительности периода термотерапии на оздоровление сортов картофеля 

  Влияние продолжительности периода термотерапии на оздоровление сортов картофеля

Таким образом, для повышения качества и увеличения количества, оздоровленных растений- регенерантов целесообразно проводить термотерапию в течение 55 дней. Проведенными исследованиями выявлено, что большое значение для органогенеза и регенерации из апикальной меристемы развивающихся ростков имеет температура в термостате. Необходимо отметить, что часть сортов картофеля очень плохо прорастают при повышенной (37-380С) температуре, давая одиночные ростки, при этом получается низкий выход растений-регенерантов.

В связи с этим, для повышения результативности культуры ткани при оздоровлении исходного материала картофеля от вирусной инфекции, нами изучены различные температурные режимы в термостате и выявлена эффективность двухфазной термотерапии. Для проращивания в термостате с каждого сорта брали по  20 штук клубней.

Нами изучено 3 варианта прогревания клубней в термостате для их проращивания. Клубни первых двух вариантов опыта прогревались в термостате при температуре 32 и 380С соответственно в течение 55 дней, а клубни третьего варианта опыта проходили термотерапию при температуре 320С в течение 55 дней. В конце этого срока апикальную часть ростка срезали, а клубни подвергали 2-недельной термотерапии при температуре 380С. Индуцированные за это время ростки использовали для вычленения меристемы. 

Таблица-2. Влияние температуры и длительности прогревания в термостате на частоту образования растений-регенерантов картофеля из апикальной меристемы.

 Влияние температуры и длительности прогревания в термостате на частоту образования растений-регенерантов картофеля из апикальной меристемы.

Результаты эксперимента показали, что частота образования растений-регенерантов у исследуемых сортов варьировала в пределах от 12,5 до 61,3 % от общего количества изолированных меристем.

Повышение температуры термостата с 32 до 38 0С увеличивало количество образовавшихся регенерантов от 12,5 до 28,5%.

В третьем варианте, количество регенерировавших растений, возросло более чем в 4,0-4,6 раза по сравнению с первым вариантом и более чем в 2,1-3,9 раза по сравнению со вторым в зависимости от сортовых особенностей. Наилучший выход растений-регенерантов наблюдался в варианте, где прогревание термостата проходило в течение 55 дней при температуре 32 0С и 2 недели - 38 0С. При этом экспланты из апикальной меристемы сорта Тамаша образовали 50%, а Нэрли - 61,3% растений-регенерантов.

Наибольшее количество ростков наблюдалось при прогревании термостата до 320С в течение 55 дней. При этом у сортов картофеля  количество ростков на 1 клубень составило 2,0  штуки.

Высокая результативность культуры апикальной меристемы при двухфазном прогревании клубней объясняется, по-видимому, тем, что молодые (14 дней), интенсивно растущие ростки имеют более жизнедеятельную меристему, легко регенерирующую растения.

Таким образом, сочетание культуры апикальной меристемы с усовершенствованной термотерапией сделало этот метод целесообразным для широкого применения в оздоровлении исходного материала в первичном семеноводстве картофеля.

Выводы.

Установлено, что результативность оздоровления исходного материала картофеля зависит от биологических особенностей сорта, степени устойчивости к поражению отдельными вирусами и интенсивности прорастания клубней в период проведения термотерапии. Высокая результативность при оздоровлении исходного материала получена при двухфазном прогревании клубней  в термостате. Прогревание клубней в термостате в течение 55 дней при температуре  320 С и 14 дней при температуре 380 С способствовало повышению частоты образования  свободных от вирусных инфекций растений-регенерантов. Сочетание культуры апикальной меристемы с усовершенствованной термотерапией целесообразно для широкого применения в оздоровлении исходного материала первичном семеноводстве картофеля.

 

 Литература

  1. Катаева Н.В., Бутенко Р.Г. Клональное микроразмножение растений. -М.Наука, 1983, 97 с.
  2. Рахимбаев И.Р. и др. Методическое руководство к практическим занятиям по культуре тканей растений, -Алматы, изд. КазГУ 1985- С.
  3. Трофимец Л.Н., Остапенко Д.Т., Бойко В.В., Зейрук Г.В., Донец Н.В. Оздоровление и ускоренное размножение семенного картофеля //Методические рекомендации. -Москва. 35с.
  4. Тоқбергенова Ж.А. Картоп дақылын микроклонды көбейту: ůдістемелік құрал. –-Алматы, 2008. 30 б.
Фамилия автора: Токбергенова Ж.А., Сүлейменова С.Е., Қабимолла А.
Год: 2011
Город: Алматы
Яндекс.Метрика