Повышение укореняемости черенков in vivo и in vitro под воздействием ультразвука


УДК : 581.165.712:58.039:57.085.1 2007
Авторы: Папихин Р.В., Богданов О.Е., Муратова С.А.
ГНУ Всероссийский НИИ генетики и селекции плодовых растений им. И.В. Мичурина, 393770 Россия, г. Мичуринск-10, ЦГЛ, cglm@rambler.ru
 
 
Основными задачами питомниководства являются: повышение качества и технических показателей посадочного материала, увеличение его выхода с единицы занимаемой площади, ускорение процесса выращивания стандартных саженцев, снижение затрат труда и средств на единицу продукции. Решение данных проблем тесно связано с процессом размножения растений, его оптимизацией и усовершенствованием отдельных этапов.
Ведущее направление современного питомниководства - это получение корнесобственных растений путем вегетативного размножения черенками, в том числе и in vitro, при котором возможно получение больших объёмов однородного высококачественного посадочного материала. Эта прогрессивная технология и сейчас заключает в себе значительные возможности для дальнейшего совершенствования и требует отработки отдельных элементов с учётом биологических особенностей культуры и сорта и привлечением экологически безопасных и, следовательно, перспективных методов. Одним из малоизученных вопросов в растениеводстве является влияние ультразвука (УЗ) на инициацию ризогенеза. Целью исследований являлось изучение влияния УЗ волн на процесс корнеобразования у черенков плодовых и ягодных культур.
Объекты и методы исследования
В качестве модельных объектов использовали одревесневшие черенки смородины американской и клоновых подвоев яблони 54-118 и 62-396 селекции В.И. Будаговского, как культур, обладающих достаточно высокой способностью к укоренению. Нарезали черенки длиною 15-20 см с верхней, средней и нижней части побега в равном количестве в каждом варианте опыта.
Опыты по воздействию ультразвука на микрочеренки (1,5-3,5 см), полученных in vitro растений, проводили на рябино-грушевом гибриде № 136 (рябина Моравская х груша лесная полукультурка) селекции М.А. Курьянова, из коллекции ВНИИГиСПР им. И.В. Мичурина.
Облучение одревесневших черенков и микрочеренков стерильных растений проводили на установке УДЗН-21 (частота излучения – 22kHz, ток при обработке – 20 µА). Время обработки УЗ зеленых микрочеренков – 3 мин, одревесневших черенков – 5 мин, озвучивали однократно или двукратно с повторностью через 4 часа. Мощность ультразвука определяли по количеству тепловой энергии, выделившейся в среду.
Обработку УЗ одревесневших черенков проводили в стеклянной ёмкости, содержащей 100 мл дистиллированной воды или водный раствор ауксина (ИМК- 25 мг/л). В варианте с одревесневшими черенками их основания погружали непосредственно в воду или раствор ИМК на фиксированном расстоянии от источника ультразвука. Стерильные микропобеги во время опыта были в закрытом стеклянном цилиндре с 5 мл стерильной воды или раствора ИМК (50 мг/л), который, в свою очередь помещали в емкость для облучения. Через 24 ч после обработки УЗ одревесневшие черенки переносили в стаканы с водопроводной водой, а стерильные микрочеренки высаживали на питательные среды укоренения (1/2 QL + ИМК 1 мг/л для вариантов с облучением в воде и 1/2 QL без гормонов для вариантов с облучением черенков в растворе ауксина).
В опытах регистрировали длительность предкорневого периода, частота укоренения (%), среднее число корней на укорененный черенок, средняя длина корней и общая длина корневой системы.
В настоящее время основным приемом повышения укореняемости черенков при вегетативном размножении является использование для индукции ризогенеза препаратов физиологически активных веществ ауксиновой природы. Применение биофизических методов в биотехнологии и питомниководстве может служить хорошей альтернативой использования гормональных препаратов или позволит значительно повысить эффективность их применения. Как показали результаты наших исследований, обработка УЗ определенной интенсивности может улучшить действенность стандартных методик укоренения черенков практически без дополнительных затрат.
Лучшие результаты при работе со всеми объектами получены при самой низкой мощности УЗ обработки (2,5-8,5 Вт). Например, при этом укореняемость смородины американской в первом учете составила 50 % по сравнению с 21,4 % в контроле, среднее число корней на черенок после озвучивания – 5,9 шт. по сравнению с 2,3 в контроле. Эффективность укоренения подвоев яблони в оптимальных вариантах с обработкой УЗ также была на 20-25 % выше контрольной, как при замачивании черенков в растворе ауксина, так и при укоренении черенков просто в воде. Кроме того, в этих вариантах на 4-8 дней сократился срок появления первых корешков, и соответственно, увеличилась длина корней в учетный период по сравнению с контрольной.
Как показали результаты нашей работы по клональному микроразмножению растений, ряд культур, в частности, межродовые гибриды сложного происхождения, обладают пониженной способностью к укоренению в условиях in vitro. Для повышения эффективности ризогенеза межродовых гибридов применяли альтернативные способы укоренения. Ауксин добавляли в среду укоренения или основания побегов помещали на 16-24 ч в водный раствор ИМК, а затем гибриды высаживали на безгормональную среду. Применение УЗ воздействия на черенки перед высадкой их на среду ризогенеза позволило повысить выход растений, образовавших корни, в среднем на 15% при каждом способе укоренения. Через две недели частота укоренения микрочеренков после воздействия УЗ мощностью 8,5 Вт составила 26,7% на среде с ИМК 1 мг/л (обработка черенков УЗ проводилась в воде) и 50,0% в варианте с замачиванием и обработкой УЗ в растворе ИМК с последующей высадкой на безгормональную среду, по сравнению с 19,2% и 37,5% в контроле соответственно. Через месяц процент укоренения составил 46,7 и 83,3 в вариантах с ультразвуком по сравнению с 30,7 и 68,8 в контрольных вариантах. При этом при более высокой мощности воздействия от 17,5 до 51,5 Вт (режим коветации) в вариантах с УЗ эффективность укоренения не превышала контрольную или даже была ниже контрольной.
Выводы
При разработке эффективной методики укоренения черенков с применением ультразвука необходим подбор оптимальной интенсивности воздействия с учетом типа черенков и культуры.