Введение к работе
Актуальность темы. Среди новых субтропических плодовых культур особый интерес представляет актинидия превосходная (Actinidia deliciosa (Chev.) Liang, Ferguson) из семейства Actinidiaceae, плоды которой богаты биологически активными веществами, микроэлементами и обладают великолепными вкусовыми качествами. По содержанию витамина С они превосходят плоды лимонов.
В последние годы для удовлетворения спроса на продукцию актинидии во многих странах мира возрастают площади, возделываемые под эту культуру (Новая Зеландия, Чили, Франция, Италия, Китай, Индия и другие). Климатические условия юга Украины, особенно Крыма, позволяют выращивать крупноплодные виды актинидии (киви). Учитывая все это, в Государственном Никитском ботаническом саду с 1989 года проводятся исследования по интродукции и селекции актинидии.
Несмотря на достигнутые успехи, дальнейший прогресс в селекции крупноплодной актинидии по созданию новых сортов и производству посадочного материала должен быть связан с поиском новых способов и технологий, которые позволили бы не только ускорить селекционный процесс, повысить урожайность и улучшить качество плодов, но были бы экономичны и не причиняли вреда окружающей среде.
Одним из таких весьма эффективных и экономически выгодных биотехнологических приемов является клональное микроразмножение растений в культуре in vitro. В основе микроразмножения лежит использование уникальной способности растительной клетки реализовать присущую ей тотипотентность и дать начало целому растительному организму. Еще недавно этот метод рассматривали как возможность ускоренного клонирования в культуре in vitro вегетативно размножающихся видов растений с целью повышения коэффициента размножения генетически однородного посадочного материала и как один из приемов освобождения растений от патогенов. Однако результаты экспериментальных работ ученых разных стран показали, что значение этого метода существенно возросло, особенно для селекции: экспериментальный мутагенез, расхимеривание, криосохра-нение ценного исходного материала, способность образовывать большие
количества соматических зародышей, получение "искусственных" семян и
создание синтетических сортов (Основы сельскохозяйственной биотехнологии, 1990; Атанасов, 1993). Тем не менее широкое внедрение метода клонального микроразмножения в селекционный процесс и производство посадочного материала актинидии сопряжено с рядом трудностей как фундаментального, так и методического характера. В связи с этим актуальным является всестороннее изучение биотехнологических и физиологических основ клонального микроразмножения актинидии превосходной в культуре in vitro.
Цель я задачи исследования. Делью настоящего исследования являлось всестороннее изучение морфогенетнческих потенций различных тканей и органов A. deliciosa в зависимости от биотических и абиотических факторов выращивания в культуре in vitro для разработки биотехнологических основ клонального микроразмножения.
Соответственно в задачи экспериментальной работы входило:
получить асептическую культуру первичных эксплантов ювениль-ного (зиготических зародышей) и взрослого растительного материала (вегетативные почки, ткани листа, сегменты побега);
изучить морфогенетические потенции различных органов и тканей in vitro в зависимости от физиологического возраста исходного растения, генотипа и происхождения первичного экспланта;
изучить влияние трофических, гормональных и физических факторов на морфогенез;
разработать условия укоренения микропобегов in vitro и адаптации пробирочных растений к условиям in vivo;
разработать способы и определить этапы клонального микроразмножения актинидии превосходной для ювеннльных и взрослых растений.
Научная новизна. Получены новые данные о морфогенезе 4-х сортов и 2-х гибридов актинидии (A. deliciosa) в культуре изолированных органов и тканей растений разного физиологического возраста. Определены возможные пути размножения ювенильных и взрослых растений актинидии в условиях in vitro я на их основе разработаны три способа клонального микроразмножения: из зародышей, корней, вегетативных почек и листа.
Впервые удалось получить стабильную регенерацию актинидии превосходной из высечек листа с высоким коэффициентом размножения. Модифицирован состав питательной среды МС для разных этапов морфогенеза ювенильного и взрослого растительного материала. Разработан способ укоренения микропобегов и выявлено 4 типа корнеобразования. Определены условия адаптации in vivo пробирочных растений актинидии превосходной.
Практическая значимость работы. Определены физиологические, гормональные и физические условия культивирования первичных эксплантов ювенильных и взрослых растений разных генотипов A. deliciosa, позволяющие повысить их морфогенетический потенциал и регенерацион-ную способность. Разработаны способы и биотехнологические приемы кло-нального микроразмножения растений из зиготических зародышей, тканей листа, корней и вегетативных почек in vitro, применение которых в 2-3 раза сократит продолжительность селекционного процесса при создании новых форм и обеспечит размножение в достаточном количестве высококачественного посадочного материала.
На защиту выносятся следующие основные положения:
особенности реализации морфогенетических потенций ювенильной и взрослой культуры A. deliciosa в условиях in vitro в зависимости от генотипа, типа эксплантов и срока отбора, трофических, гормональных и физических факторов выращивания;
способ получения растений из зиготических зародышей и сегментов проростка для практической селекции;
способы прямой регенерации растений из вегетативных почек и листовых дисков взрослых растений для массового получения элитного посадочного материала.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на международной конференции по биотехнологии растений и генной инженерии (Киев, 1994), на международных конференциях молодых ученых по проблемам дендрологии, садоводства и цветоводства (Ялта, 1994; Ялта, 1995).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 ,
глав, выводов, перечня цитируемой литературы.
Работа изложена на 158 страницах машинного текста и содержит 31 рисунок и 18 таблиц. Перечень ссылок включает 186 источников.