Введение к работе
Актуальность темы. Интенсификация отрасли садоводства определяет необходимость разработки новых эффективных технологий производства оздоровленного высококачественного посадочного материала. Маточные и промышленные насаждения плодовых и ягодных культур, заложенные сертифицированным посадочным материалом, максимально реализуют свой генетический потенциал и дают в 1,5-4 раза больше продукции, чем при использовании рядового материала. От качества посадочного материала во многом зависит дальнейшее состояние плодовых деревьев и продуктивность закладываемых садов, а, следовательно, и эффективность отрасли. Особое место в современной технологии производства высококачественного посадочного материала плодовых культур занимает метод клонального микроразмножения.
В ряде стран, таких как США, Франция, Германия, Япония, Италия, Великобритания и других, этот метод прочно вошел в практику садоводства и наряду с термотерапией используется для промышленного получения оздоровленного посадочного материала.
Ведущими промышленными культурами из семечковых пород во многих регионах мира, в т. ч. нашей стране, являются яблоня и груша. К настоящему времени достигнуты определенные результаты по клональному микроразмножению данных культур. Однако этап ризогенеза, особенно для древесных плодовых культур, до сих пор является главной проблемой в технологии клонального микроразмножения. Это связано с тем, что воспроизводимость результатов in vitro низкая, большинство подвоев и сортов имеют ярко выраженный индивидуальный характер при культивировании, и они не могут быть перенесены с одних объектов на другие. К тому же в последние годы в нашей стране получены новые подвои и сорта, размножение которых культурой изолированных меристем мало изучено или вообще не изучено.
Следовательно, разработка и усовершенствование этапа ризогенеза в технологической цепочке клонального микроразмножения яблони и груши является актуальной проблемой и определяет направленность наших исследований.
Цель исследований. Оптимизация основных элементов технологического процесса ризогенеза клоновых подвоев и сортов яблони и груши in vitro.
В связи с этим решались следующие задачи:
- определить тип ауксина, оптимальную концентрацию и способ его воздействия на микропобег;
- рассмотреть возможность укоренения микропобегов непосредственно в почвенном субстрате;
- установить оптимальный состав и консистенцию питательной среды;
- оценить последействие факторов этапа собственно микроразмножения на индукцию ризогенеза;
- изучить влияние этиоляции, длительности культивирования и длины микропобегов на процесс корнеобразования;
- выявить родовые и сортовые особенности ризогенеза яблони и груши;
- рассчитать экономическую эффективность выращивания клоновых подвоев груши с использованием метода in vitro.
Научная новизна и практическая значимость работы. Впервые изучены особенности ризогенеза in vitro клоновых подвоев груши селекции ВНИИС им. И.В. Мичурина.
Изучено влияние основных факторов на ризогенез клоновых подвоев и сортов яблони и груши in vitro.
Подобраны оптимальные концентрации, способы и время воздействия индуктора ризогенеза на микропобег в зависимости от генотипа.
Разработан новый способ обработки микропобегов ауксином (патент РФ № 2060646).
Определено влияние антиоксидантов на этапе ризогенеза.
Показана возможность ризогенеза микропобегов в субстрате, минуя укоренение в пробирке, совмещая два этапа микроразмножения: ризогенез и адаптацию.
Предложенные приемы оптимизации ризогенеза in vitro могут быть использованы в промышленной технологии производства оздоровленного высококачественного посадочного материала подвоев и сортов яблони и груши.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались на заседаниях Ученого совета ВНИИС им. И.В. Мичурина (1991-2007 гг.) и были представлены на международных конференциях «Биология клеток растений in vitro и биотехнология» (Алма-Ата, 1993; Саратов, 2003); научно-методической конференции «Совершенствование сортимента и технологии возделывания груши» (Орел, 1997); VIII International Pear Symposium (Италия, 2000); международной научно-практической конференции «Мобилизация адаптационного потенциала садовых растений в динамичных условиях внешней среды» (Москва, 2004); Всероссийской научно-практической конференции «Современные достижения биотехнологии в виноградарстве и других отраслях сельского хозяйства» (Новочеркасск, 2005); международных научно-практических конференциях «Современные проблемы технологии производства, хранения, переработки и экспертизы качества сельскохозяйственной продукции» (Мичуринск, 2007) и «Инновационные направления в питомниководстве плодовых культур», (Москва, 2007).
Публикация результатов исследований. Всего опубликовано 27 научно-методических работ, из них по материалам диссертации 20.
Реализация результатов исследований. Результаты исследований внедрены в лаборатории биотехнологии ВНИИС им. И.В. Мичурина, полученные in vitro растения высажены в маточники клоновых подвоев яблони и груши в ОПО ВНИИС. Разработаны (в соавторстве) учебное пособие «Клональное микроразмножение плодовых и ягодных культур» (Воронеж, 1998, 2003), предназначенное для студентов агрономических специальностей, и «Методика регенерации яблони и груши из пазушных меристем и вегетативных органов» (Мичуринск, 2006), рекомендованная для научно-исследовательских и промышленных лабораторий in vitro, получен патент «Способ укоренения побегов плодовых культур, полученных in vitro» (1996).
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 164 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, выводов, рекомендаций для использования в науке и производстве, приложения, содержит 35 таблиц и 47 рисунков. Список использованной литературы включает 245 источников, в том числе 156 на иностранных языках.
Похожие диссертации на Оптимизация процесса ризогенеза подвоев и сортов яблони и груши in vitro
