ЗНАМЕНАТЕЛЬНЫЕ ДАТЫ

Л.В. Ташматова, кандидат сельскохозяйственных наук

О.В. Мацнева

Т.М. Хромова

В.В. Шахов

Е-mail: tashmatova@vniispk.ru

УДК 634.11:581.143.5:631.526.32

DOI: 10.30850/vrsn/2020/4/22-25

РЕГЕНЕРАЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ СОРТОВ ЯБЛОНИ В КУЛЬТУРЕ IN VITRO

Процесс клонального микроразмножения зависит от генотипических особенностей растений, состава питательных сред

и гормонального фона на различных этапах культивирования. Цель исследований - изучение регенерационной способности

эксплантов яблони перспективных сортов. Объектами служили колоновидные, иммунные и устойчивые к парше сорта

яблони. Исследование проводили в лаборатории биотехнологии ФГБНУ ВНИИСПК с применением общепринятых методик.

Наибольшее количество жизнеспособных эксплантов было получено в фазе активного роста - в среднем от 72,1 до 88,5 %.

Отмечена максимальная контаминация у эксплантов, введенных в апреле не зависимо от стерилизующего препарата. Наи-

большая инфицированность была у сортов: Орловское полесье (56,7 %), Болотовское (51,4 %), Поэзия (43,3 %). У эксплантов,

введенных в июне, заражение было незначительное. Так, у сортов Имрус и Поэзия инфекция проявилась в небольшой степени по-

сле применения 0,1 %-го раствора мертиолята (1,2 и 2,4 %), а у Гирлянды и Приокского был 100 %-й выход чистых апексов.

Среди иммунных сортов наибольший некроз отмечен у сорта Имрус (42,1 %), а наименьший - у Кандиля орловского (5,1 %),

колоновидных - наибольший у Приокского (65,6 %) и Восторга (65,6 %). Большинство исследуемых сортов были больше инфи-

цированны некрозом после использования 0,1 % раствора мертиолята. Исследования проводили на фоне сред QL и Фардзино-

вой, рекомендованной для груши. Концентрация БАП 1,0 и 2,0 мг/л. Среди иммунных сортов содержание БАП 2,0 мг/л в среде

QL вызывала наибольшую пролиферативную активность у сортов: Кандиль орловский (3,4), Болотовское (4,5) и Орловское

полесье (2,9). У сортов Имрус и Ветеран наибольший коэффициент размножения получен на среде Фардзиновой, содержащей

БАП в обеих концентрациях. Для всех сортов концентрация БАП способствующая образованию побегов более 1 см - 1,0 мг/л.

Ключевые слова: яблоня, сорта, срок введения, стерилизующий агент, питательная среда.

L.V. Tashmatova, PhD in Agricultural sciences

O.V. Matsneva

T.M. Khromova

V.V. Shakhov

Е-mail: tashmatova@vniispk.ru

REGENERATION OF APPLE VARIETIES IN VITRO CULTURE

The process of clonal micropropagation is influenced by the genotypic characteristics of plants, the composition of nutrient media

and the hormonal background at various stages of cultivation. The purpose of the research was to study the regenerative capacity of apple

explants of promising varieties. The objects were colon-shaped, immune and scab-resistant apple varieties. The study was carried out

in the laboratory of biotechnology of VNIISPK using generally accepted methods. The largest number of viable explants was obtained

during the active growth phase, averaging from 72.1 to 88.5 %. Maximum contamination was observed in explants introduced in April,

regardless of the sterilizing agents. The highest infection rate was in the varieties Orlovskoe рolesie (up to 56.7 %), Bolotovskoe (up to

51.4 %), Poeziya (up to 43.3 %). In the explants introduced in June, the infection was insignificant. Thus, the Imrus and Poeziya variet-

ies showed a small degree of infection after using 0.1 % mertiolate solution (1.2 % and 2.4 %), and the garland and Priokskoe varieties

had a 100 % yield of pure apexes. Among immune varieties, the highest necrosis was evident in the variety of Imrus (42,1 %) and the

smallest in the variety Kandil оrlovsky (5,1 %) have the largest column-the variety Priokskoe (65.6 per cent) and Vostorg (65,6 %).

In most of the studied varieties, the greatest necrosis was observed after using 0.1 % mertiolate solution. The study was carried out on the

background medium QL and Fardzinova recommended for pears. Concentration of BAP 1.0 and 2.0 mg/l. Among the immune varieties,

the content of BAP 2.0 mg/l in the QL medium caused the greatest proliferative activity in the varieties Kandil оrlovsky (3.4), Bolotovs-

koe (4.5) and Orlovskoe рolesie (2.9). Varieties of Imrus and a Veteran of the highest rate of multiplication were obtained in Fardzinova

on medium containing BAP in both concentrations. In all varieties, the concentration of BAP 1. mg/l contributed to the formation

of shoots more than 1 cm, i.e. suitable for rooting.

Key words: Apple tree, varieties, introduction period, sterilizing agent, nutrient medium.

В связи с интенсификацией садоводства и по-

В культуре in vitro наиболее исследованы клоно-

стоянно изменяющимся сортиментом семечковых

вые подвои яблони [1, 2], а сорта только начинают

культур все большее значение приобретает изучение

изучать. Для размножения яблони в культуре in vitro

регенерационной способности различных сортов

часто рекомендуют модифицированную питатель-

яблони in vitro и оптимизация элементов технологии

ную среду Мурасиге-Скуга (MS), обогащенную ви-

клонального микроразмножения. Известно, что на

таминами или Кворина-Лепуавра (QL).

этот процесс оказывает влияние ряд факторов. Ве-

Цель работы - изучить регенерационную спо-

дущую роль играют генотипические особенности

собность эксплантов яблони перспективных со-

растений, состав питательных сред и гормональный

ртов, также генотипическую реакцию сортов ябло-

фон на различных этапах культивирования. [4, 5]

ни на условия культивирования: состав питатель-

Все они устанавливаются экспериментальным путем.

ной среды, концентрацию 6-бензиламинопурина.

ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ НАУКИ • № 4-2020

ЗНАМЕНАТЕЛЬНЫЕ ДАТЫ

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Таблица 1.

Показатели инициации сортов яблони

в различные сроки введения

Объекты исследований - иммунные к парше сорта:

Болотовское, Кандиль орловский, Имрус, Орловское

Контаминация, %

Некроз, %

полесье, устойчивый к парше сорт Ветеран и колоно-

Сорт

Апрель

Июнь

Апрель

Июнь

видные сорта Гирлянда, Приокское, Поэзия и Восторг.

Кандиль орловский

49,1

7,6

10,9

Исходным материалом служили: в период вы-

Имрус

26,0

1,7

22,8

20,7

хода из состояния покоя (апрель) - щитки с одре-

Болотовское

50,1

2,9

12,7

14,4

весневших побегов, во время активного роста

Орловское полесье

53,0

0,7

10,6

12,0

(июнь) - верхушки растущих побегов. Исследо-

Гирлянда

18,2

43,8

18,8

вания проводили по методике О.В. Матушкиной

Приокское

20,1

51,5

27,9

и И.Н. Прониной [4], учитывали результаты рабо-

Поэзия

40,0

0,5

42,0

11,0

ты белорусских исследователей. [3] Для стерили-

зации эксплантов использовали 0,1 %-е растворы

Восторг

16,6

0,7

52,0

17,9

мертиолята и сулемы.

НСР_0,5 по фактору В

F_факт>F_теор

Культивировали на питательных средах Кво-

рина-Лепуавра и Фардзиновой (рекомендованной

Таблица 2.

для груши). [6] Концентрации БАП - 0,5, 0,8, 1,0

Выход жизнеспособных эксплантов сортов яблони

и 2,0 мг/л.

в различные сроки введения

Обрабатывали экспериментальные данные по ре-

комендациям В.А. Попова, В.И. Кашина, А.Г. Кур-

Выход эксплантов, %

Сорт

сакова. [7]

Апрель

Июнь

Иммунные сорта

РЕЗУЛЬТАТЫ

Кандиль орловский

50,9

81,5

Имрус

51,2

77,6

На этапе инициации исследована возможность

Болотовское

37,2

82,7

получения первичной культуры сортов яблони

Орловское полесье

36,4

87,3

в условиях in vitro. Основная задача - установить

НСР_0,5 по фактору В

F_факт>F_теор

зависимость приживаемости эксплантов яблони

Колоновидные сорта

от генотипа, сроков инициации и стерилизующих

Гирлянда

38,0

81,2

агентов. Основные проблемы: зараженность экс-

Приокское

28,4

72,1

плантов грибной и бактериальной инфекцией,

Поэзия

18,0

88,5

приживаемость эксплантов и фенольное окисле-

Восторг

31,4

81,4

ние апексов и питательной среды.

Введение в культуру яблони проводили в два пе-

НСР_0,5

F_факт<F_теор

риода - выхода из покоя (апрель) и активного роста

(первая половина июня). Выявлено, что на уровень

Таблица 3.

инфицированности и некроза у всех исследуемых

Инфицированность эксплантов после применения

сортов и на выход жизнеспособных эксплантов

различных стерилизаторов, %

у иммунных сортов в большей степени оказал влия-

ние срок введения (фактор В), чем сортовые осо-

Апрель

Июнь

Сорт

бенности (фактор А) и взаимодействие факторов

Сулема

Мертиолят

Сулема

Мертиолят

(табл. 1, 2).

Кандиль орловский

42,7

44,1

1,9

2,1

Значимые различия между сортами наблюдают-

Орловское полесье

56,7

55,3

1,1

ся во время введения апексов яблони в фазе выхода

Болотовское

51,4

50,0

5,1

2,1

из покоя (апрель) по трем показателям инициации -

Имрус

13,4

19,6

1,2

контаминация, некроз и выход жизнеспособных

Гирлянда

12,5

19,0

эксплантов. Наибольшее количество жизнеспособ-

Приокское

23,7

26,0

ных эксплантов получено в фазе активного роста -

Поэзия

43,3

43,0

2,4

в среднем от 72,1 до 88,5 %.

Восторг

12,8

22,0

1,2

2,4

При изучении реакции сортов на стерилизую-

Итого

32,1

35,0

1,2

1,4

щий агент максимальная контаминация отмечена

у эксплантов, введенных в апреле не зависимо от

стерилизующего препарата. Наибольшей инфи-

действия стерилизующих веществ и окисления

цированностью отличались иммунные сорта: Ор-

фенолов. Среди иммунных сортов наибольший

ловское полесье, Болотовское. У колоновидных со-

некроз проявился у сорта Имрус, а наименьший

ртов контаминация проявилась в большей степени

у сорта Кандиль орловский, среди колоновидных

у сорта Поэзия, экспланты, введенные в июне, были

наибольший некроз отмечен у сортов Приокское и

заражены незначительно. У сортов Имрус и Поэзия

Восторг.

инфекция проявилась в небольшой степени после

У большинства исследуемых сортов был отмечен

применения 0,1 %-го раствора мертиолята, а Гир-

некроз после использования 0,1 % -го раствора мер-

лянда и Приокское характеризовались 100 %-м вы-

тиолята (табл. 4).

ходом чистых апексов (табл. 3).

В среднем при использовании обоих стерилиза-

Отмечен также некроз тканей, который приво-

торов по срокам введения проявление некроза тка-

дил к гибели эксплантов, что возможно вследствие

ней было практически одинаковым. Видимо вели-

ЗНАМЕНАТЕЛЬНЫЕ ДАТЫ

чина этого показателя в большей степени зависела

ной среды (фактор В), а влияние сортовых особен-

от состояния апекса и от ростовых процессов, про-

ностей не выявлено. У всех сортов концентрация

текающих в различные фазы роста.

БАП 1,0 мг/л способствовала образованию побегов

Уровень приживаемости зависит от первых двух

более 1 см - пригодных к укоренению.

показателей. Чем они выше, тем ниже выход жизне-

Таблица 4.

способных эксплантов. На приживаемость апексов

Некроз эксплантов после применения

большее влияние оказали сроки инициации, чем

различных стерилизаторов, %

стерилизующие агенты. Меристемы, введенные

в первой половине июня, оказались наиболее жиз-

Апрель

Июнь

неспособными (табл. 5).

Сорт

Сулема

Мертилят

Сулема

Мертилят

Через три недели начинали развиваться примор-

Кандиль орловский

5,1

7,8

15,5

7,8

диальные листья. Меристемы, введенные в апреле,

Орловское полесье

6,7

28,3

4,9

11,0

сохраняя жизнеспособность на первом этапе, при

Болотовское

6,0

10,4

11,2

29,4

последующем культивировании отмирали. Мы на-

Имрус

35,9

42,1

25,6

25,0

блюдали полную гибель апексов у сортов Кандиль

Гирлянда

45,5

41,9

25,0

12,5

орловский, Болотовское и Восторг.

Приокское

42,4

51,0

24,9

30,9

В весенний и летний сроки введения в культуру

Поэзия

37,7

40,0

15,7

5,1

in vitro отмечено 100 %-е выделение в питательную

Восторг

65,6

51,8

26,8

6,6

среду продуктов окисления фенолов. Эти веще-

Итого

36,0

34,0

18,7

16,0

ства вызывают гибель таких мелких структур, как

меристема, а также оказывают ингирибирующее

Таблица 5.

воздействие на рост побегов и образование до-

Выход эксплантов после применения

полнительных почек при культивировании. Уста-

различных стерилизаторов, %

новлено, что эффективный способ снятия этого

воздействия - выдерживание исходного матери-

Апрель

Июнь

Сорт

ала во время взятия меристем в 0,3 %-м растворе

Сулема

Мертилят

Сулема

Мертилят

аскорбиновой кислоты и введение этого препара-

Кандиль орловский

52,2

48,1

82,6

90,1

та в больших концентрациях в состав питательной

Орловское полесье

36,0

27,0

94,0

87,8

среды.

Болотовское

42,6

39,6

83,7

68,5

Экспланты культивировали на питательной

Имрус

50,7

38,3

74,4

75,0

среде Кворина-Лепуавра на фоне БАП 0,5 мг/л

Гирлянда

42,0

39,1

75,0

87,5

в течение трех недель. За это время развивалась

Приокское

33,9

23,0

75,1

69,1

розетка листьев и появлялся побег. Установлено,

Поэзия

19,0

17,0

84,3

92,5

что для успешного перехода развития эксплантов

Восторг

21,6

26,2

72,0

91,0

яблони от первого этапа ко второму необходимо

Итого

37,2

32,3

80,1

82,7

постепенное повышение концентрации цитоки-

нина. Поэтому следующие три недели их куль-

Таблица 6.

тивировали на той же среде, но повысив концен-

Коэффициент размножения эксплантов яблони

трацию БАП до 0,8 мг/л. Наблюдали рост листьев

иммунных и устойчивых к парше сортов

и побега, у единичных эксплантов образовывались

на этапе микроразмножения

одна-две дополнительных почки.

Основная цель второго этапа - обеспечение

QL,

Фардзиновой,

Сорт

быстрого размножения эксплантов в течение дли-

БАП 1,0мг/л

БАП 2,0мг/л

БАП 1,0 мг/л

БАП 2,0 мг/л

тельного культивирования, что достигается сня-

Кандиль орловский

2,9±0,4

3,4±0,3

1,8±0,1

тием апикального доминирования при введении

Имрус

2,3±0,2

2,1±0,2

3,3±0,3

2,3±0,3

в питательную среду оптимальной концентрации

Орловское полесье

2,3±0,2

2,9±0,2

1,4±0,1

цитокининов и правильным подбором питатель-

Болотовское

3,0±0,3

4,5±0,9

2,7±0,2

3,3±0,3

ных сред. Исследования проводили на фоне сред

Ветеран

1,9±0,1

1,3±0,1

2,4±0,2

2,4±0,3

Кворина-Лепуавра и Фардзиновой, рекомендован-

НСР_0,5

F_факт<F_теор

ной для груши. Концентрация БАП - 1,0 и 2,0 мг/л.

Среди иммунных сортов содержание БАП 2,0 мг/л

Таблица 7.

в среде QL вызывала наибольшую пролиферативную

Коэффициент размножения эксплантов яблони колоновидных

активность у сортов Кандиль орловский, Болотовское

сортов на этапе микроразмножения

и Орловское полесье, а у сортов Имрус и Ветеран наи-

больший коэффициент размножения получен на

6-БАП 1,0мг/л

Среднее

Сорт

среде Фардзиновой, содержащей БАП в обеих кон-

I пассаж

II пассаж

III пассаж

IV пассаж

значение

центрациях (табл. 6).

Гирлянда

2,3±0,3

1,3±0,1

3,2±1,2

2,5±0,3

2,3±0,5

Выявлено влияние на коэффициент размножения

Приокское

1,1±0,1

2,9±0,1

3,1±0,2

5,2±0,6

3,1±0,2

генотипа (фактор А) и состава питательной среды

Поэзия

1,0±0,1

1,9±0,1

1,1±0,1

1,2±0,1

1,3±0,1

(фактор В), а также их взаимодействия.

6-БАП 2,0мг/л

У колоновидных сортов наибольший коэффи-

Гирлянда

5,3±0,4

4,0±0,3

3,2±0,3

4,0±0,3

4,1±0,3

циент размножения обеспечивала концентрация

Приокское

6,2±0,9

3,8±0,9

4,1±0,4

2,7±0,3

4,2±0,6

БАП 2,0 мг/л (табл. 7).

Поэзия

3,1±0,6

3,3±0,4

4,2±0,6

3,7±0,4

3,6±0,5

Установлено, что коэффициент размножения

НСР_0,5 по фактору В

F_факт>F_теор

у колоновидных сортов зависел от состава питатель-

ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ НАУКИ • № 4-2020

ЗНАМЕНАТЕЛЬНЫЕ ДАТЫ

Ризогенез - следующий важный этап клональ-

И.Н. Пронина // Плодоводство и ягодоводство Рос-

ного микроразмножения. Установлена низкая уко-

сии. - 016. - Т. 47 (ч. 2). - С. 211-216.

реняемость микропобегов яблони в питательной

6. Питательная среда для микроклонального размно-

среде. Так, у сорта Болотовское этот показатель со-

жения груши/ И.М. Фардзинова: пат. 2141524 РФ:

ставил 10 % всех высаженных микропобегов на пита-

A01H4/00 от 20.11.1999.

тельную среду QL с добавлением ИМК 2,0 мг/л и ГК

7. Потапов, В.А. Методы обработки экспериментаньных

0,5 мг/л. Корни были слабо развиты и при адаптации

данных в плодоводстве / В.А. Потапов, В.И. Кашин,

микрорастения часто погибали. Поэтому мы исполь-

А.Г. Курсакоа. - М.: «Колос». - 1997. -144 с.

зовали микропрививку. Данный прием позволяет

совмещать и укоренение, и адаптацию. Приживае-

LIST OF SOURCES

мость таких растений может достигать 90 %.

1. Besedina, E.N. Usovershenstvovanie tekhnologii klonal'no-

Таким образом, на регенерационную способ-

go mikrorazmnozheniya podvoev yabloni na etape vvedeni-

ность оказывают как генотипические особенности

ya v kul'turu in vitro / E.N. Besedina, L.L. Buncevich //

яблони, так и условия культивирования - особен-

Politematicheskij setevoj elektronnyj nauchnyj zhurnal

ности введения, состав питательной среды и содер-

Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. -

жание фитогормонов.

2015. - № 111. - S. 1716-1734.

2. Buncevich,L.L.Optimizaciyapitatel'nyh sredpri klonal'nom

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

mikrorazmnozhenii podvoev yabloni serii SK / L.L. Bunce-

1. Беседина, Е.Н. Усовершенствование технологии кло-

vich, A.T. Kiyan, E.N. Besedina, M.A. Kostyuk // Plo-

нального микроразмножения подвоев яблони на этапе

dovodstvo i yagodovodstvo Rossii. - 2013. - T. 37. -

введения в культуру in vitro / Е.Н. Беседина, Л.Л. Бун-

№ 1. - S. 46-51.

цевич // Политематический сетевой электронный на-

3. Kuharchik, N.V. Razmnozhenie plodovyh i yagodnyh ras-

учный журнал Кубанского государственного аграрного

tenij v kul'ture in vitro / N.V. Kuharchik, M.S. Kastrickaya,

университета. - 2015. - № 111. - С. 1716-1734.

S.E. Semenas i dr.; pod obshch. red. N.V. Kuharchik. -

2. Бунцевич, Л.Л. Оптимизация питательных сред при

Minsk: Belaruskaya navuka. - 2016. - 208 s.

клональном микроразмножении подвоев яблони се-

4. Matushkina, O.V. Tekhnologiya klonal'nogo mikrorazm-

рии СК / Л.Л. Бунцевич, А.Т. Киян, Е.Н. Беседина,

nozheniya yabloni i grushi / O.V. Matushkina, I.N. Proni-

М.А. Костюк // Плодоводство и ягодоводство Рос-

na // Metodicheskie rekomendacii - Michurinsk - nau-

сии. - 2013. - Т. 37. - № 1. - С. 46-51.

kograd RF. - 2008. - 32 s.

3. Кухарчик, Н.В. Размножение плодовых и ягодных

5. Matushkina, O.V. Regeneracionnaya sposobnost' per-

растений в культуре in vitro / Н.В. Кухарчик, М.С. Ка-

spektivnyh sortov yabloni in vitro / O.V. Matushkina,

стрицкая, С.Э. Семенас и др.; под общ. ред. Н.В. Ку-

I.N. Pronina // Plodovodstvo i yagodovodstvo Rossii. -

харчик. - Минск: Беларуская навука. - 2016. - 208 с.

016. - T. 47 (ch. 2). - S. 211-216.

4. Матушкина, О. В. Технология клонального микро-

6. Pitatel'naya sreda dlya mikroklonal'nogo razmnozheniya

размножения яблони и груши / О.В. Матушкина,

grushi/ I.M. Fardzinova: pat. 2141524 RF: A01H4/00 ot

И.Н. Пронина // Методические рекомендации - Ми-

20.11.1999.

чуринск - наукоград РФ. - 2008. - 32 с.

7. Potapov, V.A. Metody obrabotki eksperimentan'nyh dan-

5. Матушкина О.В. Регенерационная способность пер-

nyh v plodovodstve /V.A. Potapov, V.I. Kashin, A.G. Kur-

спективных сортов яблони in vitro / О.В. Матушкина,

sakoa. - M.: «Kolos». - 1997. -144 s.