Получение здоровых сеянцев для закладки маточников подвоя

ГЛ. Малых, Т.Г. Киселева, Н.Н. Лагутина ГНУ ВНИИВиВ им. Я.И. Потапенко Россельхозакадемии
Изучены особенности получения здоровых сеянцев подвоя. Установлено, что обработка соцветий щавелевой кислотой с последующим их укрытием полиэтиленовой пленкой позволяет получить сеянцы, свободные от бактериальной и вирусной инфекции.
Приживаемость, долговечность и урожайность виноградников в значительной степени определяются качеством посадочного материала. Он должен быть сертифицирован, так как здоровые саженцы значительно устойчивее к находящимся в почве вирусам, фитоплазмам и другим системным патогенам, а также к нематодам, клещам и др. При прочих одинаковых условиях виноградники, заложенные сертифицированными саженцами, обеспечивают урожай в 1,3-4,2 раза выше, чем рядовые по качеству саженцы [1]. Однако в России практически нет специальных базовых маточников подвоев и привоев.
Виноград размножается как половым путем (семенами), так и вегетативным. Основная биологическая функция семян винограда - воспроизводство растения. До применения метода вегетативного размножения - семенное в природной среде составляло основной способ воспроизводства растений. С внедрением в практику питомниководства вегетативного размножения размножение семенами постепенно утратило свое практическое значение. Однако среди прочих причин массового распространения бактериального рака и вирусов, как показали наши исследования, проводимые ранее, главную роль играет применение вегетативного размножения.
Организация производства посадочного материала, свободного от бактериального рака и вирусных болезней на основе in vitro в России, не оправдала надежд производственников. К 2004 году в стране не имеется ни одного гектара маточника, вступившего в плодоношение из саженцев, полученных in vitro. Чрезмерно высокая стоимость саженцев, полученных in vitro, вынудила ученых искать другие приемы получения саженцев, свободных от инфекции.
Ряд авторов Cilmer, Kelts, Vytoto, Fasohenbery, Hammer и другие считают, что через семена винограда передаются рак и вирусные болезни потомству. Получить совершенно стерильные семена, не зараженные бактериями рака и вирусами, можно по методу, разработанному Г.П. Малых [2].
Это принципиально новый способ получения здоровых саженцев винограда. Он исключает возможность передачи A.tumefaciens и вирусов через семена. На основании этого предложена технология получения стерильных семян винограда, не зараженных бактериями рака и вирусами, выращивание недорогих сеянцев и создание маточников, свободных от вышеуказанных болезней. В результате бакте- риологического контроля семян, сеянцев и маточных растений подвоя, полученных по разработанному методу, возбудитель бактериального рака не обнаружен, и выращивание сеянцев из таких семян является надежным способом освобождения от этих заболеваний. Это особенно важно как при создании новых сортов, так и закладки маточников подвоя.
Мы рекомендуем создавать суперинтенсивные базовые безвирусные маточники сортов-подвоев (гибридов между американскими видами) путем высева семян. Стоимость посадочного материала, полученного по нашей технологии, в 35-40 раз дешевле, чем при получении их методом in vitro.
Механизм создания маточников нового типа заключается в следующем: соцветия подвойных кустов обрабатывают щавелевой кислотой и укрывают полиэтиленовой пленкой.
Впервые установлены ранее неизвестные свойства A.tumefaciens и вирусов погибать от щавелевой кислоты. Поступая в соцветия, в условиях действия высоких температур, складывающихся под полиэтиленовой пленкой, клетки не реагируют на вещества, индуцирующие опухоль рака. С увеличением содержания в бактериях щавелевой кислоты, нуклеиновая кислота, содержащаяся в бактериях, оказывается обнаженной и нарушается равновесие между синтезом и распадом бактерий и вирусов. Концентрация их уменьшается, а при температуре выше 35 "С, которая складывается при укрытии обработанных щавелевой кислотой кустов полиэтиленовой пленкой, исключается всякая возможность выживания вирусов и бактерий, что и обеспечивает получение здоровых семян.
Полученные здоровые семена указанных сортов извлекают из ягод сразу после сбора гроздей и во избежание ферментации сахара, имеющегося на поверхности семян, промывают и хранят при температуре +15...+20°С. Через 20-30 дней, когда семена, очищаясь от сахара, чернеют, их ставят на стратификацию в термокамеру. Дно пластмассовых коробочек выстилают увлажненной фильтровальной бумагой, накрывают полиэтиленовой пленкой для исключения испарения воды. Температура проведения стратификации 0...+2°С. Полученные таким образом семена являются стерильно чистым посадочным материалом без ран и повреждений, в которые могла бы проникнуть инфекция.
По нашей технологии производство здоровых растений осуществляется по следующей схеме:

1. Получение здоровых семян и посев их в теплицу.
2. Проведение предотбора в несколько этапов.
3. Выращивание здоровых базовых растений.
4. Центр производительного размножения маточного материала (отбор растений по биологическим и хозяйственно ценным признакам).
5. Размножение зелеными и укороченными одревесневшими черенками.
6. Оздоровленный маточник.
7. Апробация и контрольные тестирования.
8. Потребитель.

Исследования, осуществляемые по отдельным взаимосвязанным элементам и звеньям, с последующим испытанием в комплексе позволили получить сеянцы подвоя, свободные от болезней, а также вегетативное потомство, обладающее повышенной жизнеспособностью по сравнению с исходными вегетативно размножаемыми формами.
Однако проблемы оздоровления сортов винограда через семенное размножение, выдвинули на передний план ряд вопросов, связанных с биологией семян и наследованием хозяйственно-ценных признаков.
Одной из основных причин низкой эффективности селекционной работы и выращивания сеянцев из семян подвоя является их низкая всхожесть. Из литературных источников известно, что она зависит от многих причин: от комбинации родительских пар, их генетических свойств и совместимости, от метеорологических условий весенне-летнего периода, когда идет формирование репродуктивных органов, от свойств семенной оболочки.
Для повышения прорастаемости семян, получения быстрых дружных всходов и выравненных сеянцев большинство ученых рекомендуют предварительную стратификацию семян винограда [3,4,5,6, 7, 8].
Для повышения прорастаемости семян винограда и стимуляции роста сеянцев некоторые авторы предлагают и другие методы, применяемые отдельно или совместно со стратификацией. И.В. Мичурин
[9] в качестве стимулятора при выращивании сеянцев миндаля применял КМп04. А.С.Мержаниан [10] сильно увеличил прорастаемость семян винограда путем обработки NaHCO,, NaCl, молочной и уксусной кислотой. Кроме того, он в этом случае наблюдал и более сильное развитие сеянцев в первый вегетационный период. Исследования З.Занкова [11], обрабатывающего семена винограда KBr, CuS04, гидрохиноном и глицерофосфатом кальция, не подтвердили положительного влияния на всхожесть семян.
Используя опыт предыдущих лет, в 2003 году мы продолжили исследования по стимуляции всхожести гибридных семян винограда от свободного опыления подвойного сорта Берландиери х Рипариа Кобер 5ББ.
Семена, обработанные щавелевой кислотой и собранные по методике Г.П. Малых, после стратификации в глауконите замачивали в растворе эпина 0,02 % на 24 часа. Контрольный вариант предусматривал стратификацию в глауконите, с последующим замачиванием в воде на 24 часа. В лабораторных условиях определялась энергия прорастания семян путем подсчета проклюнувшихся семян после прогревания их в термостате при температуре +26 °С (таблица 1), с последующей посадкой проклюнувшихся семян в стаканчики с глауконитом.
Таблица 1 - Влияние эпина на энергию прорастания, всхожесть семян, рост, и развитие сеянцев (Берландиери х Рипариа Кобер 5ББ, 2003 год)                             

Опытным путем установлено, что у семян, прошедших стратификацию в глауконите и обработанных эпином, повышается энергия прорастания на 3,8 % Подготовленные таким способом семена прорастают намного раньше и дружнее (92,7 %, против 50 % в контроле). Полученные сеянцы опережали по своему росту и развитию контрольный вариант и к моменту высадки в поле они были более развиты, что приводило к лучшей их приживаемости и дальнейшему росту в первый год вегетации. Таким образом, обработка эпином семян в концентрации 0,02 % повысила приживаемость сеянцев на 25 % по сравнению с контролем без обработки.
Посадка наиболее развитых растений, устойчивых к неблагоприятным внешним условиям среды (засухе, морозам и др.), проявившихся в результате предпосевной обработки семян эпином, способствовала лучшей их адаптации после высадки в поле. Эти растения на второй год вегетации отличались более сильным ростом и лучшим развитием (таблица 2).
Таблица 2 - Влияние эпина на рост и развитие двухлетних сеянцев    (Берландиери х Рипариа Кобер 5ББ, 2003год)

Длина однолетнего прироста и площадь листовой поверхности превышали показатели сеянцев, выращенных без предварительной обработки семян эпином перед посадкой.
Разумеется, что в пределах потомства каждого сорта и гибридной комбинации, ввиду гетерозиготного происхождения исходных форм, жизненность сеянцев, их наследуемые признаки могут варьировать в широких пределах. В практической селекции при отборе предпочтение отдается сеянцам, сочетающим высокую жизненность с хозяйственно-ценными признаками, отвечающими поставленной селекционной задаче.
В наших опытах для исключения возможности широкого варьирования по ряду признаков предотбор начинают проводить уже по ростовым показателям у индивидуальных семян исследуемых популяций, выявляя характерные особенности распределения прорастающих семян по длине корня и ростка. Партии семян, близкие друг другу по показателю всхожести, могут достоверно различаться по динамике роста корневого и стеблевого апексов [12].
Учет показателей начального роста корневой и стеблевой меристем в нашем опыте не одинаков, что позволяет расположить сортообразцы по интенсивности подземного и надземного роста растений. При одинаковых показателях всхожести семян (в варианте опыта) имеют место существенные различия по степени согласованности роста корня и ростка. Отобранные проклюнувшиеся семена разделяли по ростовым показателям на идентичные группы и высаживали в стаканчики: «сильные», «средние», «слабые». Проведенный таким образом предотбор позволил получить более дружные всходы и сеянцы, выровненные по силе роста, соответственно в каждой группе.
Следующий этап предотбора проводится на СУВРах или теплицах при появлении всходов и последующем их росте. Идет браковка на иммунитет к вирусам, удаление сеянцев с признаками болезненной карликовости и другим, нехарактерным для данного сорта признакам (цвет стебля, разрез и опушение листовой пластины и др.).
Отбор растений на морозостойкость проводится на плантации при естественном промерзании сеянцев при мелкой их посадке на 10- 12 см. Предотбор - это тот же отбор, уничтожаются только обоснованно забракованные сеянцы.
Метод морфофизиологической оценки ростовых показателей корневого и стеблевого апексов у индивидуального семени позволяет повысить эффективность предотбора перспективных селекционных форм, характеризующихся гармоничностью развития зачаточных органов семени.
Семена, используемые для производства оздоровленного посадочного материала винограда, рекомендуется стратифицировать в глауконите и обрабатывать эпином в концентрации 0,02 % с последующей посадкой проклюнувшимися семенами в полиэтиленовые стаканчики. Подготовленные таким способом семена прорастают намного раньше и дружнее (92,7 %, против 50 % в контроле). Корневая система и сам сеянец не подвергаются механическому повреждению, по причине отсутствия такой операции, как пикировка, что снижает риск проникновения бактериальной и другой инфекции в ткани растения. Полученные сеянцы опережают по своему росту и развитию контрольный вариант и к моменту высадки в поле более развиты, лучше приживаются на постоянном месте и интенсивно растут в первый год вегетации.
Литература

1. Казачеико Д.М. Создание базы суперинтенсивных маточников привойно- подвойных лоз и перспективы производства безвирусного посадочного материала // Перспективы производства привитого посадочного материала винограда. - Новочеркасск, 2001. - С. 14.
2. А.С. №1678247. Способ выращивания винограда / Г.П. Малых, Л.М. Малта- бар и др., 1991.
3. Мержаниан А.С. Селекция в виноградарстве. - Ростов-на-Дону, 1928. - С. 54.
4. Негруль A.M., Журавель М.С. Селекция винограда. - М.: Сельхозиэд., 1955. -С. 152-165.
5. Долгова А.Е. Влияние условий хранения семян винограда на всхожесть и развитие сеянцев. // Сад и огород. - 1959. - №9. - С. 65-68.
6. Долгова А.Е. Причины низкой всхожести семян винограда // Агробиология. -I960,-№2.-С. 302-305.
7. Занков 3., Стоев К. Изв. на Науч.-изслед. ин-т по лозарство и винарство. - Плевен, 1962.
8. Николаева М.Г. Некоторые итоги изучения покоя семян. // Ботанический журнал. - 1977. -№ 62 (9). - С. 1350-1367.
9. Мичурин И.В. Соч. 1. - М.: Сельхозгиз, 1948.
10. Мержаниан А.С. Труды Краснодарского института виноделия и виноградарства. - 2(24). - 1940.
11. Занков 3. Изв. на Ин-та по биология. - Болгария: «М. Попов». - XI1, 1962.
12. Архипов М.В., Никитина Л.И. Жизнь популяций в гетерозисной среде // Материалы 2-го Всерос, популяц. семинара. - Йошкар-Ола, 1998-1999. - Ч. 1. -С. 106-108.

По материалам научно-практической конференции «Адаптивное ведение виноградарства (селекция, питомниководство, технологии возделывания, виноделие)», г. Новочеркасск, 19-23 апр. 2004 г.