Главная >> Статьи >> Влияние салициловой кислоты на адаптацию винограда in vitro к нестерильным условиям

Влияние салициловой кислоты на адаптацию винограда in vitro к нестерильным условиям

УДК 634.8.037:581.143.6
ВЛИЯНИЕ САЛИЦИЛОВОЙ КИСЛОТЫ НА АДАПТАЦИЮ РАСТЕНИЙ ВИНОГРАДА IN VITRO К НЕСТЕРИЛЬНЫМ УСЛОВИЯМ СРЕДЫ
РЕБРОВ АНТОН НИКОЛАЕВИЧ, канд. биол. наук. наук

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт виноградарства и виноделия имени Я.И. Потапенко

Summary: Influence of Acidum salicylicum added at cultivation of in vitro of plants of grapes, on adaptation to unsterile conditions is studied. Positive influence of Acidum salicylicum on survival is established, at transfer to unsterile conditions, thus often noted development braking in options where applied Acidum salicylicum. Optimum concentration of Acidum salicylicum in the medium, rising survival and not reducing growth activity in comparison with monitoring are established.
Key words: in vitro grapes plants, acidum salicylicum, adaptation to unsterile conditions.

ВВЕДЕНИЕ

Инновационные процессы питомниководства винограда, направленные на получение при помощи биотехнологии высококачественного посадочного материала, являются основой долговечности и рентабельности многолетних насаждений. В связи с этим данному направлению уделяется особое внимание.
На сегодняшний день наиболее перспективным и надежным методом оздоровления является метод выделения апикальных меристем, регенерации из них растений и дальнейшего их клонального микроразмножения в условиях стерильной культуры. Метод основан на получении в условиях in vitro неполовым путем растений, генетически  идентичных исходному экземпляру. При этом процесс адаптации пробирочных растений к нестерильным условиям некоторые авторы называют наиболее дорогостоящей и трудоемкой операцией. Это связано с тем, что, при культивировании in vitro в условиях стерильности, высокой влажности воздуха и субстрата, экзогенного воздействия гормонов и получении углерода (в основном в виде сахаров), у растений формируется морфологоанатомическое строение, не способное функционировать в естественной среде обитания.

  1. . В результате нарушения системы регуляции водного обмена такое растение может погибнуть уже через 5^15 минут после попадания в естественные условия.

Несколько повысить преадаптивность пробирочных растений к нестерильным условиям можно предварительно культивируя их на питательных средах, содержащих вещества с иммуностимулирующей активностью, например, фенолкарбоновые кислоты

  1. . Одной из самых распространенных и доступных фенолкарбоновых кислот является салициловая кислота. Салициловую кислоту причисляют к стрессовым фитогормонам, это хорошо известный, хотя и не универсальный, индуктор синтеза защитных вторичных метаболитов в растениях [3]. В связи с этим изучение влияния салициловой кислоты, добавляемой в питательную среду, на адаптацию в нестерильных условиях растений винограда весьма актуально.

МЕТОДИКА И МАТЕРИАЛЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объектом исследований служили оздоровленные пробирочные растения винограда сортов Сибирьковый, Пино нуар и Мерло высаживаемые в нестерильные условия после культивирования на питательных средах с различным уровнем салициловой кислоты; диапазон концентраций от 0,14 мг/л до 14 мг/л среды. При проведении исследований по адаптации к нестерильным условиям применяли общепринятую при клональном микроразмножении in vitro плодовых и ягодных культур методику, модифицированную в лаборатории [4]. Исследования проводили в 2008-2010 гг. Влажность в индивидуальных камерах снижали, постепенно начиная с 10 суток, после высадки на адаптацию. Количество растений на вариант опыта 40 шт., в 3-х кратной повторности. Измерение морфометрических показателей развития представлены на 2-й месяц после высадки в нестерильные условия. Статистическая обработка данных проведена при 95%-ном уровне доверительной вероятности по методике Б.А. Доспехова [5]. Доверительный интервал для морфометрических параметров развития рассчитан с 95% вероятностью при помощи программ «пакета анализа» программы Excel. Доверительный интервал по приживаемости рассчитан по методике Уилсона [6] изложенной А.М. Гржабовским [7].

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Как видно из представленных данных (рисунок и таблица 1), у растений винограда сорта Сибирьковый в варианте с салициловой кислотой - 0,14 мг/л выпадов было меньше, особенно это заметно при учете на двадцатые сутки с момента высадки.

Таблица 1. Влияние салициловой кислоты на адаптацию пробирочных растений к нестерильным условиям, сорт Сибирьковый, 2008-2009 гг._________________________________________


Вариант

Приживаемость, %

Высота, см

Листья

число, шт.

площадь, см2

средняя

общая

Контроль

54,0

20,1

9,0

27,7

249,3

Ск - 0,14 мг/л

75,0*

19,7

10,7*

26,5

283,6*

НСРо,95

12,6

2,3

1,2

4,1

26,8

*Различия между вариантом опыта и контролем существенны с вероятностью > 95 %.
Влияние салициловой кислоты на приживаемость пробирочных растений
Рисунок 1. Влияние салициловой кислоты на приживаемость пробирочных растений в нестерильных условиях, сорт Сибирьковый 2008-2009 гг.

Этот период адаптации, как правило, является одним из наиболее стрессовых для растений, так как для успешной акклиматизации, к нестерильным условиям растениям необходимо перестроить морфологию строения и физиологию жизнедеятельности, для поддержания жизнедеятельности в естественных условиях произрастания. Также на сорте Сибирьковый применение салициловой кислоты способствовало увеличению у растений числа и общей площади листьев.
Достоверного влияния салициловой кислоты на рост растений в данном случае не выявлено, при этом, увеличение числа и общей площади листьев, косвенно подтверждает адаптивный эффект салициловой кислоты, так как наличие большего числа листьев связано с лучшей их адаптацией и меньшим увяданием, которое обычно отмечается во время снижения влажности воздуха. Можно предположить, что это происходит благодаря тому, что салициловая кислота повышает преадаптивность пробирочных растений винограда к нестерильным условиям среды. Однако, как показали наши исследования, данный эффект в сильной мере зависит от сорта, концентрации препарата, а возможно, и других факторов. Так, например, испытывая широкий ряд концентраций на сорте Пино Нуар (таблица 2), отмечена четкая тенденция снижения ростовых показателей, во всех вариантах с салициловой кислотой. Стоит отметить, что при концентрации Ск - 0,7 мг/л и более - приживаемость повышалась, но снижалась площадь листьев.

Таблица 2. Влияние последействия салициловой кислоты на адаптацию к нестерильным условиям среды, сорт Пино Нуар, 2009-2010 гг.______________________________________________


Концентрация Ск, мг/л

Высота,
см

Число
листьев,
шт.

Площадь, см

Приживаемость, % (доверительный интервал +до/-от)

листа

листьев

0,0

16,2±1,5

8,1±0,9

38,5±4,2

323,9±66,1

39,5

+50,7

-29,2

0,14

13,3±1,6

7,4±0,8

32,8±3,8

241,7±40,5

49,3

+62,4

-37,6

0,7

12,0±1,0*

7,6±0,7

30,1±4,0*

237,7±49,6

65,5*

+76,4

-52,7

1,0

12,6±1,3*

6,8±0,6

26,0±3,3*

181,5±35,5*

66,7*

+77,8

-53,4

1,4

13,8±4,0

7,6±1,5

20,2±4,8*

168,3±55,5*

58,8

+73,6

-42,2

3,5

13,6±1,9

7,4±1,4

19,7±3,0*

162,2±51,0*

76,5*

+87,6

-60,0

7,0

12,4±1,6

8,1±1,0

19,7±4,1*

172,3±50,8*

82,4*

+91,7

-66,5

14,0

13,1±0,9

8,0±0,9

20,0±3,4*

171,9±45,0*

88,2*

+95,3

-73,4

На сорте Мерло отмечена похожая тенденция (таблица 3), однако, она все же имела и свои отличия. В диапазоне изучаемых концентраций не зафиксировано достоверного снижения изучаемых показателей развития, при этом во всех вариантах с салициловой кислотой отмечали повышение приживаемости. Тенденция отставания в развитии растений после применения салициловой кислоты как правило отмечали в течение первых двух месяцев, в дальнейшем через 3-4 месяца показатели в разных вариантах как правило выравнивались.
Данный эффект от применения салициловой кислоты можно объяснить ее ингибирующими свойствами, которые часто отмечают исследователи, некоторые при этом успешно используют ее для депонирования in vitro [9]. При этом замедление показателей роста in vitro в нашем случае (около 20%) способствовало получению более качественных растений с меньшей степенью витрификации.

Таблица 3. Влияние последействия салициловой кислоты на адаптацию к нестерильным условиям среды, сорт Мерло, 2009-2010 гг._________________________________________________


Концентрация, Ск мг/л

Высота, см

Число листьев, шт.

Площадь, см

Приживаемость, % (доверительный интервал +до/-от)

листа

листьев

0,0

33,2±9,1

11,4±2,4

22,9±4,8

261,7±64,8

52,9

+64,3

-41,2

0,14

24,8±5,3

9,1±2,3

21,2±3,0

192,2±75,1

76,5*

+85,0

-65,1

0,3

25,4±6,3

8,6±1,1

22,6±3,0

195,3±45,3

82,4*

+89,6

-71,6

0,7

23,9±6,2

10,0±1,0

24,2±2,3

242,1±33,9

88,2*

+93,9

-78,5

ВЫВОДЫ

Установлено, что добавление салициловой кислоты в питательную среду при культивировании in vitro, повышает преадаптивность пробирочных растений винограда к нестерильным условиям среды. При этом оптимальные концентрации препарата для разных сортов могут отличаться, в нашем случае лучшими были концентрации в диапазоне - 0,14 ^ 0,7 мг/л. Такие концентрации, как правило, повышают приживаемость и не влияют заметно на темпы развития растений во время доращивания.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Koshuchova, S. Loss Function of guard cells in vitro-cultured plants and its restitution: avoidans of vitrification and improvement of acclimatization-colloguia Pfanzenphusi-ologie “Stomala-89” / S. Koshuchova, K. Zoglauer, H. Goung // Humboldt - Universitat zu Berlin, 1989. №13. -Р.38-40.
  2. Упадышев, М.Т. Салициловая кислота как регулятор ризогенеза у плодовых и ягодных культур in vitro / М.Т. Упадышев, А.В. Гуськов // Сельскохозяйственная биология.- 1998.- № 5.- С. 63-68.
  3. Дубровина, А.С. Влияние трансформации клеточной культуры винограда Vitis amurensis Rupr. Геном rolb из Agrobacterium rhizogenes на биосинтез резвератрола: Автореф. дис. ... к. б. н. - Владивосток, 2010. - 22 с.
  4. Дорошенко, Н.П. Способ адаптации растений к нестерильным условиям / Н.П. Дорошенко, Л.В. Кравченко, А.Н. Ребров // Решение о выдаче патента на изобретение к заявке №2006113873/12(015078).
  5. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. - М., Агропромиздат, 1985. -423 с.
  6. Wilson E.B. Probable inference, the Law of Succession, and statistical ihference / E.B. Wilson // Jornal of American Statistical Association. -1927. №22. - P.209-212
  7.  Гржабовский А.М.        Доверительные интервалы для частот и долей / А.М. Гржабовский // Экология человека - 2008. №5. - С.57-60.
  8. Цупикова Л.А. Депонирование и рекультивирование сахарной свеклы в культуре in vitro: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. - Рамонь, 2002. - 23 с.

Из Сборника материалов международного научного симпозиума  „Современное плодоовощеводство и виноградарство -  достижения и перспективы”, посвященного 75-летию высшего образования в области плодоовощеводства и виноградарства в Республике Молдова, Кишинев, 2015 г.

Метки: размножение |
 
< Влияние регуляторов роста на рост и плодоношение винограда сортов Кодрянка и Бианка   Влияние содержания пектиновых веществ винограда на его хранение >
Искать по сайту:
или внутренним поиском:

Translator

Наверх