УДК 6348:631. 527: 631811. 98
Л. А. Майстренко, Р. В. Кологривая
ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт виноградарства и виноделия им. Я.И. Потапенко» Россельхозакадемии. г. Новочеркасск
Приведены практические результаты по применению регуляторов роста в селекционном процессе, выявлены наиболее эффективные препараты для применения на первом этапе селекции - гибридизация и получение гибридных семян и жизнеспособных сеянцев.
Регулирование роста и развития растений с помощью физиологически активных веществ является одной из актуальных проблем в современной биологии. Поскольку на определенном этапе возникают экономические и экологические издержки, важнейшее значение приобретают биологические, биохимические и биофизические исследования, направленные на селекционное улучшение растений, стабильность производства сельскохозяйственной продукции и повышение ее качества [1-4].
Состояние покоя - эволюционное приспособление к перенесению организмом неблагоприятных внешних условий. Возможность управления состоянием покоя растений, а в конечном итоге такими процессами, как прорастание семян, распускание почек, открывает большие возможности, так как позволяет обеспечить начало ростовых процессов в оптимальных условиях, что в конечном итоге приводит к лучшему развитию растений и повышению урожайности. Как правило, основной причиной медленной всхожести семян являются инги-биторные вещества, присутствующие в семени. По мере формирования зародыша ингибиторы роста накапливаются в нем или окружающих его тканях.
Другой причиной низкой всхожести семян является недостаток стимулирующих веществ, прежде всего гиббереллинов, повышающих активность гидролиза, которые расщепляют запасные вещества до легкорастворимых мономеров, необходимых для роста зародыша, и цитокининов, активирующих процессы деления клеток. Недостаток стимулирующих веществ может быть обусловлен ранним отторжением зародыша от материнского растения, недостаточной способностью зародыша продуцировать собственные фитогормоны, низкой активностью ферментов, переводящих фитогормоны из запасной формы в активную. Особенно часто низкая всхожесть гибридных семян наблюдается при вовлечении в селекционный процесс в качестве материнских форм сортов очень раннего срока созревания и в качестве отцовских форм бессемянных сортов.
Соответственно, фиторегуляторы, повышающие уровень стимуляторов или снижающие уровень ингибиторов, будут ускорять прорастание семян, и наоборот.
По литературным источникам известно, что для стимуляции прорастания растений применяют различные способы обработки семян - ростовые агенты, радиационные, химические, механические, тепловые и другие воздействия [3,4]. Однако в большинстве случаев использование этих методов сопряжено с техническими трудностями и значительными экономическими затратами. Поэтому продолжается поиск доступных ростостимулирующих веществ.
Многие работы посвящены исследованиям влияния кратковременного замачивания семян различных культур по методике А.А. Нариманова (ячмень, кукуруза, фасоль и т.д.) в растворах соды на их всхожесть и дальнейшее развитие растений [5]. Также применялось замачивание семян в растворах микроэлементов. Ранняя подкормка воздействует на эмбриональную ткань зародыша, ускоряя биохимические процессы, повышает активность ферментов. Доказано, что положительное действие микроэлементов сказывается на протяжении всего цикла развития растений [6].
Целью нашей работы является повышение эффективности селекционного процесса за счёт увеличения количества гибридных семян и повышения их всхожести и жизнеспособности под воздействием регуляторов роста (РР). Как известно по литературным источникам и из нашего опыта, самая низкая всхожесть гибридных семян наблюдается в комбинациях скрещивания столового и особенно бессемянного направлений селекции, где в качестве материнских форм использовались формы очень раннего и раннего сроков созревания ягод. Исходя из этого, все опыты по влиянию РР на эффективность селекционного процесса мы проводили на сортах очень раннего (Восторг, Баклановский) и раннего (Талисман) сроков созревания, а в качестве отцовских форм использовали бессемянный сорт Эльф очень раннего срока созревания или свободное опыление, что так же снижает всхожесть семян и жизнеспособность сеянцев.
В 2004 и 2005 годах нами была проведена обработка соцветий по одному кусту отцовской бессемянной формы Эльф за 3-5 дней до цветения четырьмя регуляторами роста в различной концентрации (таблица). В период массового цветения эти соцветия были использованы для опыления после кастрации материнской формы Баклановский (по 3-5 соцветий на вариант опыта).
Таблица
Влияние регуляторов роста на выход гибридных семян, обработка родительских форм
Регулятор роста | Концентрация раствора | Опылено соцветий, шт. | Получено семян, шт. | Разница с контролем, | Высажено в грунт, шт | Жизнеспособных сеянцев от количества семян. % |
Талисман × Эльф, 2005г. (обработка соцветий материнской формы). | ||||||
Эпин | 1 мл/л | 3 | 103 | 128.8 | 1 | 1.0 |
0.5 мл/л | 3 | 133 | 166.2 | 8 | 6,0 | |
0.2 мл/л | 3 | 60 | 75.0 | 2 | 3.3 | |
Альбит | 0.3 мл/л | 3 | 169 | 211.2 | 19 | 11.2 |
0,2 мл/л | 3 | 167 | 209 | 0 | 0 | |
0.1 мл/л | 3 | 86 | 107.5 | 0 | 0 | |
Эммистим | 0,02 мл/л | 3 | 112 | 140.0 | 0 | 0 |
| 0.01 мл/л | 3 | 102 | 127.5 | 4 | 3.9 |
Крезацин | 0.3 мг/л | 3 | 310 | 387.5 | 7 | 2.2 |
| 0.2 мг/л | 3 | 294 | 367.5 | 55 | 18.7 |
0.1 мг/л | 3 | 118 | 147.5 | 16 | 13.6 | |
Контроль | - | 3 | 80 | 100 | 0 | 0 |
Восторг × Эльф. 2005г. (обработка соцветий материнской формы). | ||||||
Эпин | 1 мл/л | 4 | 222 | 555,0 | 4 | 1.8 |
0,5 мл/л | 4 | 123 | 307.5 | 22 | 17,9 | |
0.2 мл/л | 4 | 209 | 522.5 | 3 | 1.5 | |
Альбит | 0.3 мл/л | 4 | 202 | 505.0 | 5 | 1.5 |
0.2 мл/л | 4 | 186 | 465.0 | 26 | 14.0 | |
0.1 мл/л | 63 | 157.5 | 0 | 0 | ||
Эммистим | 0.03 мл/л | 4 | 20 | 50,0 | 3 | 15.0 |
| 0.02 мл/л | 4 | 66 | 165.0 | 1 | 1.5 |
Крезацин | 3 мг/л | 4 | 117 | 292.5 | 1 | 0.8 |
Контроль | - | 4 | 40 | 100 | 0 | 0 |
Восторг × св. опыление. 2007г. (обработка соцветий материнской формы). | ||||||
Эпин | 0.1 % | 5 | 569 | 106.7 | 29 | 5.1 |
0.3% | 5 | 235 | 44.1 | 8 | 3,4 | |
Альбит | 0,3 % | 5 | 200 | 37.5 | 40 | 20.0 |
0.2 % | 5 | 180 | 33,8 | 25 | 13.9 | |
0.1 % | 5 | 195 | 36.6 | 40 | 20,5 | |
Эммистим | 0,005% | 5 | 659 | 123.6 | 13 | 2,0 |
0,01 % | 5 | 773 | 145.0 | 37 | 4.8 | |
0.015% | 5 | 700 | 131.3 | 15 | 2.1 | |
Крезацин | 0.05% | 5 | 907 | 170,2 | 48 | 5.3 |
0.15% | 5 | 965 | 181.0 | 14 | 1,4 | |
Продолжение таблицы
Регулятор роста | Концентрация раствора | Опылено соцветий, шт. | Получено семян, шт. | Разница с контролем, % | Высажено в грунт, шт | Жизнеспособных сеянцев от количества семян, % |
Мивал | 0,01% | 5 | 1203 | 225.7 | 54 | 4,5 |
| 0,03% | 5 | 599 | 112,4 | 42 | 7.0 |
Свит | 0,1% | 5 | 889 | 166,8 | 16 | 1,8 |
| 0,2% | 5 | 511 | 95.9 | 22 | 4,3 |
| 0.3% | 5 | 979 | 183,7 | 67 | 6,8 |
Контроль | - | 5 | 533 | 100 | 0 | 0 |
Получены в 2004 году положительные результаты по выходу гибридных семян лишь по одному РР: Крезацин-1 мг/л обеспечил выход гибридных семян в 2,5 раза выше, чем в контроле. В остальных вариантах опыта получены данные ниже или на уровне контроля. Всхожесть семян составила 27,2 %. Интересные данные получены по РР Эмистим, его применение в концентрации 0,02 мл/л позволило получить 67.1 % семян в сравнении с контролем. Однако всхожесть семян отмечена самая высокая - 75,5 % против 8,2 % - в контроле, что в конечном результате дало самое высокое количество жизнеспособных сеянцев (49 против 6 в контроле).
В 2005 году получен отрицательный эффект: обработки РР соцветий отцовской формы привели к снижению количества гибридных семян из одинакового количества гибридных гроздей. Однако следует отметить препарат Альбит, который нами введён в опыт с 2005 года. Его применение в концентрации 0,2 мл/л привело к получению 244 гибридных семян из 3 гибридных гроздей, что составило 54,3 % от полученных семян в контроле, но всхожесть семян и жизнеспособность сеянцев была очень высокой (76,2 % против 29,6 % в контроле), в результате в гибридный питомник высажено186 сеянцев, а в контроле - 133 сеянцев.
Однако в 2005 году по двум комбинациям скрещивания получены более высокие результаты после обработки РР материнских форм. В последующие годы мы применяли этот вариант, отбирали РР и отрабатывали концентрации их применения. Высокий выход гибридных семян в комбинации скрещивания Талисман × Эльф получен после обработки соцветий сорта Талисман за 3-5 дней до цветения препаратами Крезацин 0,2 и 0,3 мг/л (367,5 и 387,5 %) и Альбит 0,2 и 0,3 мл/л (209 и
211,1 %). Однако высокая всхожесть и жизнеспособность семян отмечена с применением препарата Крезацин 0,1 и 0,2 мг/л (13,6 и 18,7 %) и Альбит 0,3 мл/л (11,2 %), контроль не имел всхожих семян. В комбинации Восторг × Эльф практически все четыре РР показали положительные результаты по выходу гибридных семян: от 0 в контроле до 555 %. Но самый высокий выход семян и высокую всхожесть и жизнеспособность показал препарат Альбит в концентрации 0,2 мл/л (14 %). Эпин в концентрации 0,5 мл/л показал более высокую всхожесть семян (17,9 %), но при этом более низкий выход гибридных семян (307,5 %).
В 2007 году провели обработку шестью РР кустов с соцветиями сорта Восторг, выбрали семена (по 5 гроздей на вариант опыта) от свободного опыления. Применение пяти РР обеспечило более высокий выход гибридных семян в сравнении с контролем. Низкий выход гибридных семян получен в вариантах обработок препаратом Альбит (33,8-44,1 % от контроля). Однако здесь наблюдалась самая высокая всхожесть семян (13,9-20,0 %, контроль 0 %).
Таким образом, по результатам трёхлетних испытаний стабильно высокие результаты выхода жизнеспособных гибридных сеянцев дают обработки родительских форм (предпочтительно материнских) за 5-3 дня до цветения препаратом Альбит в концентрации 0,2 и 0,3 мл/л.
Источник: Мобилизация и сохранение генетических ресурсов винограда, совершенствование методов селекционного процесса: сборник научных статей / ГНУ Всероссийского НИИ виноградарства и виноделия им. Я.И. Потапенко Россельхозакадемии. - Новочеркасск: Издательство ГНУ ВНИИВиВ им. Я.И. Потапенко, 2008.
Литература:
1. Айвазян, П К. Влияние обильного питания на рост и развитие сеянцев винограда / П.К.Айвазян // Известия АН Арм.ССР. Биол.с.-х науки.- 1967,- Т.8.-№ 9.- С. 39-52.
2. Батукаев, А.А. Реакция семенных сортов винограда различных эколого-географических групп на применение гиббереллина: монография /А.А. Батукаев.- М: изд-во МСХА.1996'- 140 с.
3. Березовский. Г.А. Влияние условий питания на развитие гибридных сеянцев /Г.А. Березовский.- Сталине 1957.- С. 17-21.
4. Буркова, Т.М. Влияние регуляторов роста на программную фазу оплодотворения у виноградного растения / Т.М. Буркова // Бюллетень отраслевого научного центра но производству и переработке винограда: - Ялта, 1990.- Вып.1 (4).- С.27-29.
5. Бухандав, В.Г. Регуляторы роста в донорно-акцепторных отношениях плодоносного побега бессемянного сорта винограда Кишмиш черный / В.Г. Буханцев, К.В. Смирнов, В.И.Кефели // Виноградарство и виноделие СССР,- Ялта,1989.- Вып.З.- С.14-22.
6. Гадиев, Р. Ш. Применение регуляторов роста в виноградарстве и питомниководстве / Р.Ш.Гадиев, В.А.Шерер. - Киев: Урожай, 1991.-51 с.
