Применение салициловой кислоты на этапе ввода в культуру in vitro подвойных сортов винограда

УДК 634.8 037:581.143 6

Н.П. Дорошенко

ГНУ «Всероссийский научно - исследовательский институт виноградарства и виноделия им. Я.И. Потапенко» Россельхозакадемии, г. Новочеркасск

На этапе ввода подвойных сортов винограда Гравесак, SO4 Феркаль, 5С, Кобер 5ББ, RCB в культуру in vitro исследовали добавление в питательную среду Мурасиге и Скуга салициловой кислоты. Выявлено, что салициловая кислота в составе питательной среды способствует лучшей приживаемости меристем, улучшает новообразование узлов и побегов. Оптимальная концентрация - 1,4 мг/л.

Биотехнологические методы применяются в виноградарстве для клонального микроразмножения новых селекционных и интродуцированных сортов, оздоровления их от вирусной инфекции, интенсификации селекционного процесса, сохранения банка сортов в культуре in vitro.

При помощи культуры апикальных меристем разработана технология получения корнесобственного посадочного материала высшей категории качества (класс А). Для получения привитого посадочного материала этой категории необходимо оздоровление подвойных сортов. С этой целью при оздоровлении подвоев исследовано применение салициловой кислоты. Салициловая кислота (СК), которую некоторые авторы относят к новому классу фитогормонов, способна индуцировать у растений цветение и термогинез, а также играть роль сигнальной молекулы при патогенезах, что делает перспективным использование СК на зерновых культурах в периоды, когда вероятность инфицирования патогенами высока. М. Безрукова и др.[1 ] отмечают антиоксидантные свойства СК и её способность поддерживать целостность мембранных структур клеток при воздействии стрессовых факторов. И.П. Воловник и др. обнаружили уменьшение проницаемости мембран под влиянием 100 мкМ СК, что сопровождалось повышением морозоустойчивости проростков озимой пшеницы на 30 % [2].
В результате исследований Т.Ф. Сосновской и др. [3] показано, что экзогенная СК, проникая в клетки, активирует весь комплекс протеиназно-ингибиторной системы растений, что может способствовать усилению адаптационного ответа на неблагоприятные факторы внешней среды, то есть может быть использована при разработке экологически безопасных способов повышения иммунитета сельскохозяйственных растений.
О.А.Тимофеева, Т.В. Трифонова, Н.А. Шадрина [4] установили, что салициловая кислота может выступать в качестве индуктора системной приобретенной устойчивости не только к инфекции, но и к действию низких температур.
Ученые из ИФР им. К.А. Тимирязева и кафедры вирусологии МГУ [5] выявили, что в присутствии салициловой кислоты происходит ингибирование распространения вируса ВТМ, одной из причин которого они считают снижение проводимости плазмодесм и межклеточного транспорта вируса, что делает особо привлекательным применение салициловой кислоты при оздоровлении и клональном микроразмножении в культуре изолированных тканей и органов.
В то же время, в известной нам научной литературе данные об использовании салициловой кислоты in vitro немногочисленны. К ним можно отнести работы М.Т. Упадышева, А.Д. Петровой [6, 7], которые в процессе хемотерапии выявили наибольшую антивирусную активность салициловой кислоты в отношении вирусов различной природы у ягодных и плодовых культур.
Установлено положительное действие салициловой кислоты на укоренение микропобегов трудноукореняемых сортов роз. Акклиматизированные в открытом грунте растения проявляли высокую зимостойкость и высокую, в течение периода вегетации, экорезистентность на протяжении 10 лет [8].
Все вышеизложенное послужило основанием для включения салициловой кислоты в программу исследований на этапе ввода растений винограда в культуру in vitro с целью улучшения адаптации меристем к условиям культивирования и повышения устойчивости их к вирусной инфекции.
Для оздоровления из вызревших глазков в начале февраля выделяли меристематические экспланты размером 0.1-0,2 мм. Ввод в культуру был разделен на два этапа с чередованием твердой и жидкой питательных сред. Салициловая кислота вводилась в состав питательной среды Мурасиге - Скуга в концентрациях 0,14; 1,4; 14,0 мг/л.
Результаты исследования показали, что у всех изучаемых сортов в контроле (без добавления салициловой кислоты) произошла полная гибель меристем - частично от инфекции, но в основном из-за отсутствия развития и последующего некроза тканей. При применении салициловой кислоты сорта различались между собой по интенсивности репаративной регенерации меристем. По степени её возрастания их можно разместить следующим образом: Гравесак, S04, Феркаль, 5С, Кобер 5ББ, RCB.
Самая высокая приживаемость меристем у всех сортов отмечена при концентрации салициловой кислоты 1,4 мг/л. Так, у сорта Гравесак она составила 35, %; сортов S04 и Феркаль - 57,1%; 5 С и Кобер 5ББ - 64,2 %, RCB - 71,4 %.При увеличении концентрации салициловой кислоты до 14,0 мг/л регенерация меристем резко ухудшалась. Особенно четко это проявилось у сортов Гравесак, Феркаль, RCB. Более устойчивыми к высокой концентрации салициловой кислоты оказались сорта SO4, 5С и Кобер 5ББ.
Введение салициловой кислоты в состав питательной среды оказало влияние на продуктивную регенерацию (новообразование побегов) в ходе следующего этапа собственно микроразмножения, причем это влияние также зависело от сортовых особенностей.
Очень поздно началась пролиферация у сорта S04 и была слабой. Образовались лишь единичные побеги, но, тем не менее, видно четкое положительное влияние применения салициловой кислоты в концентрации 1,4 мг/л - 70,5 % побегов образовалось в этом варианте.
У сорта Кобер 5ББ пролиферация началась раньше, но также была слабой и растянутой. Салициловая кислота оказала положительное влияние на новообразование побегов как при концентрации 1,4, так и при концентрации 14,0 мг/л.
Образование побегов у сорта Гравесак началось на 83 день культивирования, было непродолжительным, все побеги (42 шт.) образовались в варианте с 1,4 мг/л салициловой кислоты.
Более продолжительная пролиферация отмечалась у сорта Феркаль. Основное количество побегов образовалось в варианте с концентрацией салициловой кислоты 1,4 мг/л, но и при концентрации 0,14 мг/л образовалось 24,6 % побегов.
Пролиферация у сорта 5С началась достаточно рано - на 83 день культивирования, была продолжительной. Следует отметить, что развитие меристем происходило настолько интенсивно, что некоторые из них были сразу пересажены в колбы для пролиферации, минуя второй этап ввода.
Наиболее пластичным при вводе в культуру тканей оказался сорт RCB. Уже на 70 день культивирования 7 меристем были пересажены в колбы, а через последующие 30 дней были срезаны первые побеги. Салициловая кислота оказала положительное влияние на образование побегов: лучший результат получен при концентрации 1,4 мг/л, хороший при концентрации 0,14 мг/л, в концентрации 14,0 мг/л она ингибировала образование побегов.
В таблице приведены данные по всем изучаемым сортам, из которых четко видно положительное влияние салициловой кислоты на новообразование узлов и побегов на этапе собственно микроразмножения. Наибольшее количество побегов в опыте образовалось и срезано при концентрации салициловой кислоты 1,4 мг/л -78,4 %.

Таблица
Влияние салициловой кислоты на срезку побегов в ходе пролиферации подвоев винограда, 2007 - 2008 гг.

Таким образом, установлено, что добавление салициловой кислоты в состав питательной среды способствует лучшей приживаемости меристем на этапе ввода, новообразованию узлов и побегов на этапе собственно микроразмножения (пролиферации). Оптимальная концентрация салициловой кислоты - 1,4 мг/л. По реакции на добавление салициловой кислоты изучаемые сорта можно разделить на следующие группы: слабореагирующие: S04 и Кобер 5ББ; среднереагирующие: Гравесак и Феркаль; сильно реагирующие: 5С и RCB.

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. Безрукова, М Салициловая кислота - регулятор роста.обладающий антистрессовой активностью в растениях пшеницы / М.Безрукова [и др.] //тез. докл. шестой междунар. науч. конф.«Регуляторы роста и развития растений в биотехнологиях» (26-28 июля 2001).-М.,2001.- С.11.
2. Воловник, И.П. Холодовая адаптация озимой пшеницы в связи с действием салицилата /И.П.Воловник, Е.В.Аафова, С.А. Романова //тез. докл. шестой Междунар. науч. конф. «Регуляторы роста и развития растений в биотехнологиях» (26 - 28 июля 200Т.-М.,2001.С.19.
3. Сосновская, ТФ. Экзогенная салициловая кислота — эликсир протеиназно - ингибиторной системы проростков люпина узколистного /Т.Ф. Сосновская [и др.] //Тез. докл. шестой Междунар. науч. конф. «Регуляторы роста и развития растений в биотехнологиях»(26-28 июля 2001).-М.,2001.-С65.
4. Тимофеева О.А. Эффект салициловой кислоты на активность лектинов при действии на растения биотических и абиотических факторов /О.А.Тимофеева, Т.В.Трифонова, Н.А. Щадрнна. //тез. докл. шестой международной научной конференции «Регуляторы роста и развития растений в биотехнологиях» (26-28 июля 2001).-М.,2001.-С65.
5. Красавина, М.С. Может ли салициловая кислота влиять на межклеточный транспорт вируса табачной мозаики через изменение проводимости плазмодесм. / М.С.Красавина [и др.] //Физиология растений.- 2002.-T. 49. № 1.-С. 71-77.
6. Упадышев, M.T Аспекты оздоровления и размножения ягодных и плодовых культур с использованием фенольных соединений /М.Т. Упадышев, А.Д.Петров.// Сб. науч. работ «Плодоводство и ягодоводство России». - Москва, 1998.-Т. 5.-С.44-49.
7. Петрова, А.Д. Хемотерапия и размножение садовых культур на питательных средах с фенолкарбоновыми кислотами /А.Д.Петрова,М.Т.Упадышев // Сб. науч. работ «Плодоводство и ягодоводство России».- Москва, 2000.T 7. -С.67-72.
8. Абдрахимова, Й.Р. Влияние салициловой кислоты на активность электрон -транспортных путей дыхания листьев озимой пшеницы / И.Р. Абдрахимова, Р.Н. Сафарова //тез. докл. шестой Междунар. науч.конф. «Регуляторы роста и развития растений в биотехнологии» (26-28 июля 2001).-М.,2001.-С7.