Способ адаптации in vivo плодовых и ягодных культур в двухслойном субстрате
Владельцы патента RU 2335119:
Государственное научное учреждение Северо-Кавказский зональный научно-исследовательский институт садоводства и виноградарства Россельхозакадемии (RU)
Растения высаживают в двухслойный субстрат, верхний слой которого составляет стерильный перлит, а нижний - нестерилизованная смесь торфа, песка и почвы в соотношении 1:1:1. Посадка в такой субстрат позволяет повысить приживаемость растений, выращенных в культуре in vitro, к естественным условиям произрастания. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к биотехнологии, и может быть использовано для производства посадочного материала плодовых и ягодных культур с помощью микроклонального размножения.
Размножение растений in vitro осуществляется на искусственной питательной среде. При этом полученные побеги укореняют и переносят в нестерильные условия. Одним из наиболее сложных этапов в процессе микроклонального размножения является адаптация полученных растений к естественным условиям произрастания (in vivo).
Известен способ, при котором растения переносят в стерильный субстрат, состоящий из смеси торфа, песка и дерновой почвы в соотношении 1:1:1 (Оздоровление и размножение плодовых и ягодных растений методом культуры меристематических верхушек / сост. Ю.Г.Попов. - М.: ВАСХНИЛ, 1979. - 29 с.).
Наиболее близким техническим решением является способ адаптации растений, предусматривающий применение стерильного субстрата, состоящего из смеси торфа, песка, перлита и почвы (Высоцкий В.А. Производство оздоровленного посадочного материала плодовых, ягодных культур и винограда методом клонального микроразмножения / В.А.Высоцкий, И.П.Туровская. - М.: Агропромиздат, 1989. - 8 с.).
Недостатком прототипа является то, что при высадке в стерильный субстрат на 2-3 недели останавливается рост надземной части растения. Остановка роста в данный период связана со стрессом, переживаемым растением после трансплантации и переключением питания с гетеротрофного на автотрофный. Процесс фотосинтеза у таких растений протекает в незначительной степени, так как у них нет в этом необходимости. Корни у таких экземпляров лишены корневых волосков, и всасывание питательных веществ осуществляется всей поверхностью. В связи с указанными физиологическими и анатомическими недостатками происходит большой процент гибели при адаптации.
Техническим результатом изобретения является повышение приживаемости растений, выращенных в культуре in vitro, к естественным условиям произрастания.
Этот результат достигается тем, что растения высаживают в двухслойный субстрат, в верхнем слое которого стерильный перлит, увлажненный водным раствором минеральных солей среды Мурасиге и Скуга (Murashige Т., Skoog F.A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures // Physiol. Plant. - 1962. - Vol.15. - N3. - P.473-497.), в нижнем - нестерилизованный субстрат, состоящий из смеси торфа, песка и почвы в соотношении 1:1:1. При этом объем нестерилизованного субстрата составляет 2/3 объема сосуда, а растения высаживают в перлит таким образом, что корни не касаются основного субстрата.
Повышение процента адаптированных к естественным условиям произрастания растений при использовании предлагаемого двухслойного субстрата объясняется уменьшением стресса переживаемого растением сразу после посадки. В данном случае происходит постепенная перестройка характера питания пересаживаемого растения в сторону автотрофности, так как окружающая корни среда аналогична по составу солей предыдущей (среда для укоренения), но не имеет экзогенных сахаров. Так как перлит не содержит никакой органики, способной загнивать, то ничто не может заразить корни, и таким образом не происходит развития грибной микрофлоры вокруг корней до входа их в нестерильный субстрат. Корни развиваются толстые и упругие, светло-коричневые с боковыми ответвлениями. Отмечено усиление роста надземной части побегов и увеличение листовой поверхности.
Способ реализуется следующим образом.
Стандартные торфоперегнойные горшочки на две трети заполняют нестерилизованным почвенным субстратом. Оставшаяся треть наполняется стерильным перлитом, увлажненным водным раствором минеральных солей среды Мурасиге и Скуга (1962) без витаминов, ростовых веществ и сахарозы. Корни растений отмывают от остатков среды в бледно-розовом растворе перманганата калия, при необходимости их укорачивают. Растения высаживают в перлит таким образом, что корни не касаются основного субстрата. Затем горшочки с высаженными растениями накрывают полиэтиленовым пакетом, чтобы создать условия 100%-ной влажности. Условия высокой относительной влажности поддерживаются в течение четырех недель, первые две недели пакет не открывается, а затем постепенно в течение следующих двух недель приоткрывается и убирается совсем. При этом происходит интенсивный рост всего растения - как надземной части, так и корневой системы (табл.). Корневая система, разрастаясь в длину, входит в нестерильный субстрат и адаптируется в нем.
В таблице приводятся данные по адаптации растений описанным способом в сравнении с прототипом.
| Таблица | |||
| Результаты адаптации пробирочных растений к нестерильным условиям в различных почвенных субстратах | |||
| Способ | % адаптированных растений | 4 недели после высадки | |
| прирост корней, см | прирост побега, см | ||
| Алыча | |||
| прототип | 36,7 | 10,4 | 2,9 |
| предлагаемый | 78,4 | 16,7 | 5,3 |
| Яблоня | |||
| прототип | 38,4 | 6,4 | 1,4 |
| предлагаемый | 79,7 | 11,2 | 2,6 |
| Земляника | |||
| прототип | 82,1 | 3,7 | - |
| предлагаемый | 96,0 | 4,9 | - |
Данные таблицы показывают, что процент полностью адаптированных растений по предлагаемому способу в 2 раза выше, чем у прототипа, и составляет 78,4-96%. Таким образом, предложенный способ позволяет повысить приживаемость растений, выращенных в культуре in vitro, к естественным условиям произрастания.
1. Способ адаптации in vivo плодовых и ягодных культур в двухслойном субстрате, включающий посадку растений в субстрат, состоящий из смеси торфа, песка, перлита и почвы, отличающийся тем, что растения высаживают в двухслойный субстрат, в верхнем слое которого стерильный перлит, в нижнем - нестерилизованный субстрат, состоящий из смеси торфа, песка и почвы в соотношении 1:1:1.
2. Способ адаптации in vivo плодовых и ягодных культур в двухслойном субстрате по п.1, отличающийся тем, что объем нестерилизованного субстрата составляет 2/3 объема сосуда.
3. Способ адаптации in vivo плодовых и ягодных культур в двухслойном субстрате по п.1, отличающийся тем, что растения высаживают в перлит таким образом, что корни не касаются основного субстрата.
4. Способ адаптации in vivo плодовых и ягодных культур в двухслойном субстрате по п.1, отличающийся тем, что почвенную смесь увлажняют раствором Мурасиге и Скуга.
