Питательная среда для ризогенеза яблони и груши in vitro

Авторы патента:

A01H4 - Разведение растений из тканевых культур

Владельцы патента RU 2485768:

Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт садоводства им. И.В. Мичурина Россельхозакадемии (ГНУ ВНИИС им. И.В. Мичурина РАСХН) (RU)

Изобретение относится к биотехнологии и представляет собой питательную среду для укоренения побегов яблони и груши in vitro. Среда содержит следующие компоненты: кальций азотнокислый; тиамин, пиридоксин, никотиновую кислоту, аскорбиновую кислоту, мезоинозит, сахарозу, агар-агар, индолилмасляную кислоту, воду дистиллированную, отличающаяся тем, что она содержит комплексное водорастворимое удобрение Акварин 5, являющееся источником азота, фосфора, калия и микроэлементов, при следующем соотношении компонентов, мг/л: Акварин 5 2,0-3,0; кальций азотнокислый Са(NО₃)₂·4Н₂O 416,9; тиамин, пиридоксин, никотиновая кислота по 0,5; аскорбиновая кислота 1,5; мезоинозит 100; сахароза 20000; агар-агар 8000; индолилмасляная кислота 1,0-1,5; дистиллированная вода до 1 л. Изобретение позволяет упростить технологию приготовления питательных сред, ускорить ризогенез, увеличить укореняемость и улучшить качество корневой системы побегов яблони и груши. 3 табл.

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано в процессе клонального микроразмножения яблони и груши на этапе ризогенеза.

Известно, что для ризогенеза побегов яблони и груши, полученных in vitro, применяют питательные среды с половинной концентрацией макросолей на основе прописи Мурасиге-Скуга (Высоцкий В.А. Клональное микроразмножение плодовых растений и декоративных кустарников // Микроразмножение и оздоровление растений в промышленном плодоводстве и цветоводстве: Сб. науч. трудов. - Мичуринск: ВНИИС, 1989. - С.3-8; Туровская Н.И. Регулирование процесса ризогенеза при микроразмножении яблони // Микроразмножение и оздоровление растений в промышленном плодоводстве и цветоводстве: Сб. науч. трудов. - Мичуринск: ВНИИС, 1989. - С.8-13) и Кворина-Лепуавра (Минаев В.А., Верзилин А.В., Высоцкий В.А. Клональное микроразмножение слаборослых клоновых подвоев яблони селекции Мич. ГАУ // Садоводство и виноградрство. - 2003. - №5. - С.12-13). Однако процесс приготовления питательных сред трудоемок и требует значительных затрат времени, т.к. вышеуказанные среды содержат большое количество макро- и микроэлементов, необходимых для стимуляции корнеобразования растений, которые систематизируют, в зависимости от химических свойств, в отдельные маточные растворы и используют по мере надобности. При хранении маточных растворов возможно их инфицирование, что требует приготовления новых и увеличивает ресурсо- и энергозатраты на выращивание растений-регенерантов.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является упрощение технологического процесса приготовления питательных сред и оптимизация их состава для корнеобразования побегов яблони и груши.

Сущность изобретения состоит в том, что в качестве базовой среды для укоренения побегов яблони и груши используют водорастворимое удобрение Акварин 5, содержащее комплекс макро- и микроэлементов, %: азот (NO₃ ^-; NH₄ ⁺) 18; фосфор (P₂O₅) 18; калий (K₂O) 18; магний (MgO) 2; бор (B) 0,02; железо (Fe) 0,054; марганец (Mn) 0,042; цинк (Zn) 0,014; медь (Cu) 0,01; молибден (Mo) 0,004. Микроэлементы (Mn, Zn, Cu, Fe) содержатся в хелатной форме. Данное комплексное вещество применяют вместо основных макро- и микроэлементов, входящих в состав питательных сред по прописям Мурасиге-Скуга (1962) и Кворина-Лепуавра (1997): аммония азотнокислого (NH₄NO₃), калия азотнокислого (KNO₃), магния сернокислого (MgSO₄·7H₂O), калия фосфорнокислого однозамещенного (KH₂PO₄), натрия ЭДТА (Na₂ ЭДТА), железа сернокислого (FeSO₄·7H₂O), борной кислоты (H₃BO₃), кобальта хлористого (CoCl₂·6H₂O), меди сернокислой (CuSO₄·5H₂O), марганца сернокислого (MnSO₄·H₂O), калия йодистого (KI), цинка сернокислого (ZnSO₄·7H₂O), натрия молибденовокислого (Na₂MoO₄·2H₂O) (табл.1). Помимо комплексного водорастворимого удобрения Акварин 5 в состав предлагаемой питательной среды входят, мг/л: кальций азотнокислый (Ca(NO₃)₂·4H₂O) 416,9; тиамин, пиридоксин, никотиновая кислота по 0,5; аскорбиновая кислота 1,5; мезоинозит 100; сахароза 20000, агар-агар 8000; индолилмасляная кислота 1,0; вода дистиллированная до 1 л.

Заявляемая питательная среда отличается от известных прототипов тем, что в ее состав входит комплексное водорастворимое удобрение Акварин 5. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна».

Представленное техническое решение обладает изобретательским уровнем, т.к. предлагаемый состав питательной среды не был использован для укоренения яблони и груши in vitro, т.е. предложен впервые.

Все компоненты предложенной питательной среды производятся промышленностью, поэтому изобретение может быть реализовано в условиях учреждений, работающих в области культуры тканей и органов растений.

Пример 1. Готовят агаризованную питательную среду, состоящую из следующих компонентов, мг/л: комплексное водорастворимое удобрение Акварин 5 2,0; кальций азотнокислый (Ca(NO₃)₂·4H₂O) 416,9; тиамин, пиридоксин, никотиновая-кислота по 0,5; аскорбиновая кислота 1,5; мезоинозит 100; сахароза 20000, агар-агар 8000; индолилмасляная кислота 1,0-1,5. Объем доводят дистиллированной водой до 1 л, устанавливают рН 5,6-5,8 (табл.1, среда 1.). Питательную среду разливают по культивационным сосудам и автоклавируют при давлении 1 атм в течение 15-20 минут. После охлаждения питательной среды производят высадку побегов. Контрольные побеги высаживают на агаризованную питательную среду по прописи Кворина-Лепуавра (QL), разбавленную вдвое по минеральному составу. Культивирование проводят в культуральной комнате при температуре 24±2°С, освещенности 3-5 тыс. люксов, длине светового периода 16 часов. Опыты выполняют в 3-кратной повторности. Учеты проводят в динамике каждую неделю от начала корнеобразования.

Как видно из табл.2, на разработанной питательной среде у всех исследуемых генотипов происходит ускорение процесса корнеобразования на 1-2 недели. Культивирование побегов на данной среде в течение 4 недель увеличивает укореняемость на 6,7; 20,0 и 20,0% у подвоев груши ПГ 17-16, ПГ 2 и подвоя яблони 76-6-6, соответственно, за исключением подвоя яблони 54-118, у которого отмечается незначительное снижение процента укореняемости (Рфакт<Ртеор). Существенных различий по количеству и длине корней у большинства генотипов по сравнению с контрольной средой не наблюдается.

Пример 2. Среду готовят и культивирование побегов проводят аналогично примеру 1. Компоненты питательной среды те же, за исключением комплексного водорастворимого удобрения Акварин 5, концентрацию которого увеличивают до 3,0 мг/л (табл.1, среда 2).

Как видно из табл.3, предлагаемая среда способствует увеличению укореняемости у подвоя яблони ПБ 9 на 90,0%, подвоя груши ПГ 12 на 33,3% и на 20,0% у сорта Осенняя Яковлева. Культивирование побегов на заявленной питательной среде значительно ускоряет процесс ризогенеза у подвоев яблони ПБ 9 и груши ПГ 12, у которого уже через 2 недели культивирования укоренились все побеги, а в контрольном варианте только 6,7%. Предложенная питательная среда увеличивает количество корней в 1,8-4,6 раза, в зависимости от генотипа, но влияет на их длину.

Таким образом, на основании полученных данных можно сделать вывод, что использование в качестве базовой среды на этапе ризогенеза комплексного водорастворимого удобрения Акварин 5 ускоряет ризогенезенную активность на 1-2 недели, увеличивает укореняемость и улучшает качество корневой системы побегов яблони и груши. Заявляемый компонент значительно упрощает технологию приготовления питательных сред за счет исключения приготовления маточных растворов, что существенно снижает ресурсо- и энергозатраты.

Таблица 1
Питательная среда для ризогенеза побегов яблони и груши in vitro
Компоненты	Мурасиге-Скуга, мг/л	Кворина-Лепуавра (QL), мг/л	Среда 1, мг/л	Среда 2, мг/л
Акварин 5	-	-	2,0	3,0
NH₄NO₃	825	200	-	-
KNO₃	850	900	-	-
KH₂PO₄	85	135	-	-
MgSO₄·7H₂O	185	180,2	-	-
CaCl₂·2H₂O	220	-	-	-
Ca(NO₃)₂·4H₂O	-	416,9	416,9	416,9
FeSO₄·7H₂O	27,8	27,8	27,8	27,8
Na₂ ЭДТА	37,3	37,3	37,3	37,3
MnSO₄·4H₂O	22,3	-	-	-
MnSO₄·H₂O	-	0,76	-	-
H₃BO₃	6,2	6,2	-	-
ZnSO₄·7H₂O	8,6	8,6	-	-
KI	0,83	0,08	-	-
Na₂MoO₄·2H₂O	0,25	0,25	-	-
CuSO₄·5H₂O	0,025	0,025	-	-
CoCl₂·6H₂O	0,025	0,025	-	-
Тиамин	0,5	0,5	0,5	0,5
Пиридоксин	0,5	0,5	0,5	0,5
Никотиновая кислота	0,5	0,5	0,5	0,5
Аскорбиновая кислота	1,5	1,5	1,5	1,5
Мезоинозит	100	100	100	100
Сахароза	20000	20000	20000	20000
Агар	8000	8000	8000	8000
Индолилмасляная кислота	1,0-1,5	1,0-1,5	1,0-1,5	1,0-1,5

Таблица 2
Питательная среда для ризогенеза побегов яблони и груши in vitro
		Укореняемость через… недель, %	Количество корней, шт./раст.
Подвой, сорт	Питательная среда	Длина корней, см

		1		2	3	4

	1/2QL	0,0	6,7	20,0	60,0а*	2,8	2,5
54-118
	Среда 1	0,0	20,0	33,3	53,3 а	2,0	2,0
HCP₀₅	Рф<Рт	Рф<Рт
	1/2QL	0,0	40,0	60,0	60,0 b	3,9	3,2
76-6-6
	Среда 1	0,0	46,7	53,3	80,0 a	4,3	2,2
HCP₀₅	Рф<Рт	Рф<Рт
	1/2QL	6,7	86,7	100	100 a	6,3	3,5
76-6-13
	Среда 1	13,3	100	100	100 a	5,1	2,6
HCP₀₅	Рф<Рт	Рф<Рт
	1/2QL	0,0	26,7	60,0	66,7 b	2,3	2,0
ПГ2
	Среда 1	33,3	60,0	86,7	86,7 a	3,5	1,2
HCP₀₅	Рф<Рт	0,6
	1/2QL	0,0	40,0	60,0	93,3 a	3,8	1,8
ПГ 17-16
	Среда 1	0,0	93,3	100	100 a	5,7	2,1
HCP₀₅	1,5	Рф<Рт
* - существенность различий по укореняемости оценивается с помощью t-критерия Дункана

Таблица 3
Питательная среда для ризогенеза побегов яблони и груши in vitro
Подвой, сорт	Питательная среда	Укореняемость через… недель, %	Количество корней, шт./раст.	Длина корней, см
1	2	3	4
	1/2QL	0,0	0,0	0,0	10,0b*	1,0	2,5
ПБ 9
	Среда 2	0,0	40,0	100	100a	4,6	1,5
HCP₀₅	2,0	Fф<Fт
	1/2QL	0,0	6,7	53,3	66,7b	2,5	0,9
ПГ 12
	Среда 2	0,0	100	100	100a	8,4	1,4
HCP₀₅	3,3	Fф<Fт
Осенняя Яковлева	1/2QL	0,0	60,0	60,0	60,0b	3,0	0,9
Среда 2	0,0	60,0	80,0	80,0a	5,5	1,2
HCP₀₅	1,5	Fф<Fт
* - существенность различий по укореняемости оценивается с помощью t-критерия Дункана

Источники информации

1. Высоцкий В.А. Клональное микроразмножение плодовых растений и декоративных кустарников / В.А.Высоцкий // Микроразмножение и оздоровление растений в промышленном плодоводстве и цветоводстве: Сб. науч. трудов. - Мичуринск: ВНИИС, 1989. - С.3-8.

2. Туровская Н.И. Микроразмножение яблони и груши / Н.И.Туровская // Садоводство и виноградарство. - 1994. - №1. - С.10-12.

3. Минаев В.А. и др. Клональное микроразмножение слаборослых клоновых подвоев яблони селекции Мич. ГАУ / В.А.Минаев, А.В.Верзилин, В.А.Высоцкий // Садоводство и виноградрство. - 2003. - №5. - С.12-13.

Питательная среда для укоренения побегов яблони и груши in vitro, содержащая кальций азотнокислый, тиамин, пиридоксин, никотиновую кислоту, аскорбиновую кислоту, мезоинозит, сахарозу, агар-агар, индолилмасляную кислоту, воду дистиллированную, отличающаяся тем, что она содержит комплексное водорастворимое удобрение Акварин 5, являющееся источником азота, фосфора, калия и микроэлементов, при следующем соотношении компонентов, мг/л:
Акварин 5 2,0-3,0
кальций азотнокислый Са(NО₃)₂·4Н₂O 416,9
тиамин, пиридоксин, никотиновая кислота по 0,5
аскорбиновая кислота 1,5
мезоинозит 100
сахароза 20000
агар-агар 8000
индолилмасляная кислота 1,0-1,5
дистиллированная вода до 1 л

Изобретение относится к адаптации растений к нестерильным условиям. .

Способ микроклонального размножения ириса сибирского (i.sibirica l.) // 2479992

Изобретение относится к цветоводству и биотехнологии, может быть использовано для массового размножения ценных декоративных сортов и гибридов ириса сибирского, освобождения их от системных патогенов, а также в селекционной практике для создания новых улучшенных сортов.

Способ повышения коэффициента размножения меристемных клубней картофеля // 2479983

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к семеноводству картофеля при подготовке оздоровленного посадочного материала. .

Способ предпосевной обработки семян селекционных образцов зерновых культур // 2461185

Изобретение относится к области биотехнологии и сельского хозяйства. .

Способ микроклонального размножения лиственницы сибирской в культуре in vitro через соматический эмбриогенез на среде аи для плантационного лесовыращивания // 2456344

Изобретение относится к лесному хозяйству, а именно к созданию сортового плантационного лесовыращивания на основе современных инновационных биотехнологий. .

Штамм культивируемых клеток растения стефания гладкая ифр sg 26127 (stephania glabra (roxb.) miers) в условиях in vitro - продуцент стефарина // 2453598

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к штамму продуценту стефарина. .

Способ укоренения растений, полученных в культуре in vitro // 2423045

Изобретение относится к области биотехнологии растений, в частности, к тем методам культивирования в условиях in vitro, где требуется укоренение полученных растений-регенерантов и адаптация их к естественным условиям выращивания (ex vitro).

Способ генетической трансформации растений селекционно-ценных образцов клевера лугового // 2420060

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано в селекции растений для направленного создания исходного селекционного материала клевера лугового с хозяйственно-ценными признаками методом генетической трансформации, а также в исследованиях по физиологии, фитопатологии и генетике растений.

Способ получения "искусственных семян" из культуры корня шлемника байкальского (scutellaria baicalensis georgi) // 2415928

Штамм культивируемых клеток растения женьшеня настоящего pg-1 (panax ginseng c.a. mey) в условиях in vitro - продуцент гинзенозидов // 2415927

Изобретение относится к биотехнологии, в частности культивированию клеток растения женьшеня настоящего, и может быть использовано для получения ценных биологически активных соединений - гинзенозидов, которые широко используются в фармацевтической промышленности и косметологии.

Питательная среда для размножения яблони и груши in vitro // 2486237

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано в процессе клонального микроразмножения яблони и груши на этапе собственно микроразмножения

Способ микроклонального размножения картофеля // 2487532

Изобретение относится к области сельскохозяйственной биотехнологии, семеноводству картофеля, картофелеводству

Способ укоренения сенполии узамбарской // 2489848

Изобретение относится к способу укоренения черенков сенполии узамбарской и может быть использовано для цветочной рассады

Способ поверхностной стерилизации эксплантов и апикальных почек земляники садовой, винограда, хурмы сорта "королек" in vitro // 2490871

Изобретение относится к биотехнологии и представляет собой способ поверхностной стерилизации эксплантов и апикальных почек земляники садовой, винограда, хурмы сорта «Королек» in vitro

Способ введения в культуру клеток льна многолетнего // 2506741

Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой получение каллуса на питательной среде Мурасиге-Скуга, доведенной до 1 литра водой, в течение одного пассажа, где в питательную среду добавляют 2,4-дихлорфеноксиуксусную кислоту с концентрациями 4-8 мг/л, культивируют семена льна многолетнего, в питательную среду Гамборга добавляют 6-бензиламинопурин с концентрацией 1-2 мг/л и α-нафтилуксусную кислоту с концентрацией 0,1-0,5 мг/л и затем на питательную среду Гамборга пересаживают полученные каллусы для регенерации и культивируют в течение 2-4 пассажей, в жидкую питательную среду Мурасиге-Скуга с концентрацией всех компонентов 50% добавляют α-нафтилуксусную кислоту с концентрацией 0,1-0,5 мг/л и на нее пересаживают растения-регенеранты и культивируют их в течение 2-4 пассажей. Изобретение позволяет ввести в культуру клетки льна многолетнего. 3 табл.

Способ микроклонального размножения ольхи черной in vitro // 2515385

Изобретение относится к области биотехнологии растений, в частности к микроклональному размножению in vitro. В способе культивируют каллусные культуры из стерильных эксплантов стеблевых сегментов, листьев, листовых черешков. Используют базовые питательные среды Мурасиге-Скуга, Вуди Плант Медиум с содержанием и соотношением регуляторов роста: 6-бензиламинопурин - 0,2-1,5 мг/л, α-нафтилуксусная кислота - 0,2-0,5 мг/л, индолилмасляная кислота - 2 мг/л. Далее проводят адаптацию при освещенности 2000 люкс и питательном режиме регенерантов в теплице с получением посадочного материала для лесных культур. Способ позволяет получать посадочный материал с высокими наследственными свойствами. 2 табл.

Способ получения растений-регенерантов земляники (in vitro) // 2516341

Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой способ получения растений-регенерантов земляники in vitro, включающий в себя введение эксплантов в культуру, размножение и укоренение вновь образованных in vitro побегов, где в качестве эксплантов используют фрагменты цветоложа и цветоножки из цветов земляники, взятых в фазе бутонизации, которые промывают под проточной водой в течение 15-25 минут, стерилизуют 0,1% раствором сулемы 10 минут, затем трижды промывают стерильной дистиллированной водой, цветоложе освобождают от чашелистиков и лепестков, разрезают на фрагменты 5×5 мм и помещают срезом на питательную среду, цветоножку отделяют от цветка, отрезают фрагмент длиной 5 мм и также помещают на питательную среду. Изобретение позволяет получить увеличенное количество растений-регенерантов от одного экспланта. 1 табл., 2 ил.

Способ микрочеренкования винограда in vitro // 2521992

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к виноградарству. Способ включает микроразмножение пробирочных растений и высадку их на жидкую питательную среду с добавлением макроэлементов, витаминов и биопрепаратов. При этом на основе субстрата Мурасиге-Скуга исключают активированный уголь, снижают содержание солей и кислот в 2-4 раза и добавляют Гумат+7B в количестве 5-10 мл/л. Способ позволяет повысить эффективность и ускорить размножение оздоровленных от вирусной инфекции перспективных сортов винограда. 2 табл., 1 пр.

Способ длительного хранения in vitro растений осины // 2522823

Изобретение относится к области биотехнологии растений. Изобретение представляет собой способ хранения растений осины в условиях in vitro, включающий культивирование микропобегов осины на питательной среде WPM с добавлением сахарозы 10-20 г/л, агар-агара 9 г/л и витаминов MS 1 мл/л, сорбитола 5-10 г/л и маннитола 5-10 г/л, причем хранение растений осуществляют при температуре +4°С в режиме освещения 8 ч день/16 ч ночь с интенсивностью 2000 люкс. Изобретение позволяет повысить сохранность in vitro культур ценных селекционных генотипов и генетически модифицированных клонов осины. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл.

Способ микроклонального размножения подвоев яблони // 2523305

Изобретение относится к области сельскохозяйственной биотехнологии. Изобретение представляет собой способ микроклонального размножения подвоев яблони, где на этапах введения в культуру и собственно микроразмножения в среду Мурасиге-Скуга в качестве стимулятора роста добавляется препарат фуролан в концентрации 0,004 мг/л. Изобретение позволяет повысить ряд показателей качества эксплантов подвоев яблони. 1 табл., 3 пр.