Способ оздоровления растений картофеля от вирусных инфекций

Изобретение относится к области биотехнологии и может быть использовано для оздоровления от вирусов растений картофеля. Способ заключается в том, что обработку проводят с интенсивностью магнитного поля (2,5-5)⋅10⁶ А/м, (3-5) Тл, с частотой импульса (4-51) кГц и числом импульсов 1-5 с временем между ними (скважностью) - 2-3 секунды. Изобретение позволяет повысить эффективность оздоровления семенного материала картофеля от вирусных инфекций. 1 табл.

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для оздоровления от вирусов растений картофеля.

Картофель является одной из основных и социально значимых сельскохозяйственных культур в России. Различия между потенциальной урожайностью сорта, достигающей у некоторых сортов до 100 т/га, и реальной продуктивностью, составляющей в среднем по России 14-15 т/га, в значительной мере связаны с накоплением вирусных, вироидных и микоплазменных патогенов при многократном вегетативном размножении картофеля. В настоящее время в мире идентифицировано около 40 патогенных вирусов, поражающих картофель. Наиболее распространены и экономически значимы Υ-, X-, S-, M-z вирусы картофеля, вирус скручивания листьев картофеля (PLRV) и вироид веретеновидности клубней (PSTVd). Каждый из этих патогенов способен привести к потере от 10 до 60% урожая.

Единственным способом борьбы с вирусными инфекциями картофеля является получение полностью здорового семенного материала. В основе современного оригинального и элитного семеноводства картофеля лежит использование методов биотехнологии (Трускинов Э.В. Оздоровление картофеля от вирусных болезней методом культуры меристемных тканей. Сельскохозяйственная биология, 1976, 11(2): 250-255). В настоящее время наиболее эффективным способом получения оздоровленного семенного материала картофеля является выращивание сертифицированных миниклубней из полностью здоровых от патогенов меристемных микрорастений. Метод основан на выращивании микрорастений из апикальных зон делящихся клеток размером 100-200 мкм, выделенных из ростков клубней картофеля. Меристему вычленяют из этиолированных ростков клубней, предварительно проверенных на отсутствие вирусов методом иммуноферментного анализа (ИФА), в стерильном микробиологическом боксе под бинокулярным микроскопом. Ростки перед вычленением меристем также стерилизуют. После вычленения меристему иглой переносят в пробирку на поверхность питательной среды. Для регенерации микрорастений используются специальные световые помещения, в которых поддерживаются оптимальные условия выращивания. Время от посадки меристем до регенерации растения с 5-6 листьями составляет 30-45 дней. Полученные меристемные растения размножают методом черенкования с пересадкой на новую питательную среду. При этом после каждого цикла черенкования необходимо проводить диагностику полученных микрорастений на отсутствие вирусных патогенов методами ИФА. Метод апикальной меристемы также может сочетаться с химиотерапией. Это сочетание основано на добавление в питательную среду веществ, ингибирующих вирусы.

Для оздоровления растений картофеля от вирусной инфекции могут использоваться и другие методы. Так, при термотерапии (Овэс Е.В., Гаитова Н.А. Новые элементы технологии оздоровления и получения базовых клонов перспективных сортов и гибридов картофеля // Достижения науки и техники АПК. 2016. Т. 30. №11. С.60-62.) клубни выдерживают 20-25 суток при температуре 36-37,5 градусов. При этом режим тепловой обработки необходимо подбирать экспериментально для каждой комбинации вирус-сорт. Термотерапия не гарантирует полного оздоровления растений и не позволяет оздоровить клубни от мозаичных вирусов и вироида веретеновидности клубней.

Первый этап оригинального семеноводства картофеля - оздоровление от вирусных патогенов - является максимально ресурсо- и энергозатратным во всей отрасли картофелеводства. Таким образом, весьма актуальным является вопрос оптимизации и повышения эффективности процесса получения и воспроизводства оздоровленного материала картофеля и снижения его себестоимости, в частности путем поиска физиологических, биохимических и цитогенетических закономерностей воздействия на фитопатогенные вирусы различных физических факторов.

Известен способ оздоровления от вирусов растений, выращиваемых in vitro (патент РФ №2277771, МПК A01G 7/04, А01С 1/00, опубл. 20.06.2004 г.). Осуществляют воздействие на растения электромагнитным облучением импульсами магнитной индукции с амплитудным значением 0,05 Тл в диапазоне частот от 6,4 до 12,8 Гц, числом импульсов от 1280 до 2560 и синхронным подсвечиванием растений инфракрасным и газоразрядным ксеноновым излучателями.

Недостатком этого способа является необходимость дополнительного использования инфракрасного и газоразрядного ксеноновых излучателей, что приводит к повышению энергоемкости и снижению надежности при выполнении данного способа. К тому же данный способ был апробирован только на растениях малино-ежевичного гибрида сорта Краснодарская.

Известен способ оздоровления посадочного картофеля путем воздействия физическим методом (патент РФ №2494604, МПК A01F 25/00, опубл. 10.10.2013 г.). Способ оздоровления посадочного картофеля заключается в пропускании через слой картофеля постоянного электрического тока. Слой картофеля помещают между электродами, на один из которых, незаземленный, подают электрическое напряжение отрицательной полярности, величину которого повышают до появления тихого коронного разряда на иглах коронатора, соединенного с приемным электродом. Пропускают ток 2-3 минуты, после чего ток отключают, снимают остаточный электрический заряд с обоих электродов и подают на незаземленный электрод электрическое напряжение противоположной положительной полярности, величину которого повышают до появления тихого коронного разряда на иглах коронатора, соединенного с приемным электродом. Выдерживают 2-3 минуты, после чего ток отключают и снимают остаточный электрический заряд с обоих электродов.

Недостатком этого способа является то, что оздоровление посадочного картофеля не обеспечивает должной защиты и на этапе появления всходов вирусы могут появиться вновь.

Наиболее близким аналогом данного технического решения является способ оздоровления от вирусов плодовых культур (патент РФ №2310318, МПК A01G 7/04, опубл. 20.11.2007 г.), в котором обработку высаженных на питательную среду эксплантов проводят периодической последовательностью взаимно разнонаправленных в одной плоскости импульсов магнитной индукции с частотой 0,8-3,0 Гц, числом импульсов от 160 до 600 и амплитудным значением 0,02-0,03 Тл, при этом проводят не менее 6 обработок с интервалом между ними в 7 дней.

Недостатком этого способа является его малая эффективность в отношении наиболее вредоносных вирусов картофеля, данные показатели магнитной индукции являются недостаточными для борьбы с ними.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности оздоровления семенного материала картофеля от вирусных инфекций.

Технический результат достигается за счет того, что согласно способу оздоровления растений картофеля от вирусных инфекций, включающему заготовку микрочеренков картофеля, высадку их на питательную среду и обработку импульсным магнитным полем, обработку проводят с интенсивностью магнитного поля (2,5-5)⋅10⁶ А/м, (3-5) Тл, с частотой импульса (4-51) кГц и числом импульсов 1-5 с временем между ними (скважностью) - 2-3 секунды.

Реализацию способа оздоровления растений картофеля от вирусной инфекции осуществляют в изобретении следующим образом.

Пример реализации способа. С целью оздоровления семенного материала картофеля от вирусов PVS, воздействию импульсным магнитным полем подверглись две партии образцов (микрочеренков) по 100 штук в каждой, зараженных в сильной степени данным вирусом, величиной 10-12 мм. После высадки на питательную среду микрочеренки помещали внутрь индуктора и с помощью магнитной импульсной установки обрабатывали их с интенсивностью (напряженностью) магнитного поля в диапазоне (2,5-5)⋅10⁶ А/м, (3-5) Тл при частотах импульса в диапазоне (4-51) кГц и числом импульсов 1-5 с временем между ними (скважностью) - 2-3 секунды. Обработка осуществлялась на двух типах магнитно-импульсных установок и на двух типах индукторов (одно и многовитковых), обеспечивающих возможность вариации параметров ИМП при воздействии на растения. Спустя 30 дней после обработки безвирусные растения, полученные из микрочеренков тестировали методом иммуноферментного анализа (ИФА, ELJSA - тест) в лаборатории по контролю качества картофеля. В таблице 1 представлены обобщенные результаты диагностики методом иммуноферментного анализа. Подсчитывали число здоровых растений и определяли процент здоровых растений к общему числу протестированных растений.

Более низкие и более высокие значения числа разнонаправленных импульсов магнитной индукции и частоты импульсов оказались менее эффективными режимами в отношении оздоровления растений картофеля от указанного вируса.

Анализ полученных результатов выявил эффективность воздействия магнитно-импульсного поля, в вариантах опыта было выявлено полное оздоровление 67%-100% исследованных растений, что подтверждено диагностикой методом иммуноферментного анализа.

Способ оздоровления растений картофеля от вирусных инфекций, включающий заготовку микрочеренков картофеля, высадку их на питательную среду и обработку импульсным магнитным полем, отличающийся тем, что обработку проводят с интенсивностью магнитного поля (2,5-5)⋅10⁶ А/м, (3-5) Тл, с частотой импульса (4-51) кГц и числом импульсов 1-5 с временем между ними (скважностью) - 2-3 секунды.