ПИТАТЕЛЬНАЯ СРЕДА ДЛЯ РИЗОГЕНЕЗА ЯБЛОНИ И ГРУШИ IN VITRO Российский патент 2013 года по МПК A01H4/00 

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.

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.

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