Способ ускоренного размножения клубней картофеля ex vivo Российский патент 2023 года по МПК A01H4/00 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к способам ускоренного размножения оригинального посадочного материала растений картофеля, которые предполагают отделение меристематических тканей от материнского клубня с последующим культивированием в естественной среде.

Известен способ размножения оздоровленных растений картофеля, который, включает получение пробирочных растений, высадку ростковых черенков в кюветы на влажную фильтровальную бумагу, укоренение их с получением рассады. Подготовленные растения в виде укоренившихся черенков или кусочков клубней с проросшими глазками или проросшие мини-клубни перед проращиванием обрабатывают 1%-ным раствором бактериального препарата Экстрасол и/или нематодно-бактериальным комплексом при титре 1000 инвазионных личинок энтомопатогенных нематод в 1 мл препарата. При этом в качестве питательного раствора используют 1-3%-ный раствор минеральных удобрений, 0,01-0,05%-ный раствор микроэлементов и 1%-ный раствор биоудобрений. После проращивания в кюветах на влажной фильтровальной бумаге и появления корешков их высаживают в бумажные стаканчики емкостью 40-80 см³ или выращивание растений осуществляют в полиэтиленовой пленке с комочком питательного субстрата на основе цеолита, или торфа, или почвенного агара [1].

Недостатком способа является сложная технология подготовки исходного материала, а также использование большого количества химических реагентов.

Известен также способ увеличения коэффициента размножения клубней картофеля, включающий стимуляцию роста этиолированных ростков посредством надрезов апикальной части и обработки раствором тиомочевины, проращивание клубней в темноте при температуре 14-16°С и относительной влажности воздуха 90-95%, отчуждение апексов у базовых этиолированных ростков первого порядка в момент формирования на базовых этиолированных ростках первого порядка 3-4 узлов и высаживание клубней в почву при формировании на базовых этиолированных ростках первого порядка 3-5 боковых этиолированных ростков второго порядка и побегов каллюсового происхождения [2].

Недостатком данного способа является недостаточно высокий коэффициент размножения клубней.

В качестве прототипа рассмотрен способ размножения клубней картофеля в культуре in vitro, при реализации которого питательная среда должна содержать достаточное количество углеродосодержащих органических соединений, витаминов, гормонов и микроэлементов. Однако подобные питательные среды являются хорошим субстратом для широкого спектра микроорганизмов, что вынуждает проводить культивирование в стерильных условиях. Кроме того, биологически активные компоненты питательных сред способны вызывать генетические изменения в клетках, что приводит к генетической вариабельности получаемых регенерантов. Оборудование для реализации данного способа имеет высокую стоимость. Его использование также связано с большими трудовыми, финансовыми затратами и требует высококвалифицированных специалистов [3].

Задачей изобретения является упрощение технологии ускоренного размножения семенных клубней картофеля.

Поставленная задача достигается за счет того, что для получения исходного материала оздоровленные клубни выдерживают в темноте, стимулируют физиологическую активность апикальной меристемы почек глазков и латеральной меристемы побегов (ростков). При появлении на ростках корневых бугорков и придаточных корней (выросты на поверхности эпидермы ростка морфологически представляют собой придаточные корни, которые условно подразделяют на зачатки придаточных корней - корневые бугорки длиной до 3 мм, и собственно придаточные корни длиной более 3 мм) ростки отделяют от материнского клубня. После этого их помещают в субстрат и выращивают при оптимальных для вегетации растений картофеля и формирования клубней условиях: по освещению, температуре, влажности воздуха и влажности субстрата, а также защите растений от болезней и вредителей в соответствии с общепринятыми правилами агротехники [4, 5, 6].

Для стимуляции физиологической активности апикальной меристемы почек глазков и латеральной меристемы побегов (ростков) клубни выдерживают в воздушной среде с влажностью воздуха 90-95% и цикличной переменной температурой, колебания которой находятся в пределах от 12-15°С до 21-25°С, а цикл составляет 24 часа.

Диапазон температуры в 12-15°С выдерживают непрерывно в течение 6-7 часов, а диапазон в 21-25°С выдерживают непрерывно в течение 17-18 часов. После достижения высокого уровня физиологической активности латеральной меристемы и устойчивого процесса образования придаточных корней переменный температурный режим меняют на постоянный с параметрами в пределах от 18 до 22°С.

Для ускоренного размножения используют освобожденные от вирусной и бактериальной инфекции клубни, полученные in vitro. Отчуждение ростков продолжают до полного прекращения функционирования апикальной меристематической ткани в почках глазков материнского клубня. На отчуждаемом от клубня ростке должен быть как минимум один корневой бугорок и/или как минимум один придаточный корень. Отчуждение ростка от тела клубня осуществляют посредством отламывания ростка в основании его базальной части без применения режущих инструментов.

В результате разрыва тканей эпидермы, основной паренхимы, камбия, феллогена, феллодермы, флоэмы живые клетки синтезируют фитоалексины (в частности - ришитин, любимин и фитуберин), являющиеся естественным барьером, который защищает травмированные участки побега от поражения патогенами [7, 8].

В качестве субстрата используют торф или минеральную почву, или питательный грунт для выращивания овощных и цветочных культур.

Технический результат, получаемый от использования предлагаемого изобретения, заключается в упрощении технологии ускоренного размножения семенных клубней картофеля.

Конкретный пример осуществления предлагаемого изобретения. Для получения исходного материала клубни помещают в изолированную от света емкость, влажность воздуха в которой поддерживают в пределах 90-95%. На первом этапе устанавливают переменную температуру, колебания которой находятся в пределах от 12-15°С до 21-25°С. В течение 24 часов диапазон температуры в 12-15°С поддерживают непрерывно в течение 6-7 часов, а диапазон в 21-25°С поддерживают непрерывно в течение 17-18 часов. Когда образование придаточных корней достигнет стабильного уровня, переменный температурный режим переводят на постоянный с параметрами в пределах от 18 до 22°С. Отделение от клубня ростка, на котором образовался как минимум один корневой бугорок и/или как минимум один придаточный корень, осуществляют посредством отламывания в основании базальной части ростка без применения режущих инструментов. Процесс продолжают до полного прекращения функционирования апикальной меристематической ткани в почках глазков материнского клубня. В качестве материнских используют освобожденные от вирусной и бактериальной инфекции клубни, полученные in vitro. Для пикировки подготовленных к посадке ростков используют торф или минеральную почву, или питательный грунт для выращивания овощных и цветочных культур.

Технический результат, получаемый от использования предлагаемого изобретения, заключается в упрощении технологии ускоренного размножения семенных клубней картофеля.

Источники

1. Патент RU №2206976, A01G 1/00.

2. Патент RU №2415558, A01G 7/00, A01G 1/00, С05С 9/00.

3. Технологический регламент производства оригинального, элитного и репродукционного семенного картофеля, Москва, ГНУ ВНИИ картофельного хозяйства им. А.Г. Лорха, 2010.

4. Шабанов А.Э. ОПТИМИЗАЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ СОРТОВОЙ АГРОТЕХНИКИ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ КАРТОФЕЛЯ. Аграрный научный журнал. 2021. №9. С. 46-49.

5. Иванова М.Н., Охлопкова П.П., Васильева Р.Д. КАЧЕСТВО И ПРОДУКТИВНОСТЬ КАРТОФЕЛЯ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ БИОЛОГИЧЕСКИХ И ХИМИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ. Аграрная наука. 2011. №5. С. 13-14.

6. Ульяненко Л.Н., Филипас А.С., Гончаров Н.Р., Семешкина П.С, Амелюшкина Т.А., Мазуров В.Н. ИНТЕГРИРОВАННАЯ СИСТЕМА ЗАЩИТЫ СЕМЕННЫХ ПОСАДОК КАРТОФЕЛЯ В КАЛУЖСКОЙ ОБЛАСТИ. Защита и карантин растений. 2015. №1. С. 23-25.

7. Фролова Т.С., Черенко В.А, Синицына О.И., Кочетов А.В. Генетические аспекты устойчивости картофеля к фитофторозу. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021. Т. 25. №2. С. 164-170.

8. Чеботарь В.К., Кипрушкина Е.И. Применение микробных препаратов в технологиях хранения картофеля. Достижения науки и техники АПК. 2015. Т. 29. №1. С. 33-35.

Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой способ размножения клубней картофеля ex vivo, включающий изоляцию клубней от света, отличающийся тем, что используют освобожденные от вирусной и бактериальной инфекции клубни, полученные in vitro, стимулируют физиологическую активность апикальной меристемы почек глазков и латеральной меристемы ростков клубней, выдерживая клубни в воздушной среде с влажностью воздуха 90-95% с цикличной переменной температурой, колебания которой находятся в пределах от 12-15°С до 21-25°С, а цикл составляет 24 часа, диапазон температуры в 12-15°С выдерживают непрерывно в течение 6-7 часов, а диапазон в 21-25°С выдерживают непрерывно в течение 17-18 часов, при появлении на ростках как минимум одного корневого бугорка и/или как минимум одного придаточного корня переменный температурный режим меняют на постоянный с параметрами в пределах 18-22°С, ростки отчуждают от тела клубня посредством отламывания ростка в основании его базальной части без применения режущих инструментов, причем отчуждение ростков продолжают до полного прекращения функционирования апикальной меристематической ткани в почках глазков материнского клубня, полученные ростки помещают в субстрат, в качестве которого используют торф или минеральную почву, или питательный грунт для выращивания овощных и цветочных культур. Изобретение позволяет ускорить размножение клубней картофеля.

Способ размножения клубней картофеля ex vivo, включающий изоляцию клубней от света, отличающийся тем, что используют освобожденные от вирусной и бактериальной инфекции клубни, полученные in vitro, стимулируют физиологическую активность апикальной меристемы почек глазков и латеральной меристемы ростков клубней, выдерживая клубни в воздушной среде с влажностью воздуха 90-95% с цикличной переменной температурой, колебания которой находятся в пределах от 12-15°С до 21-25°С, а цикл составляет 24 часа, диапазон температуры в 12-15°С выдерживают непрерывно в течение 6-7 часов, а диапазон в 21-25°С выдерживают непрерывно в течение 17-18 часов, при появлении на ростках как минимум одного корневого бугорка и/или как минимум одного придаточного корня переменный температурный режим меняют на постоянный с параметрами в пределах 18-22°С, ростки отчуждают от тела клубня посредством отламывания ростка в основании его базальной части без применения режущих инструментов, причем отчуждение ростков продолжают до полного прекращения функционирования апикальной меристематической ткани в почках глазков материнского клубня, полученные ростки помещают в субстрат, в качестве которого используют торф или минеральную почву, или питательный грунт для выращивания овощных и цветочных культур.