Способ адаптации микроклонов осины триплодной к условиям ex vitro Российский патент 2024 года по МПК A01G31/00 

Изобретение относится к области биотехнологии, а именно к выращивание растений без почвы, в частности к адаптации микроклонов осины триплоидной (Populus tremula L.) к условиям ex vitro для воспроизводства ценных древесных культур в лесном хозяйстве. Полученные растения являются особо ценным древесным материалом, обладают высокой скоростью набора биомассы, устойчивы к вредителям и болезням, особенно к сердцевинной гнили.

Осина триплоидная является гибридом двух видов осины: Populus tremula и Populus tremuloides. Триплоидная форма осин в природе тяжело размножается вегетативным способом и семенами. Один из вариантов ускоренного размножения этой ценной древесной культуры является биотехнологический метод - клонирование in vitro. Однако, полученные микроклоны имеют ограниченную адаптивность к условиям ex vitro. Основной проблемой является неспособность осины триплоидной успешно адаптироваться к условиям ex vitro, таким как воздушная сушка, низкая влажность и изменение температуры. Это приводит к снижению выживаемости и роста растений после переноса из условий in vitro.

Известен способ адаптации осины триплоидной in vitro к условиям ех vitro на торфяных таблетках (Сироткина, Е.В. Адаптация растений-регенерантов осины к естественным условиям/Е.В. Сироткина, И.А. Коренев//Лесохозяйственная информация. - 2015. - №4. - С. 82-86. - EDN VADPNR). Недостатком такого способа является низкая приживаемость эксплантатов - 46,6%.

Наибольшая доля прижившихся растений триплоидной осины отмечена на субстрате торф + песок (1:1) и составила 39,5%, на варианте с кокосовым субстратом приживаемость оказалась немного меньше (25,2%), тогда как на торфе она была крайне низкой (2,6%), а в варианте с использованием универсального грунта растения не прижились (Исполинская осина: БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПЛАНТАЦИОННОГО ВЫРАЩИВАНИЯ/Е.С.Багаев, С.С. Макаров, С.С. Багаев, С.А. Родин. - Пушкино: Всероссийский научно-исследовательский институт лесоводства и механизации лесного хозяйства, 2021. - 72 с. - ISBN 978-5-94219-267-9. - EDN IKLOIH).

На субстрате, состоящем из садовой земли, торфа и перлита в соотношении 1:1:1, растения высаживались в пластиковые контейнеры по 6-8 шт. и сверху накрывались прозрачными крышками для предотвращения потерь влаги в начальный период. Растения осины при высадке в почвенный субстрат обрабатывались раствором глицерина и воды в соотношении 1:1 для снижения потерь влаги, однако это не дало ощутимого результата и растения быстро теряли тургор и увядали. Выживаемость эксплантатов при таком способе составила - 6% (Анохина, Н.С. Микроклональное размножение карельской березы и триплоидной осины invitro / Н.С.Анохина, В.Ф. Коновалов, Э.Р. Ханова//Экобиотех. - 2021. - Т. 4, №2. - С. 101-106. - DOI 10.31163/2618-964Х-2021-4-2-101-106. - EDN FXKIUP).

Наиболее близким аналогом является способ адаптации осины триплоидной in vitro к условиям ex vitro с помощью минитеплицы. Согласно данному способу, длительность светового дня 16 часов, температура днем 25°С, температура ночью 22°С, автоматический капельный полив при влажности субстрата менее 65%, влажность воздуха 90%, был использован вермикулит, подкормка осуществлялась полной смесью Кнопа один раз в неделю. (Система автоматического управления микроклиматом минитеплицы для адаптации растений-регенерантов триплоидной осины/Е.В. Саликова, В.С. Лухманов, С.А. Зонтикова, М.В. Большакова//Инновационные подходы к развитию науки и производства регионов: Сборник научных трудов по материалам Национальной научно-практической конференции, Тверь, 12-14 февраля 2019 года. - Тверь: Издательство Тверской ГСХА, 2019. - С. 100-103. - EDN GXBNST).

Недостатком данного технического решения, с точки зрения настоящего изобретения, является то, что на стадии адаптации не применялся фунгицид для предотвращения развития грибковых заболеваний, вследствие этого общая приживаемость растений оказалась на уровне 76%.

Технической задачей изобретения является упрощение процесса адаптации микроклонов и повышение приживаемости осины триплоидной к условиям ex vitro.

Техническая задача достигается тем, что в способе адаптации микроклонов осины триплоидной к условиям ex vitro, осуществляют выбор микроклонов размером от 30 мм, опрыскивание микроклонов Фитолавином ВРК - 1 мл/л, культивирование в климатической камере с добавлением питательного раствора MS с янтарной кислотой - 1 г/л и гиббереллиновой кислотой - 1 мг/л, Фитолавином ВРК - 1 мл/л, обеспечивают на стадии адаптации и укоренения освещенность 3000 лк, влажность 90-99%) и температуру 21-23°С, по мере появления дополнительных боковых корней и увеличения их длины производят постепенное снижение влажности до 50%» путем приоткрывания вентиляционных отверстий климатической камеры, по истечении четырех недель с момента высадки микроклоны переносят в нестерильный субстрат, состоящий из торфа и агроперлита в соотношении 1:0,5.

Высокая приживаемость микрорастений достигается благодаря решению следующих задач: подбор оптимального состава питательного раствора для развития микроклонов осины триплоидной и индукции на них корнеобразования; использование для укоренения микроклонов определенного размера не менее 30 мм; добавление в питательный раствор биопрепарата для предотвращения развития грибных заболеваний и гибели микропобегов; использование на стадии адаптации к условиям ex vitro освещения определенной интенсивности и контроль уровня влажности.

Предложенное изобретение является новым, так как в патентной и научно-технической литературе не обнаружено ни одного аналогичного решения с такой комбинацией отличительных признаков. Это означает, что изобретение неизвестно из ранее существующих технических решений и оно соответствует критерию "новизна".

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

Для адаптации выбирают микроклоны размером от 30 мм и более. Микроклоны высотой более 80 мм разделяют на две половины. При разделении получают два микроклона, у которых один имеет зачаточную корневую систему, а другой - без корней.

Перед высадкой в климатическую камеру микроклоны вынимают из культуральных сосудов, корневую систему отмывают от остатков питательной среды под проточной теплой водой и обрабатывают раствором Фитолавина ВРК.

Для адаптации осины триплоидной в контролируемых условиях ex vitro готовят питательных раствор, используя среду MS с добавлением янтарной кислотой в количестве 1 г/л, гиббереллиновой кислоты - 1 мг/л и Фитолавина ВРК - 1 мл/л.

В климатической камере после высадки микроклонов на стадии адаптации и укоренения устанавливают освещенность 3000 лк, влажность 90-99% и температуру 21-23°С. Для освещения микроклонов используют фитолампы. Влажность климатической камере регулируют вентиляционными отверстиями. Температуру регулируют нагревательным элементом.

По мере появления дополнительных боковых корней и увеличения их длины производят постепенное снижение влажности до 50% путем приоткрывания вентиляционных отверстий климатической камеры.

По истечении четырех недель с момента высадки микрорастения переносят в нестерильный субстрат, состоящий из торфа и агроперлита в соотношении 1:0,5.

Пример

Результаты экспериментальных исследований по предлагаемому способу адаптации микроклонов осины триплоидной к условиям ex vitro в сравнении с известными способами приведены в таблице 1.

Данный способ позволяет в дальнейшем при размножении осины триплоидной в условиях in vitro пропускать этап ризогенеза в культуральных сосудах путем непосредственной высадки микроклонов в климатическую камеру. При таком способе адаптации осины триплоидной к условиям ex vitro приживаемость микрорастений составляет 85,4%.

Изобретение обеспечивает упрощение процесса адаптации микроклонов и повышение приживаемости осины триплоидной к условиям ex vitro.

Изобретение относится к области биотехнологии, а именно к адаптации микроклонов осины триплоидной (Populus tremula L.) к условиям ex vitro для воспроизводства древесных культур в лесном хозяйстве. В способе осуществляют выбор микроклонов размером от 30 мм, опрыскивают микроклоны Фитолавином ВРК - 1 мл/л, культивируют в климатической камере с добавлением питательного раствора MS с янтарной кислотой - 1 г/л и гиббереллиновой кислотой - 1 мг/л, Фитолавином ВРК -1 мл/л. Обеспечивают на стадии адаптации и укоренения освещенность 3000 лк, влажность 90-99% и температуру 21-23°С. При появлении дополнительных боковых корней и увеличении их длины производят постепенное снижение влажности до 50% путем приоткрывания вентиляционных отверстий климатической камеры. По истечении четырех недель с момента высадки микрорастения переносят в нестерильный субстрат, состоящий из торфа и агроперлита в соотношении 1:0,5. Изобретение позволяет упростить процесс адаптации микроклонов и повысить приживаемость осины триплоидной к условиям ex vitro. 1 табл.

Способ адаптации микроклонов осины триплоидной к условиям ех vitro, отличающийся тем, что осуществляют выбор микроклонов размером от 30 мм, опрыскивание микроклонов Фитолавином ВРК - 1 мл/л, культивирование в климатической камере с добавлением питательного раствора MS с янтарной кислотой - 1 г/л и гиббереллиновой кислотой - 1 мг/л, Фитолавином ВРК - 1 мл/л, обеспечивают на стадии адаптации и укоренения освещенность 3000 лк, влажность 90-99% и температуру 21-23°С, по мере появления дополнительных боковых корней и увеличения их длины производят постепенное снижение влажности до 50% путем приоткрывания вентиляционных отверстий климатической камеры, по истечении четырех недель с момента высадки микрорастения переносят в нестерильный субстрат, состоящий из торфа и агроперлита в соотношении 1:0,5.