Способ повышения адаптивной способности микрорастений земляники садовой (Fragaria L.) к условиям ex vitro Российский патент 2024 года по МПК A01G22/05 A01G7/00 A01N63/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для повышения адаптивной способности микрорастений земляники садовой к условиям ex vitro

Одним из основных и проблематичных этапов в процессе получения здорового посадочного материала земляники с использованием метода микроклонального размножения является акклиматизация полученных в условиях in vitro микрорастений к нестерильным условиям ex vitro. Растения, выращенные in vitro, очень нежные поскольку процесс микроразмножения проходит в условиях высокой влажности, контролируемых температурах и низкой интенсивности света. В связи с этим у микрорастений отсутствуют защитные механизмы: восковая кутикула, регуляция устьиц, листовые волоски, что делает их весьма уязвимыми для пересыхания при воздействии температуры окружающей среды (Hazarika, Budhindra & Teixeira da Silva, Jaime & Talukdar, Akshay. (2006).

Известен способ адаптации растений-регенерантов земляники садовой после условий in vitro с применением гидропонной установки «Минивит 0,35» и обработкой растений перед высадкой в грунт 0,1% раствором сульфата хитозана и ультразвуком [И.Д. Бородулина, Т.В. Плаксина. Адаптация растений-регенерантов земляники садовой сорта Московский деликатес к условиям ex vitro Acta Biologica Sibirica. 2015. №1-2].

Недостаток способа заключается в том, что гидропонная установка «Минивит 0,35» может применятся на ограниченном количестве микрорастений, а также является более энергозатратной и дорогостоящей.

Известен способ подготовки размноженных in vitro растений земляники садовой к условиям культивирования ex vitro, включающий подготовку растений in vitro, отличающийся тем, что растения выдерживают на питательной среде с 4-10% сахарозы 20-60 дней в темноте при температуре от 1 до 10°С, а затем переносят в почвенный субстрат [Патент RU №2302106]. 60 дней - слишком большая длительность периода подготовки растений к условиям ex vitro.

Известен также способ адаптации микрорастений ягодных культур, когда для адаптации микрорастения высаживают на двухслойный субстрат, верхний слой которого составляет стерильный перлит, а нижний - нестерилизованная смесь торфа, песка и почвы в соотношении 1:1:1, что позволяет повысить приживаемость растений, выращенных в культуре in vitro, к естественным условиям произрастания (Майорова Ю.А., Подорожный В.Н., Патент RU №2335119, 2008).

Известен способ, когда после формирования корневой системы микрорастения пересаживали в пластмассовые горшки с универсальным почвенным грунтом. Состав грунтосмеси: органические вещества - 90-95%; кислотность рН (Н₂О) - 5,5-6,5; азот (N) - 75-150 мг/л; фосфор (Р₂О₅) - 75-150 мг/л; калий (K₂O) - 80-200 мг/л; влажность - 50-60%. Предварительно субстрат из песка и торфа прогревали в сушильном шкафу в течение 4 часов при температуре 105... 110°С. Перед посадкой на несколько секунд помещали в слабый раствор перманганата калия (KMnO₄) и затем высаживали их в предварительно увлажненный и пролитый раствором KMnO₄ почвенный грунт. Дальнейшее развитие растений проходило в адаптационной комнате в течение 30 суток при температуре 22-24°С, освещенности 2-3 тыс. люкс, относительной влажности воздуха 60-70% и 16-ти часовом световом дне. Через 20 суток окрепшие растения полностью открывали и оставляли еще на некоторое время в условиях адаптационной комнаты. Весной горшки с растениями переносили в теплицу и первоначально накрывали укрывным материалом для адаптации растений к ультрафиолетовому излучению, через 3-4 дня укрытие снимали. Приживаемость растений фиксировали при появлении новых листьев. [Князева И.В. Адаптация полученных in vitro растений земляники садовой к нестерильным условиям / Плодоводство и виноградарство Юга России, №45(03), 2017 г.].

Из вышеперечисленных способов адаптации микрорастений обобщающим моментом подготовки почвенного субстрата является его термическая обработка (прогрев в сушильном шкафу в течение 4 часов при температуре 105…110°С). На этапе акклиматизации микрорастения, выращенные в асептических условиях in vitro, так же лишены какого-либо контакта с микроорганизмами поскольку их переносят в стерильный почвенный субстрат, в связи с чем в нем отсутствуют встречающиеся в природе ризосферные микроорганизмы, как полезные, так и вредные.

Известно использование арбускулярных микоризных грибов (АМ-грибов) типа Glomeromycota, являющиеся важными микробными представителями ризосферы. АМ-грибы были успешно инокулированы на несколько сельскохозяйственных культур даже in vitro (Pons et al., 1983; Ravolanirina et al., 1989; Cassells et al., 1996; Duffy et al., 1999). Положительный технологический эффект, а именно повышение выхода стандартных саженцев винограда, получен при обработке корневой системы саженцев биопрепаратом на основе гриба Glomus intraradices Shenck & Smith, штамм RCAM02146 [Патент RU №2672381]; косточковых культур - при применении посредством полива биопрепаратов на основе штаммов почвенных микромицетов (Trichoderma viride, Gliocladium roseum) и ассоциативных микроорганизмов (Azomonas agilis, Azospirillum brasiliense, Azotobacter chroococcum), композитивного препарата (Azotobacter chroococcum + Azomonas agilis + Azospirillum brasiliense + Gliocladium roseum + Trichoderma viride) и гриба арбускулярной микоризы (Glomus spp.) [Использование микробиологических препаратов для повышения выхода качественного посадочного материала косточковых культур / Кузнецова А.П., Дрыгина А.И., Щеглов С.Н. // Плодоводство и ягодоводство России. 2017. Т. 48. №2. С. 160-163].

Наиболее близким техническим решением является применение микробиологических удобрений, содержащих активные микроорганизмы Azotobacter vinelandii и Clostridium pasteurinum микрорастения земляники садовой сортов Кемия, Альба и Клери, выращеннных и прошедших процесс оздоровления в условиях in vitro [Karpushina, М.V. Efficiency of using biostimulants Agrinos 1 and Agrinos 2 in adaptation of microplants of garden strawberry to ex vitro conditions / M.V. Karpushina, M.A. Vinter, О.V. Yaroshenko //: International Scientific Conference, Krasnodar, 2021. Vol. 34.]. В ходе исследований выявлено, что однократное применение препаратов оказалось недостаточным и необходимо дополнительное применение стимуляторов роста на этапе адаптации микрорастений к условиям ex vitro.

Техническим результатом изобретения является повышение адаптивной способности микрорастений земляники садовой к условиям ex vitro.

Технический результат достигается тем, что после пересадки микрорастений земляники садовой из стерильных условий in vitro в нестерильные ex vitro производится полив водным раствором биопрепарата Агринос 1 в концентрации 5 мл/л, через 7 дней после пересадки - ферментативным гидролизатом белковых субстратов - Агринос 2 в концентрации 5 мл/л, а спустя 21 день после пересадки микрорастений применяется стимулятор роста (фитогормон) Энерген Экстра путем опрыскивания, в концентрации 0,6 г/л на 40 м² с последующим трехкратным опрыскиванием растений Энерген Экстра в концентрации 0,6 г/л с интервалом 10-14 дней до появления развитых листьев.

Микробиологические препараты вносили в кассеты с почвогрунтом на 9 ячеек (размер кассеты (одной): 18×13,5×6,0 см размер одной ячейки: 5,5×4 см / 95 мл), куда были высажены микрорастения земляники из стерильных условий in vitro путем полива водными растворами биопрепаратов в концентрации 5 мл/л Агринос 1, а через 7 дней после высадки микрорастений - Агринос 2.

Внесение Энерген Экстра проводили путем опрыскивания микрорастений после 21 дня адаптации в нестерильных условиях и в дальнейшем с периодичностью 1 раз в 10-14 дней до появления развитых листьев.

Применяемые препараты зарегистрированы на территории России: Агринос 1, №344-19-933-1 Агринос 2, №344-19-934-1 до 24.12.2025; регистратор: «Агринос Инк.» (США); Энерген Экстра №046-18-1503-1 до 21.05.2027; регистратор: ЗАО «ТПК Техноэкспорт» [«Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов», разрешенных к применению на территории РФ. Часть II АГРОХИМИКАТЫ, (Минсельхоз России), Москва 2022, 64 с]

Агринос 1 - биопрепарат, содержащий активные микроорганизмы: Azotobacter vinelandii и Clostridium pasteurinum, способные производить и выделять органические кислоты как продукты жизнедеятельности, растворяющие минерализованные соли и переводящие K+, Mg+ и Са++ из органических форм в минеральные, более доступные для растений.

Агринос 2 - биопрепарат, полученный методом микробной ферментации, содержащий L -аминокислоты (4%), хитин, хитозан, глюкозамин (4%), комплекс ферментов, молочную кислоту, полисахариды, углерод, азот и другие основные микроэлементы, используемые растениями в различных условиях выращивания.

Энерген Экстра содержит калийные соли гуминовых кислот, влияющих на рост энергетики клетки, изменение физико-химических свойств протоплазмы, интенсификацию обмена веществ клетки.

Примеры конкретного применения.

Пример 1. Контроль (без применения биостимуляторов).

На этапе адаптации микрорастения земляники высаживали в прожаренный почвогрунт, смешанный с перлитом и вермикулитом в соотношении 3:1:1, помещенный в кассеты объемом 95 мл, осуществляли пролив раствором минеральных солей (1/2 по составу Мурасиге-Скуга), кассеты помещали в мини парник с крышкой, растения опрыскивали водой для создания высокой влажности воздуха - 95%.

Параметры полученного посадочного материала (в среднем):

высота растений - 5 см;

количество образовавшихся листьев - 3-4 шт.

длина корневой системы - 6 см.

Пример 2. Посадочный материал земляники садовой сорта Свит Эви.

До этапа применения биостимуляторов способ осуществляется по Примеру 1. Для повышения адаптивной способности микрорастений земляники садовой к условиям ex vitro, что проявляется в увеличение интенсивности вегетативного роста растений и развития более сильной корневой системы, вносили биопрепарат Агринос 1 путем полива водным раствором в концентрации 5,0 мл/л; через 7 дней проливали раствором Агринос 2 (5,0 мл/л, однократно). Внесение Энерген Экстра проводили путем опрыскивания микрорастений спустя 21 дней адаптации в нестерильных условиях и в дальнейшем с периодичностью 1 раз в 10-14 дней в концентрации 0,6 г/л.

Параметры полученного посадочного материала:

высота растений - 8 см

количество образовавшихся листьев - 8-9 шт.

длина корневой системы - 12 см.

Пример 3. Посадочный материал земляники садовой сорта Вивара

Способ осуществляется по Примеру 2.

Параметры полученного посадочного материала:

высота растений - 11 см

количество образовавшихся листьев - 8 шт.

длина корневой системы - 15 см.

Пример 4. Посадочный материал земляники садовой сорта Эвис Делайт

Способ осуществляется по Примеру 2.

Параметры полученного посадочного материала:

высота растений - 6 см

количество образовавшихся листьев - 5 шт.

длина корневой системы - 13 см.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, к производству посадочного материала земляники садовой с применением метода микроклонального размножения растений. В способе после пересадки микрорастений земляники садовой из стерильных условий in vitro в нестерильные ex vitro проводят полив водными растворами биопрепаратов в концентрации 5 мл/л Агринос 1 и через 7 дней после высадки - Агринос 2. На 21-й день после высадки осуществляют опрыскивание микрорастений раствором фитогормона Энерген Экстра в концентрации 0,6 г/л, с последующим трехкратным опрыскиванием растений Энерген Экстра в концентрации 0,6 г/л с интервалом 10-14 дней до появления развитых листьев. Способ обеспечивает повышение адаптивной способности микрорастений земляники садовой к условиям ex vitro. 4 пр.

Способ повышения адаптивной способности микрорастений земляники садовой к условиям ex vitro, в котором после пересадки микрорастений земляники садовой из стерильных условий in vitro в нестерильные ex vitro проводят полив водными растворами биопрепаратов в концентрации 5 мл/л Агринос 1 и через 7 дней после высадки - Агринос 2, отличающийся тем, что на 21-й день после высадки осуществляют опрыскивание микрорастений раствором фитогормона Энерген Экстра в концентрации 0,6 г/л, с последующим трехкратным опрыскиванием растений Энерген Экстра в концентрации 0,6 г/л с интервалом 10-14 дней до появления развитых листьев.