Розмноження Sorbus aucuparia L. ‘Бурка’ in vitro

У роботі розглядаються особливості введення експлантів Sorbus aucuparia L. ‘Бурка’ in vitro. Запропоновано оптимальну експозицію стерилізації рослинного матеріалу, а також стерилізатор та його концентрацію. Модифіковано живильні середовища для індукції морфогенезу мікропагонів та підібрано умови для...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2012
Автор:	Цимбал, О.М.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	Донецький ботанічний сад НАН України 2012
Назва видання:	Промышленная ботаника
Теми:	Интродукция и перспективы использования растений в индустриальном регионе
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/67470
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Розмноження Sorbus aucuparia L. ‘Бурка’ in vitro / О.М. Цимбал // Промышленная ботаника. — 2012. — Вип. 12. — С. 302-307. — Бібліогр.: 7 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-67470
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-674702014-09-07T03:02:48Z Розмноження Sorbus aucuparia L. ‘Бурка’ in vitro Цимбал, О.М. Интродукция и перспективы использования растений в индустриальном регионе У роботі розглядаються особливості введення експлантів Sorbus aucuparia L. ‘Бурка’ in vitro. Запропоновано оптимальну експозицію стерилізації рослинного матеріалу, а також стерилізатор та його концентрацію. Модифіковано живильні середовища для індукції морфогенезу мікропагонів та підібрано умови для адаптації рослин-регенерантів до нестерильних умов ex vitro. This paper addresses the features of introduction of Sorbus aucuparia L. ‘Burka’ explants in vitro. The optimum exposure of plant material sterilization, as well as the sterilizer and its concentration has been proposed. Nutrient media for the microshoots morphogenesis induction have been modified, and conditions of regenerated plants adaptation to the non-sterile conditions ex vitro have been defined. 2012 Article Розмноження Sorbus aucuparia L. ‘Бурка’ in vitro / О.М. Цимбал // Промышленная ботаника. — 2012. — Вип. 12. — С. 302-307. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. 1728-6204 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/67470 58.085:582.734.3 uk Промышленная ботаника Донецький ботанічний сад НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Интродукция и перспективы использования растений в индустриальном регионе Интродукция и перспективы использования растений в индустриальном регионе
spellingShingle	Интродукция и перспективы использования растений в индустриальном регионе Интродукция и перспективы использования растений в индустриальном регионе Цимбал, О.М. Розмноження Sorbus aucuparia L. ‘Бурка’ in vitro Промышленная ботаника
description	У роботі розглядаються особливості введення експлантів Sorbus aucuparia L. ‘Бурка’ in vitro. Запропоновано оптимальну експозицію стерилізації рослинного матеріалу, а також стерилізатор та його концентрацію. Модифіковано живильні середовища для індукції морфогенезу мікропагонів та підібрано умови для адаптації рослин-регенерантів до нестерильних умов ex vitro.
format	Article
author	Цимбал, О.М.
author_facet	Цимбал, О.М.
author_sort	Цимбал, О.М.
title	Розмноження Sorbus aucuparia L. ‘Бурка’ in vitro
title_short	Розмноження Sorbus aucuparia L. ‘Бурка’ in vitro
title_full	Розмноження Sorbus aucuparia L. ‘Бурка’ in vitro
title_fullStr	Розмноження Sorbus aucuparia L. ‘Бурка’ in vitro
title_full_unstemmed	Розмноження Sorbus aucuparia L. ‘Бурка’ in vitro
title_sort	розмноження sorbus aucuparia l. ‘бурка’ in vitro
publisher	Донецький ботанічний сад НАН України
publishDate	2012
topic_facet	Интродукция и перспективы использования растений в индустриальном регионе
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/67470
citation_txt	Розмноження Sorbus aucuparia L. ‘Бурка’ in vitro / О.М. Цимбал // Промышленная ботаника. — 2012. — Вип. 12. — С. 302-307. — Бібліогр.: 7 назв. — укр.
series	Промышленная ботаника
work_keys_str_mv	AT cimbalom rozmnožennâsorbusaucuparialburkainvitro
first_indexed	2025-07-05T17:30:13Z
last_indexed	2025-07-05T17:30:13Z
_version_	1836828971848695808
fulltext	ISSN 1728-6204 Промышленная ботаника. 2012, вып. 12302 УДК 58.085:582.734.3 О.М. Цимбал РОЗМНОЖЕННЯ SORBUS AUcUPARIA L. ‘БУРКА’ IN VITRO Sorbus aucuparia L. ‘Бурка’, морфогенез, ризогенез, ex vitro Вступ Селекційну роботу з представниками роду Sorbus L. було започатковано І.В. Мічуріним [3]. Як основний об’єкт досліджень він використовував Sorbus aucuparia L., яку схрещував з Aronia melanocarpa (Michx) Ellsot., Sorbus torminalis (L.) Crantz. та представниками родів Pyrus L., Malus Mill., Crataegus L. і Mespilus L. За допомогою віддаленої гібридизації йому вдалося отримати нові сорти горобини, які до теперішнього часу не втратили свого значення та рекомендовані до господарського та селекційного використання [2, 4]. Завдяки роботі І.В. Мічуріна щодо покращення сортименту представників роду Sorbus отримано ряд перспективних сортів цих рослин [7]. До таких сортів належить S. aucuparia L. ‘Бурка’ – мічурінський сорт, виведений у 1918 році при схрещуванні Sorbaronia alpine Schneid. та S. aucuparia. Це дерево заввишки 2,5–3,0 м. Має високу морозостійкість. Листки непарнопір- часті, темно-зелені, слабоопушені [6]. Плоди червонувато-бурі, м’якуш щільний, темнозабарвлений, солодкуватого смаку, дещо терпкий, зі слабко відчутним присмаком горобини. Їх використовують у свіжому та перероблено- му вигляді. Добре зберігаються 3–4 місяці і більше. При своєчасному зборі урожаю плоди містять сухих речовин 22–28 %, цукрів – 6–10 %, кислот – 0,8–1,4 %, дубильних речовин – 0,46–0,55 %, вітаміну С – 0,026 – 0,04%, каротину – 0,005–0,006 %, вітаміну Р – 0,7–0,8 %, вітаміну В9 – 0,003 % [2]. Серед сучасних напрямів у біології одним з пріоритетних визнана біотехнологія. Метод кло- нального мікророзмноження рослин у культурі in vitro – один з головних у сучасній біотехноло- гії. Суть його полягає у здатності рослинних тканин утворювати на поживних середовищах під впливом рістрегулюючих речовин калюс, пагони та рослини [1]. Методи біотехнології передба- чають використання стандартного обладнання та препаратів, проведення досліджень впродовж року незалежно від кліматичних умов, потребують незначних площ. Крім того, рослинні системи in vitro є зручними об’єктами для дослідження процесів клітинної диференціації, морфогенезу (ризогенезу, ембріогенезу), морфології розвитку і регенерації рослин, мікророзмноження цінного матеріалу [5]. Також біотехнологічні методи дають змогу швидко розмножити рослини, збіль- шити їх коефіцієнт розмноження та отримати масовий, морфологічно вирівняний посадковий матеріал [1, 5]. Мета досліджень Оскільки перебіг процесів морфогенезу у S. aucuparia ‘Бурка’ in vitro вивчено недостатньо, метою нашої роботи було опрацювання методик і виконання експериментальних досліджень з мікророзмноження даного представника роду Sorbus. Об’єкт та методи досліджень При виконанні досліджень користувалися рекомендаціями Р.Г. Бутенко [1] та М.Д. Мельни- чук [5]. Процес мікроклонального розмноження включає в себе кілька етапів [5], основними з яких є: ● введення експланта в культуру in vitro; ● мікрозмноження; ● процес укорінення мікропагонів; ● адаптація рослин-регенерантів до умов ex vitro. © О.М. Цимбал ISSN 1728-6204 Промышленная ботаника. 2012, вып. 12 303 Для введення у культуру in vitro використовували мі- кроживці завдовжки 2,5 – 4,0 см з однією брунькою, наріза- ні з маточних рослин, що ростуть на колекційній ділянці у Національному дендропарку «Софіївка» НАН України (рис. 1). Живці нарізали щодекади кожного місяця впродовж ве- гетаційного періоду. Результати досліджень та їх обговорення За результатами досліджень виконаних у 2010–2011 ро- ках визначено оптимальні строки для введення мікроживців in vitro (рис. 2). Перші результати з введення в культуру припадають на третю декаду червня в обох роках досліджень з різницею в 20 %. У 2010 р. у цей період було успішно введено 60 % мікроживців, а в 2011 – 40 %. Починаючи з першої декади липня, відсоток введення в культуру in vitro почав підви- щуватись: у 2010 р. він склав 65 %, а у 2011 р. – 75 %. Най- вищий показник зафіксовано у другій декаді липня: у 2010 р. – 75 %, а у 2011 р. – 80 %. З третьої декади липня до першої декади вересня спостерігається поступове зменшення ефективності вве- дення в культуру мікроживців з майже повним згасанням наприкінці вересня – початку жовтня. Можна припустити і пояснити вищенаведені результати тим, що в умовах in vivo у місяці, на які припадають найвищі показники введення in vitro, рослини S. aucuparia ‘Бурка’ мають висо- ку регенераційну здатність (наприклад, переважну більшість плодових та декоративних культур розмножують окуліруванням у липні – серпні місяцях). Ефективність регенерації рослин в умовах in vitro значною мірою визначається правильним добором оптимальних способів стерилізації рослинного матеріалу [5]. При виборі стерилізуючої речовини виходили з доцільності використання найбільш доступних, ефективних речовин з ура- хуванням перспективи масового використання їх на основі біотехнологічних прийомів. Рис. 1. Мікроживець Sorbus aucuparia ‘Бурка’ in vitro Рис. 2. Ефективність введення мікроживців Sorbus aucuparia ‘Бурка’ у культуру in vitro у різні періоди вегетаційного сезону місяці, декади ISSN 1728-6204 Промышленная ботаника. 2012, вып. 12304 У варіанті з нітратом срібла також найкращі показники спостерігали при експозиції 5 хв. – 20,62 % та 14,37 % відповідно. Нижчі показники при експозиції 7 хв. – 18,00 % та 13,34 % відпо- відно. При експозиції 3 хв. цей реагент виявився неефективним. У контролі позитивних резуль- татів стерилізації та введення в культуру не отримано. Для культивування експлантів S. aucuparia ‘Бурка’ віддали перевагу живильному середови- щу Мурасіге і Скуга (МС), оскільки, за літературними даними [1, 5], воно містить збалансовану кількість макро- та мікроелементів, що сприяє росту ізольованих тканин багатьох видів рослин. У процесі культивування експлантів спостерігали за впливом компонентів живильного середови- ща на етапи морфогенезу. Для припинення апікального домінування додавали до живильного середовища речовини цитокінінового типу дії – 6-бензиламінопурин (БАП), що індукує розвиток численних пазушних пагонів. Отримані таким чином пагони відділяли від первинного експланту і знову самостійно культивували на приготованому новому середовищі. При концентрації 2мг/л цитокініну у середовищі, спостерігали процес найбільшої активації пазушних меристем, що в свою чергу призводить до збільшення кількості пагонів. У варіанті з такою концентрацією БАП кількісна перевага з пагоноутворення була беззаперечна, але мікропагони, що утворилися при культивуванні на даному середовищі, характеризувалися незначними показниками висоти та товщини стебла і для подальшої індукції ризогенезу були непридатні. Тому при подальшому культивуванні отримані пагони пересаджували на середови- ща, у яких зменшували концентрацію цитокініну від 1,0 до 0,5 мг/л, що спричинювало змен- шення коефіцієнту розмноження, але стимулювало апікальний ріст пагонів, які в подальшому використовували для індукції ризогенезу (рис. 3). В усіх інших варіантах середовищ із меншою концентрацією БАП множинне пагоноутворення також спостерігали, хоча і у меншій кількості. Таблиця 1. Залежність ефективності стерилізації та введення in vitro мікроживців S. aucuparia ‘Бурка’ від стерилізатора та експозиції Стерилізатор, концентрація Експозиція, хв. Стерильні мікроживці, % Життєздатні мікроживці, % Дихлорид ртуті (HgCl2), 0,1% 3 17,55 18,22 5 44,66 35,23 7 25,00 20,35 Нітрат срібла (AgNO3), 1,0% 3 0 0 5 20,62 14,37 7 18,00 13,34 Мильний розчин (контроль) 3 0 0 5 0 0 7 0 0 Було випробувано три варіанти стерилізації залежно від експозиції (3, 5 та 7 хв.). Як стерилі- зуючі реагенти використовували 0,1%-й водний розчин дихлориду ртуті (HgCl2); 1,0%-й водний розчин нітрату срібла (AgNO3) та мильний розчин, що слугував контролем (табл. 1). У варіанті з розчином дихлориду ртуті найбільші відсотки щодо обох показників – ефектив- ності стерилізації та ефективності введення в культуру зафіксовано при експозиції 5 хв. Ефек- тивність стерилізації склала 44,66 %, а ефективність введення в культуру – 35,23 %. Дещо менші показники відмічено при експозиції 7 хв. – ефективність стерилізації склала 25,00 %, а ефектив- ність введення в культуру – 20,35 %. Менш ефективною виявилася експозиція 3 хв., ефективність стерилізації була 17,55 % а ефективність введення в культуру – 18,22 %. ISSN 1728-6204 Промышленная ботаника. 2012, вып. 12 305 Особливої уваги потребує процес ризогенезу. Укорінення пагонів S. aucuparia ‘Бурка’ in vitro залежало від розміру пагона, кількості проведених пасажів та концентрації ауксину у живильно- му середовищі. Для отримання повністю сформованих рослин-регенерантів зі складу живильно- го середовища виключали БАП, що гальмує процеси ризогенезу, і додавали ауксини, в основному індолілмасляну кислоту (ІМК), індолілоцтову кислоту (ІОК) та нафтилоцтову кислоту (НОК). Контролем слугувало середовище без ауксинів. З’ясовано, що оптимальні концентрації аукси- нів у складі живильного середовища, за яких відбувалися процеси ризогенезу, були наступними: ІМК в межах 0,3–0,5 мг/л, ІОК – 0,1–0,5мг/л та НОК – 0,9–1 мг/л (рис. 4). За результатами досліджень, сумісне введення у живильне середовище ауксинів ІОК та НОК набагато підвищує показник укорінення пагонів S. aucuparia ‘Бурка’. Було відмічено, що при додаванні до живильного середовища ІОК у концентрації 0,1 мг/л, у базальній частині пагонів відбувалося інтенсивне калюсоутворення, чого не спостерігалося у варіантах середовищ з іншими ауксинами та їх концентраціями. Ризогенез спостерігався, але слабший і такі рослини-регенеранти виявлялися менш стійкими до нестерильних умов ex vitro. З’ясовано, що найбільший показник ризогенезу спостерігали на середовищі з додаванням ІМК у концентрації 0,5 мг/л – 82,5 % (рис. 5). Дещо меншими були отримані дані на середовищі з ауксином НОК 0,9 мг/л – 62,5 % та на середовищі з поєднанням ІОК 0,5мг/л та НОК 1,0 мг/л – 67,5 %. Наймеш ефективним виявилося середовище з додаванням ІОК з концентрацією 0,1 мг/л – 27,5 %. У варіанті без ауксинів (контроль) ризогенез не спостерігався. В усіх досліджуваних варіантах живильних середовищ для індукції ризогенезу, коренеутво- рення спостерігали на 25–30 добу. Кількість коренів коливалася у межах від 1 до 22 шт., а їхня довжина складала від 0,5 до 13 см. Адаптація до умов ex vitro – це досить складний та стресовий етап для рослин-регенерантів після умов in vitro як морфологічно, так і фізіологічно [5]. Під час адаптації рослин до нових для них умов гине значна кількість регенерантів, тому актуальним є пошук шляхів, які б сприяли підвищенню кількості нормально адаптованих рослин до нестерильних умов. У дослідженнях вивчали два варіанти адаптації рослин-регенерантів до умов ex vitro: ● в умовах адаптаційної кімнати лабораторії мікроклонального розмноження; ● в умовах полікарбонатної теплиці з установкою штучного туману. В умовах адаптаційної кімнати коріння рослин відмивали від залишків середовища у слабко- му розчині перманганату калію та висаджували у торф’яні таблетки «Jiffi» (рис. 6). Рис. 3. Пагони Sorbus aucuparia ‘Бурка’, придатні для укорінення Рис. 4. Укорінені рослини-регенеранти Sorbus aucuparia ‘Бурка’ ISSN 1728-6204 Промышленная ботаника. 2012, вып. 12306 При адаптації у полікарбонатній теплиці кореневу систему рослин-регенерантів також про- мивали розчином перманганату калію та висаджували у гряди з субстратом, що складався з річ- кового піску, торфу та перліту, взятих у рівних частинах. Для підтримки необхідного режиму вологості у середовищі адаптації використовували установку штучного туману, яка автоматич- но через певний проміжок часу створює переривчасте дрібнодисперсне розпилення води над рослинами-регенерантами. Такі умови запобігають загибелі рослин, оскільки дрібнодисперсне зрошення відбувається часто, в результаті чого повітря насичується вологою. Листки і самі рос- лини покриваються плівкою води, яка запобігає їх перегріванню, а також відбувається рівномірне зволоження субстрату. Вологість субстрату у теплиці складала 25–65 %, а повітря 85–100 %. За результатами наших досліджень найвищий показник адаптованих рослин спостерігався в умовах полікарбонатної теплиці з установкою штучного туману – 80 %. Рослини швидко наро- щували вегетативну масу і до кінця вегетації висота деяких представників сягала 40 см (рис. 7). Рис. 5. Укорінення пагонів Sorbus aucuparia ‘Бурка’ in vitro залежно від типу ауксину та його концентрації Рис. 6. Рослини-регенеранти Sorbus aucuparia ‘Бурка’ у таблетках «Jiffi» в умовах адаптаційної кімнати Рис. 7. Рослини-регенеранти Sorbus aucuparia ‘Бурка’ в умовах полікарбонатної теплиці з установкою штучного туману Далі таблетки з рослинами поміщали до скляного боксу з підвищеною вологістю повітря. У подальшому догляд за рослинами складався з періодичного поливу таблеток теплою проточ- ною водою. Коли рослини у таблетках почали збільшувати вегетативну масу, їх пересаджували у горщечки з сумішшю лісової землі, торфу та піску (2:1:1). ISSN 1728-6204 Промышленная ботаника. 2012, вып. 12 307 В умовах адаптаційної кімнати показник адаптації у рослин-регенерантів виявився на 50% менший порівняно з тепличними. Більшість рослин після висадки у торф’яні таблетки «Jiffi» від- ставали у рості, вегетативну масу нарощували слабко і приріст давали не більше 2,5 см. Більша частина регенерантів загинула. Висновки Таким чином, з вищенаведених даних можна зробити наступні висновки: для введення in vitro мікроживці S. aucuparia ‘Бурка’ слід нарізати з третьої декади травня та протягом червня місяця; як стерилізатор застосовувати 0,1%-й розчин дихлориду ртуті за експозиції 5 хв.; для мікророзмноження використовувати живильне середовище Мурасіге-Скуга з додаванням 6-БАП у концентрації 2 мг/л; для отримання мікропагонів задовільної довжини продовжувати їх культи- вування на середовищах із меншою концентрацією 6-БАП – 1,0–0,5 мг/л; для індукції ризогенезу використовувати середовище з додаванням ауксину ІМК у концентрації 0,5 мг/л; адаптацію рослин- регенерантів до нестерильних умов ex vitro проводити у теплиці з установкою штучного туману. 1. Бутенко Р.Г. Биология клеток высших растений in vitro и биотехнологии на их основе / Р.Г. Бутенко. – М.: ФБК-ПРЕСС, 1999. – 160 с. 2. Курьянов М.А. Новые сорта рябины селекции И.В. Мичурина / М.А. Курьянов // Бюл. Центр. ген. лаб. – 1968. – Вып. 15. – С. 12–16. 3. Курьянов М.А. Рябина садовая / М.А. Курьянов. – М.: Агропромиздат, 1986. – 78 с. 4. Меженський В.М. Склад і використання нетрадиційних плодових культур. Горобина (Sorbus L.) та її міжродові гібриди / В.М. Меженський // Генетичні ресурси рослин. – 2005. – № 2. – С. 135–142. 5. Мельничук М.Д. Біотехнологія рослин / М.Д. Мельничук, Т.В. Новак, В.А. Кунах. – К.: Поліграф Консалтинг, 2003. – 520 с. 6. Поплавская Т.К. Генофонд рябины и перспективы его использования в отдаленной гибридизации / Т.К. Поплавская // Бюллетень научн. информации ЦГЛ им. И.В. Мичурина. – Мичуринск. – 1995. – С. 34 – 42. 7. Поплавская Т.К. Селекция и внедрение новых сортов рябины в садоводство России / Т.К. Поплавская. – Пермь: Пермское кн. изд-во, 2006. – 152 с. Національний дендрологічний парк «Софіївка» НАН України Надійшла 04.04.2012 УДК 58.085:581.14 РОЗМНОЖЕННЯ SORBUS AUCUPARIA L. ‘БУРКА’ IN VITRO О.М. Цимбал Національний дендрологічний парк «Софіївка» НАН України У роботі розглядаються особливості введення експлантів Sorbus aucuparia L. ‘Бурка’ in vitro. Запропонова- но оптимальну експозицію стерилізації рослинного матеріалу, а також стерилізатор та його концентрацію. Модифіковано живильні середовища для індукції морфогенезу мікропагонів та підібрано умови для адап- тації рослин-регенерантів до нестерильних умов ex vitro. UDC 58.085:581.14 REPRODUCTION OF SORBUS AUCUPARIA L. ‘BURKA’ IN VITRO O.M. Tsymbal National Dendrological Park «Sofiivka» of the National Academy of Sciences of Ukraine This paper addresses the features of introduction of Sorbus aucuparia L. ‘Burka’ explants in vitro. The optimum exposure of plant material sterilization, as well as the sterilizer and its concentration has been proposed. Nutrient media for the microshoots morphogenesis induction have been modified, and conditions of regenerated plants adaptation to the non-sterile conditions ex vitro have been defined.

Розмноження Sorbus aucuparia L. ‘Бурка’ in vitro

Репозитарії

Схожі ресурси