Оздоровление посадочного материала

 

Вирусные болезни сельскохозяйственных растений приводят к большим потерям урожая и к выпадению ценных сортов. Для оздоровления посадочного материала применяются методы термотерапии и химиотерапии. В последнее время для этой цели рекомендуется использовать метод культуры меристемы стебля растений (Бутенко, 1971).

Как правило, меристема состоит из конуса нарастания, а также одного или двух листовых зачатков и является свободной от инфекции (Калашникова, Родин, 2001). Зона, свободная от вирусов, зависит от вида и сорта растения, вида вируса.

Трудность использования меристемы стебля для получения свободных от вирусов растений заключается в том, что верхушка стебля величиной 0,5 мм (500 мк) и больше легко укореняется и превращается в целое растение, но не всегда бывает свободной от всех вирусов, а кусочки в 100-200 мк трудно укоренить и подобрать для них нужную питательную среду.

Получение здоровых растений в культуре ткани полезно сочетать с другими методами оздоровления растений, то есть с термо - и хемотерапией. В последнее время ученые зачастую комбинируют эти способы.

При хемотерапии ингибиторы размножения вирусов добавляют в состав питательной среды или вводят их в растение. При использовании вирозола (противовирусного препарата широкого спектра действия) количество безвирусных меристемных растений увеличивалось до 80-100 % при 0-41 % в контроле. Положительные результаты хемотерапии были получены для сливы, черешни, малины и др.

При термотерапии пробирки с меристемой помещают в освещенное место, где в течение первой недели повышают температуру от 25 до 37 °С путем ежедневного ее увеличения на 2 °С. Продолжительность термотерапии зависит от состава вирусов и их термостойкости. Существуют растения (луковичные, розы и др.), рост которых угнетается в результате длительной термотерапии.

Кроме положительного действия термотерапии на освобождение растений от вирусов, выявлено увеличение коэффициентов размножения на 50-60 %, повышение адаптации пробирочных растений-регенерантов к почвенным условиям.

Через 20-30 дней в некоторых пробирках из меристемы вырастает побег. Побег длиной 3-4 см режут на фрагменты в 0,5-1,0 см; каждый из них должен иметь листочек и пазушную почку и пересаживают на питательную среду того же состава для укоренения.

Часто вызывает трудности перенос образовавших корни растений в почву. Для успешного решения этой проблемы часто применяются прививки полученных стеблевых побегов на близкие виды растений. При этом желательно в качестве подвоя использовать растение, которое может служить индикатором для обнаружения вирусных частиц в привое. В институте физиологии растений им. Тимирязева в Москве для оздоровления цитрусовых растений от вирусных и микоплазменных заболеваний применяется метод микропрививок в культуре in vitro. В качестве подвоя используются двухнедельные сеянцы трифолиаты. У них отрезают верхнюю часть побега, оставляя 1-1,5 см надсемядольного колена; укорачивают корни до 4-6 см; удаляют семядольные листья и пазушные почки. После этого в верхней части сеянца делают перевернутый Т-образный разрез вниз по стеблю (1 мм ´ 1 мм). В качестве привоя используют изолированные верхушки побегов тепличных растений лимона и апельсина и др. Части побегов размером 0,14 - 0,18 мм помещали под кору разреза корневого подвоя так, чтобы они основанием соприкасались с камбием подвоя. Привитые растения выращивают на жидкой питательной среде. Через две недели образуются первые листья. Через месяц формируется не менее двух листьев, и растения пересаживают в почву. Процент живых составляет более 90 (Шенгелия, Бутенко, 1983).

В.Р. Розенберг (1983) из Эстонского НИИ земледелия и мелиорации указал факторы, влияющие на регенерацию растений из меристем (на примере картофеля):

1. Срок вычленения меристем (для картофеля - 3 декада апреля и 1 декада мая);

2. Сортовые особенности (в зависимости от сорта картофеля регенерируют растения из 13,3 до 94,7% меристем);

3. Размер меристем;

4. Питательная среда. Подбор питательных сред для выращивания из меристем растений требует специальной разработки. Для разных видов растений необходимо подбирать подходящие к ним составы питательных сред, которые могут отличаться как содержанием минеральных солей, так и набором и концентрацией физиологически активных веществ. Так, для меристем георгинов требуется внесение в среду комплекса витаминов группы В, для меристем орхидеи добавляют мочевину (500 мг/л) и сок ананасов (170 мл/л) и т.д. В.Г. Борисенок (1983) из Белорусского НИИ картофелеводства и плодоовощеводства в качестве оптимальной среды для меристем картофеля предлагает среду Мурасиге и Скуга с добавлением ИМК (0,1 мг/л), гибберелина (0,2), кинетина (1,0) и гидролизата казеина (100) в качестве стимуляторов роста. При этом выживаемость растений составляет 79 %, выход - 42,6 %.

В последнее время пытаются извлекать меристемы не только из кончика стебля, но и из других частей растений. При сравнении различных методов оздоровления растений О.П. Пузанковым (1983) выявлено, что при вычленении меристем из пазушных почек получен наиболее высокий выход здоровых растений (36 %) и более высокая приживаемость меристем. При вычленении меристем из этиолированных ростков выход безвирусных растений составляет 23,2 %. Применение метода каллусных культур позволяет получить 7,4 % растений, свободных от вируса. Меристема кончика корня также свободна от вирусных частиц, но из нее обычно невозможно получить целого растения. В литературе описано всего два случая, когда удалось наблюдать возникновение стеблевой почки и регенерацию целого растения из корневой ткани.

Метод культуры меристемы находит все более широкое применение для оздоровления посадочного материала. Наиболее широко он применяется для оздоровления картофеля. В настоящее время работа по оздоровлению посадочного материала ведется во многих научных учреждениях страны, однако ее масштабы пока не отвечают запросам практики. Во Франции метод культуры меристемы нашел широкое распространение в хозяйствах, где оздоравливают декоративные растения - гвоздики, орхидеи.

В Латвийском университете у 109 сортов хризантем проводили термотерапию при температуре 37±1 °С. Затем девять термически обработанных сортов хризантем размножили меристемным методом. (Шилин, 1983). В Московском НИИ садоводства оздоравливали 3 сорта малины (Латам, Карнавал и Оттава), при этом с отросших при повышенных температурах (35 °С) в течение 40-120 дней побегов срезали верхушки длиной 1-2 мм и выращивали в пробирке на среде Мореля с добавлением ИМК (0,05 мг/л). При этом с оздоровленных растений урожай был выше на 20 %.

К сожалению, не все виды растений способны к регенерации меристем. Тюльпаны, например, размножать кусочками меристемы пока не удавалось (Бутенко, 1971).

Здоровые растения, полученные в культуре ткани, размножают на участках, где обеспечена защита от вирусов.

 

Контрольные вопросы:

 

1. Использование метода культуры ткани для оздоровления посадочного материала.

2. Совместное применение оздоровления in vitro с хемо- и термотерапией.

3. Факторы, влияющие на успех оздоровления посадочного материала

4. Способы выращивания оздоровленных растений.