Способ адаптации растений к нестерильным условиям

 

Использование: биотехнология, в частности при микроклональном размножении 2 растений. Сущность изобретения: спосб включает отбор растений-регенерантов, полученных в культуре ткани, причем отбирают растения, имеющие 3-5 листьев и не менее 2-3 корнец длиной 1,5-3 см. После этого растения-регенераты обрабатывают последовательно 1%-ным раствором марганцевокислого калия в течение 3-5 мин и раствором индолилуксусной кислоты в концентрации 10-15 мг/л, затем растения высаживают в субстрат в торфоперегнойные горшочки и помещают в контролируемые условия при освещенности 8-10 тыс.млк и 16-часовом фотопериоде, покрывают прозрачным материалом, который снимают через 7-10 дней, 6 табл. СП с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 А 01 Н 4/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4777300/13 (22) 03.01.90 (46) 30,01,93. Бюл, N 4 (71) Научно-производственное объединение

"Виноград" (72) Н.Н.Дорошенко, И.А,Кострикин и В,Г.Ячменева (73) Научно-производственное объединение

"Вийоград" (56) Гузун Н,И. Литвак А.И, и др. Микроклонирование винограда. В кн„Культура клеток растений и биотехнология, Кишинев, 1983, с.117 — 118. (54) СПОСОБ АДАПТАЦИИ РАСТЕНИЙ К

НЕСТЕРИЛЬНЫМ УСЛОВИЯМ (57) Использование: биотехнология, в частности при микроклональном размножении

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам размножения растений. Изобретение может быть использовано в виноградарстве для ускоренного размножения и оздоровления перспективных сортов винограда, в исследованиях по физиологии винограда. Служит охране окружающей среды.

Известен способ адаптации растений, размноженных в культуре ткани, к нестерильным условиям, в котором адаптация проходит в два этапа. Сначала укорененные пробирочные растения пересаживают на жидкую питательную среду. Затем через неделю растения пересаживают в автоклавированную почвенную смесь и накрывают стеклянными сосудами. После снятия покрытия растения высаживают в теплицу для продолжения адаптации.

„„Я2„„1792269 АЗ растений, Сущность изобретения: спосб включает отбор растений-регенерантов, полученных в культуре ткани, причем отбирают растения, имеющие 3-5 листьев и не менее 2-3 корнец длиной 1,5-3 см, После этого растения-регенеранты обрабатывают последовательно 1%-ным раствором марганцевокислого калия в течение 3-5 мин и раствором индолилуксусной кислоты в концентрации 10-15 мг/л, затем растения высаживают в субстрат в торфоперегнойные горшочки и помещают в контролируемые условия при освещенности 8-10 тыс.млк и

16-часовом фотопериоде, покрывают прозрачным материалом, который снимают через 7-10 дней, 6 табл.

Недостатком данного способа являются значительные трудовые затраты, а также использование дорогостоящей питательной среды.

Известен способ адаптации растений, размноженных в культуре ткани, к условиям открытого грунта, когда для этой цели используют пленочные теплицы, в которых создают специально контролируемые условия с высокой относительной влажностью воздуха и притенением от прямых солнечных лучей на большой площади теплиц.

Недостатком такого способа является то, что он дорогостоящий и сложный, Известен способ адаптации растений, размноженных в культуре ткани, к нестерильным условиям, включающий отбор растений-регенерантов, подготовку субстрата, высадку растений-регенерантов в субстрат, 3

1792269

Адаптацию растений сначала проводят в за- i

55 покрытие их прозрачным пластиковым материалом и содержание в контролируемых условиях внешней среды с последующим снятием покрытия, Недостатками этого способа являются недостаточно высокие качество и выход саженцев.

Целью изобретения является улучшение качества и .повышение выхода саженцев.

Это достигается." тем, что в способе адаптации растений, размноженных в культуре ткани, к нестерильным условиям, включающим отбор растений-регенерантов, подготовку субстрата, высадку растений-регенерантов в субстрат, покрытие их прозрачным пластиковым материалом и содержание в контролируемых условиях внешней среды с последующим снятием покрытия согласно изобретению, отбирают растения-регенеранты, имеющие 3-5 листьев. не менее 2-3 корней длиной 1,5-3 см, которые последовательно обрабатывают

1%-ным раствором марганцевокислого калия, а затем в течение 3 — 5 минут индолилуксусной кислотой в концентрации 10-15 мг/л, после чего их высаживают в субстрат в торфоперегнойный горшочек, затем растения содержат в контролируемых условиях при освещенности 8-10 тыс,лк и 16-часовом фотопериоде, а снимают покрытие через 7-10 дней.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показал, что новым в заявляемом способе является то, что адаптацию проводят одноэтапно. Растения из пробирок для адаптации их к нестерильным условиям высаживают в торфоперегнойные горшочки с субстратом — торф:почва;песок, адаптацию растений проводят в индивидуальных камерах, причем к пересадке растений из пробирок приступают при наличии

3-5, а не 4-10 листьев, что сокращает подготовку растений к адаптации на 20 — 30 дней. Новизна заключается также в обработке растений после извлечения их из пробирок и перед посадкой в торфоперегнойные горшочки 1%-ным раствором марганцевокислого калия и раствором индолилуксусной кислоты (ИУК) в концентрации 10-15 мг/л в течение 3 — 5 минут, крытых индивидуальных камерах из прозрачного пластикового материала в торфоперегнойных горшочках в течение 710 дней, а затем 15 — 20 дней в торфоперегнойных горшочках без покрытия. После того, как растения полностью прошли адаптацию, их пересаживают в теплицу, При проведении поиска по патентной и научно30

50 технической литературе был обнаружен способ выращивания растений в торфоперегнойных горшочках, Однако в известном способе растения высаживают в торфопе- . регнойный горшочек не в целях предварительной адаптации (промежуточное звено) перед окончательной посадкой в грунт, а для непосредственного произрастания в торфоперегнойном горшочке, как в грунте, что является существенным отличием.

Предложенный способ отличается тем, что направлен на повышение устойчивости растений к стрессовым факторам при переносе их из пробирок в нестерильные условия. Первый стрессор — возможность . инфицирования. Для избежания этого проводят обработку растений 1%-ным раствором марганцевокислого калия. Пакеты также обрабатываются этим раствором.

Предварительно просеянный и увлажненный субстрат позволяет избежать повреждения нежной корневой системы. А обработка раствором индолилуксусной кислоты способствует закладке новых корневых зачатков. При посадке растения в торфяной горшочек происходит прикрепление корней и растений к субстрату, обеспечивающее устойчивость растений, сохраняющуюся до получения стандартного саженца, что облегчает транспортировку к месту высадки, полностью исключает повреждение корневой системы. Также предотвращается остановка роста растений после пересадки. Кроме того, при возможном прорастании корней из среды субстрата они попадают также в питательную среду торфоперегнойного горшочка, где будут дополнительно получать необходимые для роста и развития вещества, В известном способе рост корневой системы растений ограничен полиэтиленовым пакетом и поэтому возможно ее угнетение. Устойчивая корневая система саженцев способствует улучшению качества растений, соответственно увеличивается и выход готовой продукции, т,е. осуществляется поставленная цель. Применение торфоперегнойных горшочков после извлечения их из пластиковых камер благодаря их пористости обеспечивает доступ кислорода к адаптивным корням, который необходим при корнеобразовании и росте корней, так как при этом расходуется значительное количество энергии, выделяющейся при их дыхании, Существенным является также улучшение воздушно-газового режима в связи с тем, что первые десять дней растения находятся в закрытых индивидуальных камерах, а затем в открытых торфоперегнойных гор шочках. Благодаря движению воздушных

1792269 масс в помещении, растения имеют возможность извлекать из атмосферы необходимый им углекислый газ, что приводит к усилению фотосинтеза и улучшению развития растений, Создаваемая освещенность в

8 — 10 тыс. лк и 16-ти часовом фотопериоде способствует улучшению корнеобраэования, фотосинтеза, регуляции устьичной проводимости. Интенсивное воздействие света является пусковым эффектом для выработки эндогенных ауксинов, которые обеспечивают оптимальное соотношение и развитие надземной части и корневой системы растения. Растения лучше адаптируются при высокой освещенности, при этом фотосинтетический аппарат становится высокоактивным и предохраняется от преждевременного старения за счет активного синтеза на свету цитокининов, что сказывается на биологическом и хозяйственном урожае растений, Суть изобретения будет понятна из нижеследующего описания примера конкретного осуществления способа;

Способ осуществляют следующим образом.

Отбирают клонально-размноженные пробирочные растения винограда. Расте. ния должны иметь 3 — 5 листьев, не менее 2-3 корней длиной не менее 1,5 — 3 см. растения с большим числом листьев хуже переносят адайтацию к йестерильным условиям, приживаемость растений снижается.

Затем приготавливают и стерилизуют субстрат. Торф, песок, почву просеивают через сито диаметром 5 мм, берут в равных частях по объему (1;1:1), тщательно перемешивают и помещают в эмалированные подносы. Подготовленные субстраты и пустые торфоперегнойные горшочки устайавливают в котле стерилизатора ГК вЂ” 100 — 3 и проводят стерилизацию в течение 15-20 мин при давлении 0.,1-0,15 мПА и температуре 115120 С. По окончании стерилизации и после того, как субстрат остынет, его помещают в торфопенегнойные горшочки и заливают

1 Д-ным раствором"марганцевокислого калия на 30 — 40 минут, чтобы почва -хорошо пропйталась. По истечении этого времении почва к.работе готова.

Заранее из полиэтиленовой пленки приготавливают пакеты шириной 18-20 см и длиной 40-45 см, Перед посадкой их моют в дистиллированной воде с добавлением марганца. Когда все приготовлено, приступают к пересадке растений. Растения извлекают из пробирки при помощи пинцета, отмывают от агар-агара и помещают в ванночку с предварительно подготовленным

1 -ным раствором марганцевокислого калия, а затем на 3-5 минут в ванночку с раствором индолилуксусной кислоты (ИУК) в концентрацйи 10-15 мг/л.

Из ванночки растения переносят в торфоперегнойный горшочек, где в субстрате другим пинцетом сделано углубление, расплавляют их, засыпают и слегка придавливают, чтобы растение приняло вертикальное положение. Затем на

10 торфоперегнойный горшочек с растением надевают пакет, выполненный из пластикового материала (индивидуальную камеру), который снизу соединяют скрепкой. Высаженные растения помещают в деревянный ящик, куда помещают этикетку и ставят для дальнейшего выращивания на стеллажи ус15 коренного выращивания растений (СУВР).

На СУВРе растения находятся при температуре 25-27 С, освещенности 8-10 тыс,лк, 20 световом периоде 16 часов. Через 7 дней пакеты снимают, растения поливают водопроводной отстоянной водой с добавленидействуют искусственным светом, ультрафиолетовое излучение которого беспрепятственно воздействует на открытые растения. Ввиду воздействия света создается комфортная температура окружа30 ющей среды, происходят значительные ростовые процессы.

Через неделю растения подкармливают раствором минеральных элементов

В.А,Чеснокова. Адаптацию растений на

СУВРе производят в течение 22-30 дней, а затем растения в торфоперегнойном гор35 шочке высаживают в пленочную теплицу с частично контролируемыми условиями

40 полив по бороздам, проветривание путем открытия дверей, затенение путем забеливания пленки известью.

Установлены оптимальные сроки высадки растений в пленочную теплицу — ко45 нец мая-средина июня,. допустимые— первая декада мая-последняя декада июня, В теплице не строят специальных гряд с питательной смесью. Предварительно поверхность участка тщательно выравнивают грейдером или бульдозером, осенью подни50 мают плантаж на глубину 45 — 50 см с последующей тщательной культивацией. В пленочной теплице шириной 3,5 м подготов- ленную для посадки площадь разбивают с помощью шпагата на пять равных рядов.

Расстояние в ряду между саженцами составляет 10 см, Одновременно в теплице высаживают 1500 — 2000 саженцев. Посадку проводят два человека, Лопатой выкапывают посадочную ямку размером 25х25 см. ем (до 1%-го раствора) марганцевокислого

25 калия, На. растения, по-прежнему, воз1792269

Торфоперегнойный горшочек осторожно ус- становятся устойчивыми, что немаловажно. танавливают на дно посадочной ямы. при- В это же время под пленкой количество угсыпают почвой до верхней части горшочка лекислогогаза реэкоограничено. Ввидуэтои поливают, Возле растений устанавливают го устьичные щели стебля открыты слабо и колышек, к которомуего привязывают. 5 эта часть растения развивается медленнее, Дальнейший уход за растениями, вклю- более заторможенно. На этом этапе пйтачающий частые поливы и рыхление, внесе- . тельнйе вещества"субстрата используются ние минеральных удобрений, борьбу с . в большей мере корнями. При адаптации болезнями и вредителями, .подвязку побе- недопуСтимо снятие полиэтиленового пакегов осуществляют по известной технологии, 10 та:раньше 7 дней или позже 10 дней. Если

: Саженцы, высаженные в два крайних пакетснят раньше, что растение не адапти-. ряда(200 шт), не выкапыаают, ос гавляя их руется полйостью к снижению влажности на постоянном месте для создания маточни- воздуха, т.к. влага будет усиленно испарять-;:: ка, Саженцы, высаженные в три средние сяиэсубстрата, Еслиснятьпозже,растение ряда, выкапывают, закладывают на хране- 15 будет угнетаться от недостатка влаги, котоние и на следующий год используют. для рая будет уже использована, и от отсутствия закладки виноградных насаждений. углекислого газа, необходимого для фотоВ ходе осуществления предложенного . синтеза, При снятии пакета в положенный способа адаптации к нестерильнымуслови- срок устьичные щели стебля открываются ям в растении происходят следующие физи- 20 шире, обилие углекислого газа в воздухе и ологические процессы, ... .: ..:.. проницацаемость торфоперегнойных горПри переносе растений, размноженных.. шочков стимулируют фотосинтез, тем сав культуре ткани (in vitro). в нестерильные мым вызывая активнЫй рост теперь уже условия они испытывают стрессовые peax-.. надземной части растения. ции, направленные на защиту клеточных 25 После того,.как снимают пакет открытое структур и устранение неблагоприятных из- растейие подвергается "интенсйвному возменений в клетках. То есть наблюдается яв- действию света, который является пусколение адаптационного синдрома.. вым эффектом:для выработки эндогенных .Процесс адаптации растения направ- ауксинов. обеспечивающих оптимальное лен на то, чтобы избежать водный стресс .30 соотношение и развитие надземной части и при переносе растения из пробирки с пита -:.: корневой системы растения. тельной средой (со 100Д-ной влажностью):: Из таблицы видно, что предложенный во влажный субстрат, также для сохранения способ адаптации повышает выход готовых стерильности посадочного материала и для . саженцев, что способствует снижению их улучшения дальнейшего развития и роста 35 себестоимости",Кроме этого улучшается каокрепших (при адаптации) и здоровых са- чество саженцев, а именно: вызревание поженцев.:: ..: бегов, увеличивается количество корней, . При неблагоприятных уСловиях в расте- улучшается их качество. То есть получаются ниях резко возрастает выработка этилена ..саженцы сболеевысокими биологически)чи и абсцизовой кислоты (АБК), снижающих 40 свойствами, с высокоактйвным и надежным обмен веществ, тормозящие ростовые про- фотосийтетическим аппаратом ; что в конечцессы, способствующие переходу расти- . ном счете может благоприятно сказываться тельного организма в состояние-покоя. на развитии растений, выращенных из нйх;

Одновременно в тканях снижается содер- и биологическом- и хозяйственйом урожае жание ауксина, цитокинина и гибберелли- 45 винограда. нов. При проведении адаптации важную роль играет процесс корнеобразования. В . Ф о р м у л а изобретен и я . предложенномспособе.напервомэтайесо- Способ адаптации растений к несте-: здают условия для преимуществейного рос- рильным условиям, включающий отбор раста корневой системы при замедленном 50 тений-регенерантов, полученных в культуре росте надземной части растения. Этому ткани, подготовку субстрата, высадку расте-. способствует предварительная обработка ний-регенерантов всубстрат, покрытиепроиндолилуксусной кислотой, а также то, что зрачным материалом и содержание в растения находятся под пленкой в торфопе- койтролируемых условиях с последующим регнойном горшочке с увлажненным суб- 55 снятиемпокрытия.отличающий с я тем, стратом, в котором размещаются корни, что, с целью улучшения качества и повышенаходящиесятакже, каки в пробирке, в ком- ния вйхода саженцев, отбирают растенияфортной среде на СУВРе при температуре, регенеранты, имеющие 3-5 листьев и не способствующей корнеобразованию. Таким менее 2-3 корней длиной 1,5-3 см, образом, растения вначале окореняются, отобранные растения обрабатывают после10

1792269

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Влияние первоначальных параметров растейий на дальнейший рост и развитие саженцев Агата донского

9 довательно 1 -ным раствором калия мар- ганцевокислого в течение 3-5 мин и раствором индолилуксуСной кислоты в концентрации 10 — 15 мг/л, высадку растений-регенерантов в субстрат осуществляют 5 в торфоперегнойные горшочки, при содержании в контролируемых условиях обеспечивают освещенность 8 — 10 тыс.лк при шестнадцатичасовом фотойериоде, à покрытие снимают через 7-10 дней.

1792269

Таблица 4

Таблица 5

Влияние сроков нахождения растений в закрытой камере на показатели качества растений

Таблица 6

Технико-зкономические преимущества предложенного технического решения задачи по сравнению с.прототипом — способом адаптации растений, размноженных в культуре ткани, к нестериальным условиям (Гузун Н,И., Литвак А.И. и др. Микроклонирование винограда. В сб.: Культура клеток растений и биотехнология / под ред, Бутенко P.Ã. 1983, с. 117-118) 14

1792269

Продолжение табл.6

Составитель Л.Федорова

Техред М.Моргентал Корректор А.Мотыль

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина. 101

Заказ 162 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5