Питательная среда для размножения ягодных и плодовых культур

 

Использование: сельское хозяйство и биотехнология. Сущность изобретения: питательная среда содержит макро- и микроэлементы, регуляторы роста и другие добавки, причем дополнительно она содержит кальций азотнокислый 100-800 мг/л среды и сиреневую кислоту 0,5-10,0 мг/л при указанном соотношении всех компонентов. 6 табл.

Изобретение относится к области биотехнологии и может быть использовано в процессе микроразмножения различных культур.

Известны питательные среды различного минерального и органического состава, предназначенные для культивирования ягодных и плодовых растений [1] Вместе с тем известно, что для каждого вида и сорта исходя из их биологических требований необходимо подбирать определенный состав питательной среды [2] В связи с этим наибольшую практическую ценность представляют питательные среды, характеризующиеся относительной универсальностью и дающие хорошие результаты для разных видов и сортов растений.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является модифицированная питательная среда с макро- и микроэлементами по Мурасиге-Скугу [3] В настоящее время именно эта среда с некоторыми изменениями является наиболее употребительной для многих плодовых и ягодных культур. Однако среда Мурасиге-Скуга не лишена определенных недостатков.

В процессе микроразмножения на среде Мурасиге и Скуга не всегда удается достичь высоких коэффициентов размножения и длины образуемых побегов. Это снижает эффективность размножения и увеличивает во времени технологический процесс, поскольку для удлинения побегов нужно либо увеличивать длительность беспересадочного культивирования, либо пересаживать побеги на специальную среду с низкой концентрацией цитокининов.

Часто на среде Мурасиге и Скуга отмечается, с одной стороны, сильное разрастание каллусных тканей, с другой стороны, хлороз листьев, что является неблагоприятными факторами для роста растений. Кроме того, среда Мурасиге-Скуга относится к богатым по содержанию питательных веществ средам, что приводит при дефиците и дороговизне химических реактивов к возрастанию себестоимости получаемых растений.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является увеличение числа образуемых почек и побегов, длины побегов, ускорение процесса производства посадочного материала плодовых и ягодных культур и снижение стоимости питательной среды.

Задача решается тем, что в питательную среду для размножения ягодных и плодовых культур, содержащую аммоний азотнокислый, калий азотнокислый, магний сернокислый, калий фосфорнокислый, железо сернокислое, этилендиаминотетраацетат натрия, борную кислоту, марганец сернокислый, цинк сернокислый, калий йодистый, натрий молибденовокислый, медь сернокислую, кобальт хлористый, миоинозит, тиамин, пиридоксин, никотиновую кислоту, аскорбиновую кислоту, 6-бензиламинопурин, сахарозу, агар, воду, дополнительно вносят сиреневую кислоту, а вместо кальция хлористого кальций азотнокислый при следующем соотношении компонентов, мг/л: аммоний азотнокислый 800-1500; калий азотнокислый 800-1600; кальций азотнокислые 100-800; магний сернокислый 250-520; калий фосфорнокислый 200-320; железо сернокислое 27,8-83,4; этилендиаминотетраацетат натрия 37,3-112,0; борная кислота 6,0-6,4; марганец сернокислый 22,0-22,6; цинк сернокислый 8,0-9,2; калий йодистый 0,80-0,86; натрий молибденовокислый 0,2-0,3; медь сернокислая 0,02-0,03; кобальт хлористый 0,02-0,03; миоинозит 80-120; тиамин, пиридоксин, никотиновая кислота по 0,4-0,6; аскорбиновая кислота 0,8-1,2; 6-бензиламинопурин 0,8-1,2; сиреневая кислота 0,5-10,0; сахароза 28000-32000; агар 6000-8000; остальное вода до 1 л.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемая питательная среда отличается от известной тем, что в ее состав входит сиреневая кислота, а вместо кальция хлористого кальций азотнокислый. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "новизна".

Вместе с тем следует сказать, что предложенное техническое решение обладает изобретательским уровнем, так как предложенный состав среды совершенно неочевиден для специалистов, работающих в области культуры тканей, и ранее не был использован, т. е. предложен впервые. Сиреневая кислота является продуктом разрушения лигнина и относится и фенольным соединениям. Из литературы известно, что некоторые фенольные соединения используются как регуляторы роста растений in vivo [4] однако сведения о применении сиреневой кислоты для этих целей как in vivo, так и in vitro нами не обнаружены. Вместе с тем анализ литературы показал, что имеются питательные среды, в состав которых входит кальций азотнокислый. Однако, во-первых, предложенная среда отличается от известных концентрацией кальция азотнокислого; во-вторых, кальций азотнокислый в нашей среде применяется на фоне измененных концентраций остальных компонентов. Следовательно, наряду с изменением количественных параметров в заявляемой среде произошло изменение и качественных, к которым относится соотношение минеральных солей друг с другом.

Все компоненты предложенной питательной среды производятся промышленностью, поэтому изобретение вполне может быть реализовано в условиях лабораторий, работающих в области культуры тканей. При этом не требуется разработки специального оборудования и особых навыков производства работ.

Применение разработанной питательной среды позволяет получить новый эффект увеличивать число образуемых почек и побегов и длину побегов.

Пример 1. В питательную среду вносят компоненты в указанных концентрациях (табл. 1, среда 2). Объем раствора доводят до 1 л, устанавливают рН 5,5-5,7 и при нагревании добиваются растворения агара. Питательную среду разливают по сосудам и автоклавируют при давлении 0,9 атм (температура 119-121^oС) в течение 15-20 мин. После этого осуществляют высадку эксплантов.

На разработанной среде отмечается увеличение числа почек и побегов в 1,7-2,6 раза, длины побегов в 1,2-2,5 раза, процента пригодных для укоренения побегов в 1,2-2,3 раза по сравнению со средой Мурасиге-Скуга (табл. 2). Диаметр каллуса у эксплантов на разработанной среде был в 1,2-2,2 раза меньше, чем на известной.

Пример 2. Среду готовят и операции осуществляют по примеру 1. Концентрации компонентов указаны в табл. 1, среда 3. Результаты размножения на предлагаемой среде отражены в табл. 3. Предложенная среда обеспечивает увеличение числа почек и побегов в 1,6-1,8 раза, длины побегов в 1,4-1,8 раза, процента пригодных для укоренения растений в 1,3-2,2 раза, уменьшение диаметра каллуса в 1,2-1,6 раза по сравнению с прототипом.

Пример 3. Питательную среду готовят и операции осуществляет по примеру 1. Концентрация компонентов указана в табл. 1, среда 4. Результаты размножения на разных средах представлены в табл. 4.

На разработанной среде по сравнению со средой Мурасиге-Скуга наблюдается увеличение числа почек и побегов в 1,2-1,9 раза, длины побегов в 1,1-1,9 раза, процента пригодных для укоренения побегов в 1,1-2,0 раза.

Более высокие концентрации питательных веществ (среда 5) и более низкие (среда 1) по сравнению с предложенным диапазоном концентраций ухудшают рост эксплантов, а следовательно, менее эффективны (табл. 5).

Полученные результаты свидетельствуют о достижении значительного технического эффекта в сравнении с известной средой. Необходимо подчеркнуть, что наряду с культурами, данные по которым включены в таблицы, разработанная среда была испытана для малины и рябины красной. Для обеих культур предложенная среда оказалась более эффективной по сравнению со средой Мурасиге-Скуга: число почек и побегов возрастало соответственно в 1,6 и 1,4 раза, длина побегов в 1,5 и 1,4 раза. Следовательно, разработанная среда обладает очень ценным свойством универсальностью, что позволяет использовать ее при культивировании многих видов и сортов ягодных и плодовых культур. Наряду с увеличением процента пригодных для укоренения побегов разработанная среда обеспечивает высокую приживаемость растений после высадки в нестерильные условия, причем, что особенно важно подчеркнуть, минуя этап укоренения в пробирках. Это значительно ускоряет процесс производства посадочного материала и сокращает затраты. Так, при высадке в нестерильные условия растений ежевики их приживаемость после культивирования на разработанной среде увеличилась в 3,4 рада по сравнению со средой Мурасиге-Скуга (табл. 6). Пo высоте и числу листьев варианты существенно не отличались.

Таким образом, размножение растений на предложенной питательной среде в сравнении со средой Мурасиге-Скуга обеспечивает увеличение числа почек и побегов в среднем в 1,7 раза, длины побегов в 1,5 раза, процента пригодных для укоренения побегов в 1,5 раза, уменьшение диаметра каллуса в 1,5 раза. Помимо этого разработанная питательная среда в ряде случаев позволяет осуществлять высадку растений в нестерильные условия, минуя этап укоренения в сосудах, способствуя при этом значительному увеличению приживаемости растений по сравнению со средой Мурасиге-Скуга.

Стоимость предлагаемой питательной среды составляет 55 руб/л, что в 2,8 раза меньше по сравнению со средой Мурасиге-Скуга (155 руб/л). Поэтому применение предлагаемой питательной среды существенно экономит затраты на выращивание растений. ТТТ1 ТТТ2 ТТТ3

Формула изобретения

Питательная среда для размножения ягодных и плодовых культур, содержащая аммоний азотнокислый, калий азотнокислый, магний сернокислый, калий фосфорнокислый, железо сернокислое, этилендиаминотетраацетат натрия, борную кислоту, марганец сернокислый, цинк сернокислый, калий йодистый, натрий молибденовокислый, медь сернокислую, кобальт хлористый, миоинозит, тиамин, пиридоксин, никотиновую кислоту, аскорбиновую кислоту, 6-бензиламинопурин, сахарозу, агар, воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит сиреневую кислоту и кальций азотнокислый при следующем соотношении компонентов, мг/л: Аммоний азотнокислый 800-1500 Калий азотнокислый 800-1600 Кальций азотнокислый 100-800 Магний сернокислый 250-520 Калий фосфорнокислый 200-320 Железо сернокислое 27,8-83,4 Этилендиаминотетраацетат натрия 37,3-112,0 Борная кислота 6,0-6,4
Марганец сернокислый 22,0-22,6
Цинк сернокислый 8,0-9,2
Калий йодистый 0,80-0,86
Натрий молибденовокислый 0,2-0,3
Медь сернокислая 0,02-0,03
Кобальт хлористый 0,02-0,03
Миоинозит 80-120
Тиамин 0,4-0,6
Пиридоксин 0,4-0,6
Никотиновая кислота 0,4-0,6
Аскорбиновая кислота 0,8-1,2
6-Бензиламинопурин 0,8-1,2
Сиреневая кислота 0,5-10,0
Сахароза 28000-32000
Агар 6000-8000
Вода Остальное до 1 л

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5