Плодоводство
и виноградарство Юга России
Размножение и производство посадочного материала
Абрикос и персик являются очень ценными продуктами питания, особенно абрикос, содержащий в своем составе не только сахара, но и большое количество каротина (до 16 мг/ 100 г), фосфора – 23 мг/кг и калия – 259 мг/кг. Фрукт содержит множество фенольных соединений (феруловую, n-кумаровую, хлорогеновую, кофейную и другие кислоты), флавоноиды (рутин, кверцетин, изокверцитрин и другие), витамины А, В1, В2, РР, С, катехины, ароматические компоненты. В косточке находятся аминокислоты, фермент эмульсин, жирные масла, состоящие из линолевой, олеиновой кислот, глицеридов. В то же время в производственных насаждения плодовых эти культур в Беларуси практически отсутствуют. Одной из причин является недостаток посадочного материала, способного гарантировать производителям стабильный урожай. Требуется разработка способов экспресс- оценки совместимости подвоев и привоев. В статье представлены результаты изучения 24 привойно-подвойных комбинаций абрикоса и персика в питомнике (2019 – 2020 гг.) по ряду биохимических показателей, характеризующих физиологическое состояние растений и, как следствие, совместимость подвоя и привоя на этапе выращивания посадочного материала в плодовом питомнике. Определено содержание РНК и ДНК (с использованием набора реагентов «АртРНКminiSpin») и их соотношение для 4 клоновых подвоев и 24 привойно-подвойных комбинаций персика и абрикоса, на основании чего рассчитаны коэффициенты совместимости, позволившие выделить три группы: хорошая совместимость; средняя совместимость; плохая совместимость. Установлено изменение содержания хлорофилла и фенольных соединений в динамике, содержание крахмала в корнях однолетних саженцев, что также является показателем взаимодействия привойно-подвойных комбинаций.
Биотехнология внедряется в сельскохозяйственную практику быстрыми темпами. Используемые биотехнологические методы играют важную роль в выращивании сельскохозяйственных, садовых и декоративных растений, при которых происходит улучшение их агрономических показателей. Биотехнологические методы являются весьма эффективными, поскольку клетки растений являются тотипотентными, означающее то, что каждая клетка обладает генетической информацией и клеточными механизмами, необходимыми для создания всего организма. Таким образом, с помощью технологии культуры ткани можно получить большое количество растений, которые генетически идентичны родительскому, а также друг другу. Технология культивирования тканей растений широко используется для крупномасштабного размножения растений. Помимо использования в качестве инструмента исследования, методы культивирования тканей растений в последние годы приобрели важное промышленное значение в области размножения растений, устранения болезней, улучшения растений и производства вторичных метаболитов. Небольшие кусочки ткани (называемые эксплантами) можно использовать для производства сотен и тысяч растений в непрерывном процессе. Один эксплант может быть размножен до нескольких тысяч растений за относительно короткий период времени и в контролируемых условиях, независимо от сезона и погоды на круглогодичной основе. В статье представлен краткий обзор наиболее важных используемых методов биотехнологии, таких как: микроразмножение, культура меристем, соматический эмбриогенез, сомаклональная изменчивость, отбор in vitro, культура протопластов и соматическая гибридизация. На основе проведенного анализа литературных источников дана оценка по вопросу преимуществ и недостатков биотехнологических методов, и их влияния на отрасль питомниководства и системы выращивания.
Вопрос получения посадочного материала плодовых культур, свободного от патогенов, включая вирусы и фитоплазмы обладает высоким уровнем актуальности в настоящее время. Использование современных методов биотехнологии и молекулярной генетики является важным элементом при производстве оздоровленного посадочного материала так как позволяет не только получать растения в культуре меристем in vitro и производить их ускоренное микроклонирование, но также позволяет контролировать наличие вирусных и фитоплазменных патогенов, идентификация которых по внешним симптомам может быть затруднительной в связи с наличием латентной формы заболеваний. В статье приведены результаты выполнения комплексных исследований по микроклональному размножению различных культур плодовых культур, а также приводится анализ современной научной литературы по данной тематике. Кроме того, приведены результаты молекулярно-генетических исследований в части анализа генетической стабильности растений, получаемых в условиях in vitro и идентификацию вирусов. Отмечено, что на всех этапах микроклонального размножения, в том числе с использованием культуры меристем, зачастую необходима разработка сортоспецифичных протоколов. Разработаны оптимальные протоколы стерилизации эксплантов семечковых и косточковых культур с использованием дезинфицирующих таблеток «ОКА-ТАБ» и антимикробного препарата «БИО-ПАК». Выявлена зависимость интенсивности выделения фенольных соединений эксплантами и их дальнейшей некротизации при введении в культуру in vitro от фаз развития, возраста растений доноров. Установлены оптимальные концентрации компонентов питательных сред, а также фитогормонов для ряда сортов и подвоев семечковых и косточковых культур отечественной селекции. В части анализа генетической стабильности растений, получаемых в условиях in vitro выявлены ISSR и IRAP ДНК-маркеры, перспективные для использования в этих целях на подвоях яблони (ISSR: UBC 811, UBC 841 и UBC 843; IRAP: Cass 1 и Сass 2). При анализе генетической стабильности подвоев крупнокосточковых культур с использованием ISSR ДНК-маркеров была выявлена идентичность ДНК-профилей, что свидетельствует в пользу сохранения генетической стабильности для данного подвоя при использовании разработанных протоколов микроклонирования. На основе использования комплекса биотехнологических и молекулярногенетических методов были получены генетически однородные подвои косточковых культур, свободные от вируса Шарки сливы. Данные растения, после тестирования на другие вирусы косточковых культур и при отсутствии таковых будут переведены в категорию «кандидаты в исходные» и, после повторного ретестирования, могут быть переведены в категорию «исходные растения» и послужить основой для дальнейшего массового получения безвирусных подвоев.
На юге России, где условия для выращивания косточковых культур наиболее благоприятны, заметно уменьшились площади их возделывания. Статистика свидетельствует, что более 70 % населения России испытывает авитаминоз, поскольку собственное производство обеспечивает лишь 25-30 % от минимально необходимого количества фруктов. Правильный подбор выращиваемого в питомниководстве сортимента будет значительно способствовать увеличению производства плодовых культур. Цель работы – анализ отечественных и зарубежных научных материалов по вопросам состояния и проблемам развития отрасли питомниководства. В статье представлены результаты анализа литературного обзора зарубежных и отечественных авторов по теме обеспечения устойчивости отрасли питомниководства на примере выращивания сорто-подвойных комбинаций черешни. Показано, что для успешного развития отечественного садоводства необходимо возделывать сорта, отвечающие современным требованиям к качеству их плодов. Необходимо использовать подвои, которые позволяют создавать плотные высокопродуктивные насаждения, дающие возможность ухаживать за ними без высоких затрат труда и способные давать товарный урожай уже на следующий год после посадки. Указано, что в данный момент отсутствует посадочный материал плодовых культур отечественного производства в промышленных объемах, стандартного качества и по конкурентной цене. Необходимо ускорение создания в России с помощью методов биотехнологии питомников безвирусного материала и производства сортов и подвоев, востребованных в интенсивном садоводстве. Особо отмечено, что от сортового и подвойного состава и качества выпускаемых саженцев зависят состояние и урожайность плодовых садов, а также структура и направление всей отрасли садоводства.
Для выпуска в производство необходимого количества качественного, чистосортного посадочного материала подвоев плодовых культур необходимо быстро размножить высокотехнологичные уже проверенные клоновые подвои для создания их маточных насаждений. В число перспективных технологий, способных обеспечить конкурентоспособность производства подвоев косточковых культур входит их размножение с использованием биотехнологических методов. Работа по размножению в культуре in vitro некоторых подвоев, полученных на основе отдалённой гибридизации в отделе плодовых культур, выполнялась в 2012-2017 гг. в лаборатории биотехнологии и биохимии филиала Крымская опытно-селекционная станция Всероссийского института генетических ресурсов растений. В данной статье представлена краткая характеристика вегетативно-размножаемых подвоев гибридного происхождения для сортов алычи, абрикоса, персика и сливы, а также для сортов черешни и вишни. Рассматривается возможность создания черенковых маточников на основе их ускоренного клонального микроразмножения in vitro. Оптимизированы физические условия культивирования эксплантов на основных этапах размножения изучаемых подвоев косточковых культур в условиях in vitro. В результате проведённых исследований определены наиболее приемлемые питательные среды на основе питательных агаризированных сред Мурасиге и Скуга (1962) и Вуди Плант Медиа для каждого этапа размножения. Показано, что в зависимости от генетического происхождения подвоя приживаемость эксплантов при вводе в культуру на вышеприведённых модифицированных средах, в среднем, не ниже 60 %: наиболее высокой она была зафиксирована у подвоев ВСЛ 2 и Кубань 86 (до 90 %), а низкой (≈ 40 %) у ВСВ 1 и ВВА 1. Сделан вывод, что имеется реальная возможность при выращивании косточковых плодовых культур использовать подвои из черенковых маточных насаждений, заложенных посадочным материалом, выращенным микроклональным способом размножения.