Укоренение косточковых культур при микроклональном размножении (в условиях in vitro)

ЗаключениеТаким образом, технология микроклонального размножения начала бурно развиваться с середины прошлого века, и довольно быстро прошла путь от лабораторных экспериментов к введению в массовое производство. Постоянно расширяется ассортимент растений, размножаемых с помощью данной технологии, ведется работа по повышению эффективности и снижению себестоимости производства. Микроклональные технологии позволяют решить многие фитосанитарные проблемы, обеспечить сельскохозяйственным производителям доступ к высококачественному посадочному материалу.Можно выделить следующие основные преимущества технологии микроклонального размножения:Клонированные растения идентичны родительским, что уменьшает вероятность получения некачественного урожая.Посадочный материал свободен от вирусов и других патогеновРазмножение происходит быстро и круглогодично.Высокая прибыль от растений, полученных методом тканевой культуры, и улучшение качества урожая делают этот процесс привлекательным для садоводов и производителей.Основные этапы производства:– выбор растений-доноров, изолирование эксплантов и введение в культуру invitro.– получение мериклонов. – укоренение микропобегов. – акклиматизация exvitro.На всех этапах необходимо поддерживать оптимальные условия выращивания. С этой целью для каждой культуры и сорта разрабатывается конкретная методика, где на каждом этапе требуется индивидуальный подход к забору эксплантов, выбору методов стерилизации, состава питательных сред, физических параметров культивирования (освещения, температуры, влажности), условий укоренения и акклиматизации.Тем не менее, существует ряд проблем, которые требуют своего решения:– экономические проблемы (высокие затраты на оборудование, материалы, квалифицированный персонал);– технические проблемы (контаминация культур, задержка пересева, повреждение проростков), – физиологические проблемы (побурение культур растительных тканей, трудности укоренения invitro, неудачная акклиматизация), – генетические проблемы (сомаклональные вариации), –нарушения развития (гипергидратация, некроз кончиков побегов, хлороз и др.).Предотвратить появление этих проблем можно с помощью разработки индивидуальной технологии микроразмножения для каждого вида и сорта, тщательное соблюдение этой технологии, правил асептики и обращения с растениями, строгий контроль физических факторов культивирования.Укоренение микропобегов – одна из ключевых стадий производства. Проблемы на этой стадии приводят к гибели или ослаблению жизнеспособности мериклонов, что сводит на нет все предыдущие усилия. Поэтому процессу укоренения уделяется особое внимание.Разработан ряд методов успешного укоренения косточковых культур. Для успешного укоренения перед укоренением растения проходят стадию элонгации, что резко увеличивает процент укоренения большинства видов.Индукция ризогенезау мериклонов – важный момент в процессе микроразмножения. На этом этапе применяют как гелевые, так и жидкие питательные среды. В жидких средах используются фильтровальные мостики для закрепления микропобегов и усиления ризогенеза. Понижение осмотического давления полезно для усиления индукции, развития и количества корней. Поэтому для укоренения обычно применяются менее питательные среды, как правило, с 50% концентрациейДля косточковыхкультур (слива, алыча,абрикос, персик,вишня, черешня) наиболее часто используются модифицированные варианты MS, DKW.Для укоренения многих растений эффективна темновая обработка. Среды для укоренения модифицируют витаминами, аминокислотами. В качестве стимуляторов корнеобразования используются ауксины – индолилмасляная, индолилуксусная и нафтилуксусная кислоты. Цитокинины могут отрицательно влиять на корнеобазование, поэтому их применение ограничено. Способ применения и концентрация стимуляторов также имеют важное значение. Традиционным способом является введение ауксинов непосредственно в питательные среды, однако также применяется кратковременнпя обработка ауксинами в высоких концентрациях. Таким образом, оптимизация процесса индукции корней для успешного микроразмножения растенийпозволяет увеличить выход и снизить стоимость конечного продукта - адаптированных и здоровых микрорастений для плодовых культур.СписокисточниковАнфалов, В.Э., Голубев, А.М. Микроклональное размножение вишни песчаной // Косточковые культуры в садоводстве и декоративном озеленении. – 2012. – P. 4-8.Баматов, И.М., et al. Влияние различных субстратов питательной среды на укоренение подвоев косточковых и семечковых растений в условиях in vitro / И.М. Баматов, Н.Л. Адаев, Э.А. Цагараева, и др. // Известия Горского государственного аграрного университета. – 2020. – Vol. 57, No. 4. – P. 176-183.Беседина, Е.Н. Усовершенствование метода клональногомикроразмножения подвоев яблони in vitro / Е.Н. Беседина // Краснодар, 2015. – 24 с.Демидчик, В. В. Микроклональное размножение растений / Демидчик В. В.[ и др.] //Наука и инновации. – 2019. – №. 6 (196). – С. 4-11.Кастрицкая. М. С., Змушко А. А., Красинская Т. А. Микроразмножение растений рода Prunus L.: укоренение и адаптация / Кастрицкая М. С., А. А. Змушко, Т. А. Красинская //Плодоводство. – 2022. – Т. 30. – №. 1. – С. 265-272.Коваленко. Н. Н. Перспективы использования размножения invitro гибридных клоновых подвоев косточковых культур в создании маточных насаждений / Н. Н. Коваленко //Плодоводство и виноградарство Юга России. – 2019. – №. 56. – С. 93-109.Пронина, И.Н. Оптимизация процесса ризогенеза подвоев и сортов яблони и груши in vitro: дис. … канд. с.-х. наук: 06.01.07 / Ирина Николаевна Пронина // Мичуринск, 2008. – 158 с.Пугачёв, Р.М. Особенности размножения растений рода Prunus L. в культуре in vitro: автореф. дис. … канд. с.-х. наук: 06.01.05 / Роман Михайлович Пугачёв // Горки, 2003. – 18 с.Сибиряткин, С.В. Использование питательной среды Драйвера-Кунжуки в процессе микроклонального размножения подвоев косточковых плодовых культур / С.В. Сибиряткин // Грозненский естественнонаучный бюллетень. – 2017. – No. 4(8). – P. 42-47.Собралиева. Э. А. Состояние изученности микроклонального размножения плодово-ягодных культур и винограда (обзор литературы) / Э. А. Собралиева [и др.] //Инновационная деятельность как фактор развития агропромышленного комплекса в современных условиях: мат-лы II Междунар. науч. конф., посвящ. 75-летию ФГБНУ" Чеченский НИИСХ". Грозный. – 2020. – С. 100.Сулейманова С. Д. К. Микроклональное размножение плодовых культур (обзор) / С. Д. К. Сулейманова //Восточно-европейский научный журнал. – 2016. – Т. 11. – №. 2. – С. 47-54.Abdalla, N. An academic and technical overview on plant micropropagation challenges / N. Abdalla et al. // Horticulturae. – 2022. – Vol. 8, No. 8. – P. 677.Aremu, A. O. Applications of cytokinins in horticultural fruit crops: Trends and future prospects / Aremu A. O. [et al.] //Biomolecules. – 2020. – Т. 10. – №. 9. – С. 1222.Aremu, A. O., Dole¿ al K., Van Staden J. New cytokinin-like compounds as a tool to improve rooting and establishment of micropropagated plantlets / A. O. Aremu, K. Dole , J. Van Staden //VI International Symposium on Production and Establishment of Micropropagated Plants 1155. – 2015. – С. 497-504.Bamatov, I. The influence of LED and fluorescent lamps on the growth and development of stone fruit rootstocks in vitro / I. Bamatov, M. Arsanov, D. Bamatov // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. – IOP Publishing, 2021. – Vol. 677, No. 2. – P. 022110.Bamatov, I. The modification of murashige and skoog media for efficient cultivation of gizella-5 and vsl-2 rootstocks in vitro / I. Bamatov [et al.] // Conf.Series: Earth and Environmental Science. – 2019. – Vol. 315. – P. 042015.Bhatia, S. Modern Applications of Plant Biotechnology in Pharmaceutical Sciences / S. Bhatia [et al.] // Academic Press: Cambridge, MA, USA; Elsevier: London, UK, 2015. – Pp. 4–17.Cardoso, J. C. Micropropagation in the twenty-first century / J. C. Cardoso, L. T. Sheng Gerald, J. A. Teixeira da Silva // Plant cell culture protocols. – 2018. – Pp. 17-46.Cheong, E.J. The effect of endophytic bacteria on in vitro shoot growth of Prunusyedoensis and its identification and elimination / E.J. Cheong, M. Na, U. Jeong // In Vitro Cell. Dev. Biol. Plant. – 2020. – Vol. 56. – Pp. 200–206.Dobránszki, J. Influence of aromatic cytokinins on shoot multiplication and their post-effects on rooting of apple cv. Húsvétirozmaring / J. Dobránszki [et al.] // Int. J. Hortic. Sci. – 2000. – Vol. 6. – Pp. 84–87.Dobránszki, J. Micropropagation of apple—A review / J. Dobránszki, J.A. Teixeira da Silva // Biotechnol. Adv. – 2010. – Vol. 28. – Pp. 462–488.Dorić, D. Rapid Propagation of Sweet and Sour Cherry Rootstocks / D. Dorić [et al.] // NotulaeBotanicaeHortiAgrobotanici Cluj-Napoca. – 2014. – Vol. 42. – No. 2.Dorić, D. Use of in vitro propagation of 'Oblačinska' sour cherry in rootstock breeding / D. Dorić [et al.] // Turkish Journal of Biology. – 2015. – Vol. 39. – Pp. 575-581.Driver, J.A. In vitro propagation of Paradox walnut rootstocks / J.A. Driver, A.H. Kuniyuki // HortScience. – 1984. – Vol. 19. – P. 507.Druart, Ph. Micropropagation of Prunus Species Relevant to Cherry Fruit Production / Ph. Druart // In: M. Lambardi, E. Ozudogru, S. Jain (eds) Protocols for Micropropagation of Selected Economically-Important Horticultural Plants, Methods in Molecular Biology (Methods and Protocols). – Springer, 2013. – Vol. 994. – Pp. 119-136.Dunstan, D.I. Improved growth of tissue cultures of the onion, Allium cepa / D.I. Dunstan, K.C. Short // Physiol Plant. – 1977. – Vol. 41. – Pp. 70–72.Fallahpour, M. Effects of media cultures and plant growth regulators on micropropagation of CAB-6P cherry semi-dwarf rootstock / M. Fallahpour [et al.] // Iranian Journal of Horticultural Science. – 2019. – Vol. 50. – No. 1. – Pp. 187-196.Franck, T. Hyperhydricity of Prunusavium shoots cultured on gelrite: A controlled stress response / T. Franck [et al.] // Plant Physiol. Biochem. – 2004. – Vol. 42. – Pp. 519–527.Gautheret. R. J. Plant tissue culture: the history/ R. J. Gautheret. – Springer Vienna, 2003. – С. 105-113.Greenway, M.B. A nutrient medium for diverse applications and tissue growth of plant species in vitro / M.B. Greenway [et al.] // In Vitro Cell Dev Biol–Plant. – 2012. – Vol. 48. – Pp. 403–410.Herman, E.B. Recent advances in plant tissue culture XXI. Media and techniques for growth, regeneration and storage: 2011–2015 / E.B. Herman. – Agritech Consultants Inc., Shrub Oak, NY, 2015. – 148 pp.Hoang, N.N. Effects of supporting materials in in vitro acclimatization stage on ex vitro growth of wasabi plants / N.N. Hoang, Y. Kitaya, T. Shibuya, R. Endo // Sci. Hortic. – 2020. – Vol. 261. – 109042.Hosseinpour, B. High frequency in vitro propagation of M× M60, a cherry rootstock: the effects of culture media and growth regulators / B. Hosseinpour [et al.] // Iranian Journal of Genetics and Plant Breeding. – 2015. – Т. 4. – №. 2. – С. 28-36.Khamurzaev, S.M. The use of the Driver – Kuniyuki nutrient medium for micropropagation of rootstocks of LC-52 (Cerasus Vulgaris X Cerasus Fructose) and Gizella 6 (Peisica Vulgaris X CerasusCanescens) stone fruit crops / S.M. Khamurzaev, I.M. Bamatov, E.M. Butsaeva, S.V. Sibiryatkin // Journal of Experimental Biology and Agricultural Sciences. – 2018. – Vol. 6, No. 3. – Pp. 623-627.Khayat, E. An engineering view to micropropagation and generation of true to type and pathogen-free plants / E. Khayat // Plant Biotechnology and Agriculture. – Academic Press, 2012. – Pp. 229-241.Laimer, M. In vitro KulturzurVirusfreimachung alter Apfelsorten / M. Laimer, A. [et al.] // Mitt. Klosterneuburg. – 1988. – Vol. 38, No. 6. – Pp. 247-249.Lloyd, G. Commercially feasible micropropagation of mountain laurel, Kalmia latifolia, by use of shoot tip culture / G. Lloyd, B. McCown // Comb ProcInt Plant Prop Soc. – 1980. – Vol. 30. – Pp. 421–427.Magyar-Tаbori, K. Effect of cytokinin content of the regeneration media on in vitro rooting ability of adventitious apple shoots / K. Magyar-Tаbori, J. Dobrаnszki, I. Hudаk // ScientiaHorticulturae. – 2011. – Vol. 129. – Pp. 910-913.Muleo, R. Physiological dissection of blue and red light regulation of apical dominance and branching in M9 apple rootstock growing in vitro / R. Muleo, S. Morini // Journal of Plant Physiology. – 2008. – Vol. 165. – Pp. 229-241.Murashige, T. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures / T. Murashige, F. Skoog // Physiol Plant. – 1962. – Vol. 15, No. 95. – Pp. 473-497.Pakyürek. M. In vitro propagation of Weiroot 158. / M. Pakyürek, S. A/ Hepaksoy // Ejons Internatıonal Journal On Mathematıcs, Engıneerıng & Natural Scıences. –2019. – Р. 108-118.Pakyürek. M. research on micropropagation of pixy rootstock / M. Pakyürek, S. A/ Hepaksoy //Euroasia Journal of Mathematics, Engineering, Natural & Medical Sciences. – 2020. – Т. 7. – №. 8. – Р. 160-169.Phillips, G.C. Plant tissue culture media and practices: an overview / G.C. Phillips, M. Garda // In Vitro Cellular & Developmental Biology-Plant. – 2019. – Vol. 55. – Pp. 242-257.Ray, S.S. Biotic Contamination and Possible Ways of Sterilization: A Review with Reference to Bamboo Micropropagation / S.S. Ray, N. Ali // Braz. Arch. Biol. Technol. – 2016. – Vol. 59. – e160485.Rescalvo-Morales, A. Telomere length in Agave tequilana Weber plants during the in vitro to ex vitro transition / A. Rescalvo-Morales, K. Monja-Mio, M.L. Robert, L.F. Sánchez-Teyer // Plant Cell Tissue Organ Cult. – 2019. – Vol. 136. – Pp. 133–140.Schenk, R.U. Medium and techniques for induction and growth of monocotyledonous and dicotyledonous plant cell cultures / R.U. Schenk, A.C. Hildebrandt // Can J Bot. – 1972. – Vol. 50. – P. 199-204.Szczygieł, K. Mikrorozmnażaniewisienкиstepowej (Cerasusfruticosa Pallas) / K. Szczygieł, T. Wojda // LesnePraceBadawcze. – 2010. – Vol. 71, No. 4. – P. 351-355.Teixeira da Silva, J.A., et al. In vitro tissue culture of apple and other Malus species: Recent advances and applications / J.A. Teixeira da Silva, A. Guly, K. Magyar-Tabori, M.R. Wang, Q.-W. Wang, J. Dobránszki // Planta. – 2019. – Vol. 249. – P. 975–1006.Teixeira da Silva, J.A., et al. Shoot tip necrosis of in vitro plant cultures: A reappraisal of possible causes and solutions / J.A. Teixeira da Silva, E. Nezami-Alanagh, M.E. Barreal, M.M. Kher, A. Wicaksono, A. Gulyás, N. Hidvégi, K. Magyar-Tábori, N. Mendler-Drienyovszki, L. Márton, et al. // Planta. – 2020. – Vol. 252. – P. 47.Thakur, M., et al. Propagation of plum (Prunussalicina L.) cultivar Frontier in vitro through control of shoot tip necrosis (STN) and validation of genetic integrity using ISSR markers / M. Thakur, V. Sharma, R. Luharch // Plant Physiol. Rep. – 2021. – Vol. 26. – P. 238–246.Vinter, M., et al. Micropropagation of rootstocks of stone fruit cultures in vitro / M. Vinter, et al. // BIO Web of Conferences. – 2020. – Vol. 25. – P. 05001.Zou, Y.-N. Micropropagation of Chinese plum (PrunussalicinaLindl.) using mature stem segments / Y.-N. Zou // Cluj-Napoca: Not. bot. hortiagrobot. – 2010. – Vol. 38, No. 3. – P. 214-218.Приложение 1Прописи основных питательных сред используемых в микроклональном размножении растений (Сулейманова С. Д.К., 2016)Приложение 2Условия укоренения для наилучшей продуктивности различных сортов вишни и родственных видов Prunus(DruartPh..2013)BR: базальная среда для укоренения; NK: базальная среда для укоренения + комплекс NK; PN100: «НК» средний с никотиновой кислотой (100 мг/л); PN50: среда PN100 с никотиновой кислотой (50 мг/л), IBA (1 мг/л) и НУК (0,1 мг/л)