Картофель – одна из основных и социально значимых сельскохозяйственных культур в Российской Федерации. При этом именно картофель в значительной степени подвержен поражению вирусными инфекциями, вироидными и микоплазменными патогенами, что связано с его многократным вегетативным размножением и приводит к существенному снижению урожайности [1, 2]. Реальная продуктивность картофеля в среднем по России составляет 14 – 15 т/га, тогда как потенциальная продуктивность у некоторых сортов может достигать 100 т/га. По данным мониторинга, проведённого в 11 регионах, Самарская область характеризуется высоким уровнем инфицирования посадок картофеля наиболее вредоносным вирусом картофеля Y, а также вирусами S, M и смешанной инфекцией [3].
В настоящее время единственной эффективной методикой производства оздоровлённого семенного материала картофеля является выращивание сертифицированных мини-клубней из полностью свободных от патогенов меристемных микрорастений. Питательная среда является одним из главных факторов, влияющих на рост и развитие меристемных растений картофеля, она содержит необходимые для морфогенеза растений макроэлементы и микроэлементы, витамины, углеводы и регуляторы роста. Основной средой для микроклонального размножения картофеля является питательная среда Мурасиге-Скуга в различных модификациях. Однако продолжает оставаться актуальным вопрос повышения эффективности процесса воспроизводства оздоровлённого материала картофеля путём изменения параметров культивирования, подбора оптимального сочетания компонентов питательной среды и создания новых питательных сред, в том числе применительно и для конкретных сортов картофеля. Большое значение имеет модификация питательных сред с использованием различных биостимуляторов и препаратов комплексного действия, повышающих устойчивость растений картофеля к различным стрессовым факторам и увеличивающих урожайность и качество продукции [4, 5].
Витамины, которые используются в питательной среде Мурасиге-Скуга, являются мощным росторегулирующим фактором. В исследованиях подтверждено положительное влияние витаминных комплексов на показатели морфогенеза регенерантов картофеля сортов Адретта, Ред Скарлетт, Любава, Кузнечанка [6], а также сортов Ермак, Алёна и Хозяюшка [7]. Однако приготовление растворов витаминов и микроэлементов является весьма трудоёмким. Поэтому для увеличения эффективности процесса микроклонального размножения растений возможно использование готовых комплексных витаминно-минеральных препаратов. Так, показано, что введение в питательную среду препарата Компливит в концентрациях 1,0 и 2,0 г/л вызывало более интенсивный рост растений земляники in vitro и увеличивало коэффициент размножения [8, 9].
Цель работы – выявить влияние модификации питательной среды Мурасиге-Скуга путём внесения растворов комплексных витаминно-минеральных препаратов Компливит и Супрадин на рост и развитие меристемных микрорастений картофеля.
Материал и методы исследования. Объектом исследования являлись оздоровленные меристемные микрорастения картофеля раннеспелого сорта Ривьера. По 40 микрорастений сорта выращивались в меристемной культуре при 16-часовом фотопериоде в течение 30 сут. Источник освещения – люминесцентные лампы с длиной волны от 440 нм до 670 нм и освещённостью 5000 люкс. Температура в вегетационном помещении поддерживалась на уровне 22 °С при дневном освещении и 18 °С в ночное время. Проведено два цикла выращивания. В вариантах опыта стандартная питательная среда Мурасиге – Скуга модифицировалась путём добавления растворов комплексных витаминных препаратов Компливит и Супрадин в концентрациях 1,0 и 2,0 мл/л соответственно. По окончании вегетации каждого пассажа проводилось измерение морфологических характеристик, характеризующих интенсивность роста и развития регенерантов – длины растений, количества междоузлий и количества корней. Полученные данные обрабатывались методом дисперсионного анализа [10].
Варианты опыта: I – питательная среда Мурасиге-Скуга с внесением препарата Компливит, 1,0 мл/л; II – Питательная среда Мурасиге-Скуга с внесением препарата Супрадин, 2,0 мл/л; III – контроль, стандартная питательная среда Мурасиге-Скуга.
Результаты исследования. Анализ полученных экспериментальных данных выявил существенные различия между вариантами опыта как по интенсивности роста растений, так и по количеству междоузлий у регенерантов картофеля.
Добавление в питательную среду комплексных витаминно-минеральных препаратов Компливит (1,0 мл/л) и Супрадин (2,0 мл/л) способствовало достоверному увеличению длины микрорастений картофеля сорта Ривьера в сравнении с контрольным вариантом на 10,8 и 8,5 % соответственно (табл. 1). Таким образом, модификация питательной среды способствовала увеличению интенсивности роста регенерантов.
Одной из важнейших характеристик меристемных микрорастений картофеля является количество междоузлий. От этого показателя зависит коэффициент размножения микрорастений in vitro, а в дальнейшем, следовательно, и количество произведённых оздоровлённых мини-клубней.
1. Параметры роста и развития меристемных растений картофеля при модификации питательной среды витаминно-минеральными комплексами. Сорт Ривьера
Вариант
Длина растения, см
Количество междоузлий, шт.
Количество корней, шт.
Контроль, среда МС
8,475
7,800
3,550
МС + Компливит, 1,0 мл/л
9,387*
8,570*
3,250
МС + Супрадин, 2,0 мл/л
9,200*
8,250*
3,875
НСР05
0,611
0,341
Микрорастения картофеля, выращенные на модифицированной питательной среде, характеризовались достоверным увеличением количества междоузлий. Так, при добавлении в питательную среду препарата Компливит выявлено увеличение этого показателя в среднем на 0,77 междоузлия на одно микрорастение, а при добавлении Супрадина количество междоузлий на одно микрорастение увеличилось в среднем на 0,45 шт.
Комплексные витаминно-минеральные препараты Компливит и Супрадин не оказали существенного влияния на ризогенез меристемных микрорастений картофеля. Количество корней в контрольном варианте было в среднем 3,875 шт., тогда как в вариантах с модификацией питательной среды Компливитом и Супрадином – 3,550 и 3,250 шт. соответственно.
Выводы. В результате исследования установлено достоверное положительное действие модификации питательной среды Мурасиге-Скуга препаратами Компливит и Супрадин на рост и развитие меристемных микрорастений картофеля сорта Ривьера. Комплексные витаминно-минеральные препараты способствовали увеличению длины регенерантов и количества междоузлий. Компливит и Супрадин возможно предварительно рекомендовать для использования в оригинальном семеноводстве картофеля, однако необходимо более широкое исследование их действия на различных сортах.