Главная » Архив » №1 2016 » Огород из одного клубня

Огород из одного клубня

Ю.А. Масюк, О.В. Абашкин, Л.Я. Костина, Ю.П. Бойко, Г.В. Григорьев, О.А. Старовойтова, Д.В. Абросимов, Е.В. Овэс, О.А. Алексютина, ФГБНУ Всероссийский НИИ картофельного хозяйства

Цены на семенной картофель постоянно растут, это заставляет сельхозпроизводителей искать новые пути для получения посадочного материала. Мы предлагаем рассмотреть один из вариантов решения проблемы - метод фрагментарного клонирования.

Как известно, растения, полу­ченные из одного материн­ского экземпляра, носят название одноклоновые. В обычных поле­вых условиях клоновые растения получить очень просто - для этого надо разрезать маточный клубень на несколько частей. Этим спосо­бом часто пользуются огородники, если посадочного материала не хватает или надо быстро размно­жить новый высокопродуктивный сорт. Для того чтобы получить сразу много клоновых растений, разрабатываются новые класси­ческие методы, в частности фраг­ментарное клонирование.

Все помнят, что живые орга­низмы состоят из клеток и тканей, но мало кто знает, что каждая клетка или структурная единица организма любого типа обладает полным набором генов соответ­ствующего вида и способна пре­образоваться в новое полноцен­ное растение.

Программа формирования организма закодирована в нукле­иновых кислотах (явление тотипотентности) и располагается в спирально закрученных молеку­лах ДНК, модели которых были открыты американскими учены­ми Д. Уотсоном и Ф. Криком. Спо­собность к самовосстановлению организма называется регенера­цией. Например, у ящерицы, ко­торой оторвали хвост, он вырас­тает вновь. Для практического использования регенерационной способности клеток различного происхождения и функциональ­ного назначения надо подбирать необходимые условия, различ­ные для каждого типа клеток. Наиболее склонны к созданию регенерационных растений не­дифференцированные клетки конуса нарастания или клетки ра­невых поверхностей - каллусные ткани.

Такого рода образования можно искусственно получать из различных органов растений. В естественных условиях каллусы образуются в местах механиче­ских повреждений растений или животных как аналоги кожных или эпидермальных покровов, для защиты от попадания туда болезнетворных организмов.

Каллус (каллюс) - защитная ткань растительного организма, способствующая зарастанию ран, срастанию прививок, образова­нию корней при вегетативном размножении и т. д. Он возника­ет из недифференцированных клеток в случае повреждения поверхности (надрезы, трещины, срезы черенков и др.) из клеток любого органа растения. Каллус способен расти самостоятель­но при культивировании на ис­кусственных питательных сре­дах. Он имеет форму валика или аморфной бесформенной массы. Наиболее активно каллус разрас­тается, когда в раневой поверхно­сти есть камбий. У споровых рас­тений каллус возникает редко.

Ведущую роль в образова­нии каллуса играют ауксины. Они индуцируют или стимулируют деление, растяжение или углу­бляют дифференциацию клеток, способствуют образованию кал­луса и опухолей, рост плодов и образование корней, задержива­ют опадание листьев и цветков. У клубней картофеля в ответ на раневое поражение области де­ления клеток распределяются случайным образом.

Перенос клетки из системы растительного организма и куль­тивирование ее in vitro позволяет раскрыть ее потенциальные воз­можности, заложенные в генети­ческом аппарате. Освободившись от контактного влияния, клетки начинают делиться, создавая каллус и в дальнейшем переходя к формированию дифференци­рованных структур (почка и пер­вичный корешок), что приводит к регенерации растительного орга­низма с соблюдением всех стадий онтогенеза /Нефели В. И., 1984/. Это явление наблюдали при куль­тивировании паренхимы табака. В каллусной ткани заложение почек индуцируется гормонами, в част­ности цитокинином. Регенерация растения из трансформирован­ных недифференцированных тка­ней, в том числе и их каллусов, осуществляется с трудом.

При инкубировании в темноте кубиков из культуры ткани рас­тений табака в колбах на твердой питательной среде в течение де­вяти недель, они изменяют форму и превращаются в полусфериче­ские. Клетки начинают делиться на четвертый день после начала инкубации в поверхностном слое (до седьмого ряда клеток). При этом образуется много шишко­ватых образований, которые раз­растаются, сливаются, по мере увеличения численности вегета­тивно делящихся клеток. Образу­ются веерообразные клеточные субстанции, которые в дальней­шем сжимаются и уплотняются. Дифференцированные клетки трахеидного типа часто скапли­ваются в отдельные группы. Ха­рактер роста каллусных клеток определяется их генетическим потенциалом, местоположением и условиями обитания.

Стимулирующими факторами для дифференциации каллусных клеток может служить внедрение в каллусную массу (прививка) стеблевой почки или инъекция в каллусную ткань ауксинов и саха­розы.

Получение растений из мери­стемы требует соответствующих помещений и специального обо­рудования и вряд ли под силу рядовому огороднику, а вот полу­чить клоновые растения из более крупных фрагментов клубней и других вегетативных органов картофеля можно не прибегая к высокоспециализированным тех­нологиям. Для этого надо только получить рассаду из фрагментов растений картофеля.

Растения картофеля можно получать из биологических се­мян, столонов, ростков, мелких клубней и фрагментов крупных клубней.

При выращивании рассады из биологических семян картофеля субстрат для будущих растений готовят путем смешивания од­ной части перепревшего, хорошо разложившегося навоза и одной части плодородной огородной земли. После появления всхо­дов с розеткой первых листьев их пикируют в ящики со слоем плодородной унавоженной почвы до 25 см, которые расставляют в теплом помещении поближе к естественному свету (можно на подоконники), чтобы растения сильно не вытягивались в длину, или в теплицу с регулируемыми температурой, влажностью почвы и длиной светового фотопериода. На день ящики с растениями мож­но выносить на открытый воздух, желательно на солнцепек, а затем убирать обратно в помещение на ночь. Для успешной адаптации в открытом грунте за неделю до вы­садки в открытый грунт ящики с растениями оставляют на откры­том воздухе и на ночь, сначала прикрытые крышками, сделанны­ми из соломы, а затем без укры­тия. Затем рассаду высаживают в открытый грунт при схеме посад­ки 50 Х 50 см с обязательным еже­дневным поливом до достижения растениями высоты 20-30 см. При этом приживаемость растений со­ставляет 90-100%. Для получения рассады можно воспользоваться полиэтиленовыми пакетами раз­личной емкости с дренажными отверстиями внизу. Полиэтилено­вые пакеты заполняют плодород­ной унавоженной почвой на одну треть и пикируют туда растения картофеля из ящиков по одному. Пакетами с растениями вплотную заполняют другие ящики. Данный способ облегчает процесс посад­ки в открытый грунт. Перед этой процедурой в пакеты с растени­ями наливают воду и выносят на место посадки. Влажная почва с растениями легко вынимается из пакетов. Высаживать растения вместе с пакетами не рекоменду­ется во избежание засорения по­чвы полиэтиленовой пленкой.

Сотрудники кафедры рас­тениеводства Тимирязевский сельскохозяйственной академии разработали способ ускоренного размножения картофеля путем получения рассады из вычленен­ных глазков. Вычлененные почки клубней раскладывают на увлаж­ненные ватные подушечки (ТУ 9398-002-11736425-2007) по пять фрагментов на каждую, затем по­мещают в закрытые прозрачные емкости, высотой 15-20 см, откуда, после появления двух-трех облис­твенных междоузлий, пересажи­вают в открытый грунт. /Трофимец Л.Н. и др., 1975/.

Для получения рассады из фрагментов клубней картофеля в опытах, проведенных сотрудника­ми ФГБНУ ВНИИКХ, использова­ли в качестве имплантатов вычле­ненные корневые шейки, ломтики клубней, поперечные срезы рост­ков с зачатками ростков, корней и столонов, а также кружки, вы­резанные из листьев картофеля диаметром 30-40 мм для обоих видов, и ягоды картофеля, раз­резанные пополам. Опыты прово­дили в чашках Петри при темпе­ратуре +18-22°С и стопроцентной относительной влажности воз­духа. Каллусообразование сти­мулировали 0.001%%-м раствором морской соли. Фрагменты расте­ний раскладывали на стерильную почву, которой покрывали дно ча­шек. У ломтиков клубней каллус проявился сначала валиком по периферии клубня, а затем рас­пространился по всей поверхно­сти. Развитие регенерационных растений на срезах столонов шло довольно активно, и сползающая на землю ткань распространялась вокруг среза. Отделенный от им- планта слой каллуса продолжал некоторое время развиваться на почве, занимая новые простран­ства. У разрезанных ягод карто­феля регенеративные процессы начинались по периферии, посте­пенно распространяясь вглубь.

Для увеличения числа расте­ний длинные картофельные рост­ки разрезают по междоузлиям фрагментами длиной 2-3 см и рас­кладывают на стерильную почву на расстояние 3-5 см друг от дру­га в деревянные ящики. Ящики за­крывают крышками и помещают в термостатированное помещение или в фитотрон и содержат при температуре + 26-28°С. Через 2-3 дня фрагменты растений укоре­няются, после чего их присыпают землей с таким расчетом, чтобы они были покрыты слоем в 2-3 см.

Через 2-3 недели рассаду пи­кируют и высаживают в открытый грунт или в теплицу, если выращи­вание рассады осуществляют в осенне-зимний период. Таким об­разом, при желании из фрагмен­тов одного клубня можно получить 200-300 полноценных растений.

№1 2017
№1 2017