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 импланта 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.

Ноябрь 2017
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
1 2 3 4 5
6 7 8 9 10 11 12
13 14 15 16 17 18 19
20 21 22 23 24 25 26
27 28 29 30