Национальный Исследовательский Томский государственный университет (г. Томск)

Эта статья была опубликована в сборнике научных трудов "Актуальные проблемы современной науки" (том 1, №3, 2012г.) c материалами IX Международной Телеконференции (29 октября - 3 ноября 2012 года)

Введение

Картофелеводство является одной из самых востребованных отраслей  сельскохозяйственного растениеводства. Существует риск потери урожая вследствие поражения посадочного материала патогенами. Защита семенного картофеля от вирусных и других болезней, а также сохранение репродуктивных свойств сортов обеспечиваются системой безвирусного семеноводства картофеля. Основным способом освобождения растений картофеля от патогенов служит метод апикальных меристем и получение из них безвирусных микроклонов, размножаемых in vitro. Культивирование растений проводят в условиях искусственного освещения на белом (смешанном) свету. В связи с этим возникает необходимость подбора условий освещения, наиболее удовлетворяющих оптимизации ростовых процессов растений. Ранее нами показано, что свет разного спектрального состава регулирует рост, фотосинтез и продуктивность растений in vivo и in vitro [Карначук, Головацкая, 1998; Карначук и др., 2011; Дорофеев и др., 2011а, 2011б]. Полученные результаты дают основание для исследований по разработке оптимального режима освещения при культивировании микроклонов растений картофеля in vitro.

Объект и методики исследования

Микроклональное  размножение  пробирочных растений Solanum tuberosum L. сорта Луговской осуществляли с помощью черенкования на агаризованной питательной среде Мурасиге-Скуга.  Черенки  культивировали в пробирках на свету, выравненном по падающим квантам. Источниками света служили люминесцентные лампы фирмы «Philips» (Нидерланды), спектральные характеристики которых представлены на рисунке. Для эксперимента были отобраны 90 растений и по 30 растений помещены в разные условия досветки (синий, красный и белый свет).

В конце культивирования (30 сутки) измеряли ростовые параметры (длину побега и корней растений, количество ярусов листьев, количество и объем корней, сырую и сухую биомассу органов и целого растения, площадь листовой поверхности).

Рисунок 1. Спектры излучения синих TL-D 18W/18 (а), белых TL-D 18W/54-765 (б) и красных TL-D 18W/15 (в) люминесцентных ламп фирмы «Philips»

Результаты и обсуждение

В процессе культивирования картофеля наблюдали стимулирование растяжения побега при досветке белым светом (БС), тогда как досветка синим (СС) и красным (КС) светом тормозила этот процесс (таблица). Прирост длины побега определялся преимущественно растяжением отдельных междоузлий, так как общее количество ярусов сохранялось на одинаковом уровне у растений, выращенных с досветкой КС и БС. У растений, выращенных на синем свету, общее количество ярусов уменьшалось. Оценку формирования корневой системы проводили по изменению её объема. Действие КС увеличивало объем корня, по сравнению с действием СС. Действие БС на этот параметр достоверно не отличалось от действия КС и СС.

Наибольший прирост сухой массы отмечен у растений, выросших при досветке КС, чем таковой у растений под БС. Рост биомассы был обусловлен накоплением сухого вещества в процессе растяжения стебля и суммарной поверхности листьев. В то время как синий свет тормозил синтетические процессы в побеге.

Формирование микроклонов сопровождалось опережающим накоплением сухого вещества корнем по сравнению с побегом. При этом действие КС увеличивало отношение биомассы побега к корню.

Таблица – Ростовые параметры стерильных растений картофеля сорта Луговской в пробирках в зависимости от света разного спектрального состава, используемого в качестве досветки

Таким образом, нами показана специфика действия света разного спектрального состава на морфогенез микроклонов картофеля сорта Луговской, которую необходимо учитывать для оптимизации режима культивирования растений картофеля in vitro.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (№ 11-04-98090-р_сибирь_а).

 Литература

Карначук Р.А., Головацкая И.Ф. Гормональный статус, рост и фотосинтез растений, выращенных на свету разного спектрального состава // Физиология растений.  1998.  Т. 45, вып. 6.  С. 925–934.

Карначук Р.А., Дорофеев В.Ю., Медведева Ю.В. Фоторегуляция роста и продуктивности растений картофеля при размножении in vitro  // VII Съезд общества физиологов растений России, Международная конференция «Физиология растений - фундаментальная основа экологии и инновационных биотехнологий» 4-10 июля 2011. - Нижний Новгород, 2011. С. 313-314.

Дорофеев В.Ю., Медведева Ю.В., Карначук Р.А. Оптимизация светового режима при культивировании оздоровленных растений картофеля in vitro с целью повышения продукционного процесса // Материалы VI Московского международного конгресса, часть 1 (Москва, 21-25 марта, 2011 г.). - М.: ЗАО «Экспо-биохим-технологии», РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2011а, С. 238-239.

Дорофеев В.Ю., Гвоздева Е.С., Медведева Ю.В., Карначук Р.А. Биотехнология получения безвирусного картофеля для семеноводства // Региональная научно-практическая конференция "Образование. Наука. Инновации" (24 марта 2011 года), Томский сельскохозяйственный техникум. - Томск, 2011б. С. 311.