Вплив саліцилової кислоти на адаптацію винограду in vitro до нестерильних умов

УДК 634.8.037:581.143.6
ВПЛИВ САЛІЦИЛОВОЇ КИСЛОТИ НА АДАПТАЦІЮ РОСЛИН ВИНОГРАДУ IN VITRO ДО НЕСТЕРИЛЬНИХ УМОВ СЕРЕДОВИЩА
РЕБРОВ АНТОН МИКОЛАЄВИЧ, канд. біол. Sci. наук

Федеральна державна бюджетна наукова установа «Всеросійський науково-дослідний інститут виноградарства і виноробства імені Я.І. Потапенко

Анотація: Вивчено вплив кислоти саліцилової, доданої при культивуванні in vitro рослин винограду, на адаптацію до нестерильних умов. Встановлено позитивний вплив саліцилової кислоти на виживання при переведенні в нестерильні умови, при цьому часто відзначають гальмування розвитку у варіантах, де застосовували саліцилову кислоту. Встановлено оптимальну концентрацію кислоти саліцилової в середовищі, підвищення виживаності та не зниження активності росту порівняно з моніторингом.
Ключові слова: рослини винограду in vitro, кислота саліцилова, адаптація до нестерильних умов.

ВСТУП

Основою довговічності та рентабельності багаторічних насаджень є інноваційні процеси розсадництва винограду, спрямовані на отримання високоякісного садивного матеріалу з використанням біотехнологій. У зв'язку з цим цій сфері приділяється особлива увага.
На сьогоднішній день найбільш перспективним і надійним методом оздоровлення є метод виділення апікальних меристем, регенерації з них рослин і подальшого їх клонального мікророзмноження в умовах стерильних культур. Метод заснований на отриманні в умовах in vitro нестатевим шляхом рослин, генетично ідентичних вихідному зразку. Водночас деякі автори називають процес адаптації пробіркових рослин до нестерильних умов найдорожчою і трудомісткою операцією. Це пов’язано з тим, що при культивуванні in vitro в стерильних умовах, високій вологості повітря і субстрату, екзогенному впливі гормонів і надходженні вуглецю (переважно у формі цукрів) рослини розвивають морфологічну та анатомічну структуру, яка не здатна функціонувати в природному середовищі існування.

  • . Внаслідок порушення системи регуляції водного обміну така рослина може загинути протягом 5^15 хвилин після потрапляння в природні умови.

    • Дещо підвищити преадаптованість пробіркових рослин до нестерильних умов можна шляхом попереднього культивування їх на поживних середовищах, що містять речовини з імуностимулюючою дією, наприклад фенолкарбонові кислоти.

  • . Однією з найпоширеніших і доступних фенолкарбонових кислот є саліцилова. Саліцилова кислота вважається фітогормоном стресу; він є відомим, хоча й не універсальним, індуктором синтезу захисних вторинних метаболітів у рослин [3]. У зв’язку з цим вивчення впливу доданої до живильного середовища саліцилової кислоти на адаптацію рослин винограду до нестерильних умов є дуже актуальним.
    • МЕТОДИ ТА МАТЕРІАЛИ ДОСЛІДЖЕННЯ

    Об’єктом дослідження були здорові пробірні рослини винограду сортів Сибірковий, Піно Нуар та Мерло, висаджені в нестерильних умовах після культивування на поживних середовищах з різним вмістом саліцилової кислоти; діапазон концентрацій від 0,14 мг/л до 14 мг/л середовища. При проведенні досліджень адаптації до нестерильних умов використовували загальноприйнятий метод клонального мікророзмноження in vitro плодово-ягідних культур, модифікований у лабораторії [4]. Дослідження проводились у 2008-2010 роках. Вологість повітря в окремих камерах знижували поступово, починаючи з 10 діб після посадки для адаптації. Кількість рослин у дослідному варіанті 40 шт., у 3 повторах. Вимірювання морфометричних показників розвитку проводять на 2-й місяць після посадки в нестерильні умови. Статистичну обробку даних проводили з довірчою вірогідністю 95% за методикою Б.А. Доспєхова [5]. Довірчий інтервал для морфометричних параметрів розвитку розраховували з імовірністю 95% за допомогою пакета аналізу Excel. Довірчий інтервал виживаності розраховували за методикою Вільсона [6], викладеною А.М. Гржабовського [7].

    ОБГОВОРЕННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ

    Як видно з представлених даних (рисунок і табл. 1), рослини сорту винограду Сибірковий у варіанті з саліциловою кислотою – 0,14 мг/л мали менше атак, особливо це помітно з урахуванням двадцятої доби з моменту посадки.

    Таблиця 1. Вплив саліцилової кислоти на адаптацію пробірних рослин до нестерильних умов, сорт Сибірковий, 2008-2009 рр. _____________________________________________


    Варіант

    Виживаність, %

    Висота, см

    листя

    кількість, шт.

    площа, см2

    середній

    загальний

    КОНТРОЛЬ

    54,0

    20.1

    9.0

    27.7

    249.3

    Sk - 0,14 мг/л

    75,0*

    19.7

    10,7*

    26.5

    283,6*

    NSRo, 95

    12.6

    2.3

    1.2

    4.1

    26.8

    *Відмінності між дослідним варіантом і контролем достовірні з імовірністю >95%.

    Рисунок 1. Вплив саліцилової кислоти на виживаність пробіркових рослин у нестерильних умовах, сорт Сибірковий 2008-2009 рр.

    Цей період адаптації, як правило, є одним із найбільш стресових для рослин, оскільки для успішної акліматизації до нестерильних умов рослинам необхідно перебудувати морфологію будови та фізіологію життя, щоб зберегти життя в природних умовах зростання. Також на сорті Сибірковий застосування саліцилової кислоти сприяло збільшенню кількості та загальної площі листків у рослин.
    Достовірного впливу саліцилової кислоти на ріст рослин в даному випадку виявлено не було, тоді як збільшення кількості та загальної площі листків побічно підтверджує адаптивну дію саліцилової кислоти, оскільки наявність більшої кількості листків пов’язана з кращою адаптацією та меншим в’яненням, яке зазвичай спостерігається при зниженні вологості повітря. Можна припустити, що це відбувається через те, що саліцилова кислота підвищує пристосованість пробіркових рослин винограду до нестерильних умов середовища. Однак, як показали наші дослідження, цей ефект значною мірою залежить від сорту, концентрації препарату та, можливо, інших факторів. Наприклад, при випробуванні широкого діапазону концентрацій на сорті Піно Нуар (табл. 2) відмічена чітка тенденція до зниження показників росту, у всіх варіантах із саліциловою кислотою. Варто зазначити, що при концентрації СК 0,7 мг/л і більше виживаність зростала, але зменшувалася площа листя.

    Таблиця 2. Вплив післядії саліцилової кислоти на адаптацію до нестерильних умов середовища сорту Піно Нуар, 2009-2010 рр._____________________________________________


    Концентрація СК, мг/л

    висота,
    см

    Номер
    листя,
    шт.

    Площа, см

    Виживаність, % (довірчий інтервал + до/- від)

    лист

    листя

    0,0

    16,2±1,5

    8,1±0,9

    38,5±4,2

    323,9±66,1

    39.5

    +50,7

    -29.2

    0,14

    13,3±1,6

    7,4±0,8

    32,8±3,8

    241,7±40,5

    49.3

    +62,4

    -37,6

    0,7

    12,0±1,0*

    7,6±0,7

    30,1±4,0*

    237,7±49,6

    65,5*

    +76,4

    -52,7

    1.0

    12,6±1,3*

    6,8±0,6

    26,0±3,3*

    181,5±35,5*

    66,7*

    +77,8

    -53,4

    1.4

    13,8±4,0

    7,6±1,5

    20,2±4,8*

    168,3±55,5*

    58.8

    +73,6

    -42,2

    3.5

    13,6±1,9

    7,4±1,4

    19,7±3,0*

    162,2±51,0*

    76,5*

    +87,6

    -60,0

    7.0

    12,4±1,6

    8,1±1,0

    19,7±4,1*

    172,3±50,8*

    82,4*

    +91,7

    -66,5

    14.0

    13,1±0,9

    8,0±0,9

    20,0±3,4*

    171,9±45,0*

    88,2*

    +95,3

    -73,4

    Подібна тенденція спостерігалась і для сорту Мерло (табл. 3), однак він все ж мав свої відмінності. У діапазоні досліджуваних концентрацій суттєвого зниження досліджуваних показників розвитку не зафіксовано, тоді як у всіх варіантах із саліциловою кислотою відзначено підвищення виживаності. Тенденція до відставання рослин у розвитку після застосування саліцилової кислоти зазвичай відзначалася протягом перших двох місяців; потім через 3-4 місяці показники в різних варіантах зазвичай вирівнюються.
    Цей ефект від застосування саліцилової кислоти можна пояснити її інгібіторними властивостями, які часто відзначають дослідники, деякі з яких успішно використовують її для осадження in vitro [9]. Водночас уповільнення темпів росту in vitro в нашому випадку (близько 20%) сприяло отриманню більш якісних рослин із меншим ступенем вітрифікації.

    Таблиця 3. Вплив післядії саліцилової кислоти на адаптацію до нестерильних умов середовища, сорт Мерло, 2009-2010 рр.________________________________________________


    Концентрація, Sk мг/л

    Висота, см

    Кількість стулок, шт.

    Площа, см

    Виживаність, % (довірчий інтервал + до/- від)

    лист

    листя

    0,0

    33,2±9,1

    11,4±2,4

    22,9±4,8

    261,7±64,8

    52.9

    +64,3

    -41,2

    0,14

    24,8±5,3

    9,1±2,3

    21,2±3,0

    192,2±75,1

    76,5*

    +85,0

    -65,1

    0,3

    25,4±6,3

    8,6±1,1

    22,6±3,0

    195,3±45,3

    82,4*

    +89,6

    -71,6

    0,7

    23,9±6,2

    10,0±1,0

    24,2±2,3

    242,1±33,9

    88,2*

    +93,9

    -78,5
    ВИСНОВКИ

    Встановлено, що додавання саліцилової кислоти до живильного середовища під час культивування in vitro підвищує адаптивність пробіркових рослин винограду до нестерильних умов середовища. При цьому оптимальні концентрації препарату для різних сортів можуть відрізнятися; у нашому випадку найкращі концентрації були в діапазоні - 0,14 ^ 0,7 мг/л. Такі концентрації, як правило, підвищують приживлюваність і суттєво не впливають на швидкість розвитку рослин у процесі вегетації.

    ЛІТЕРАТУРА
  • Koshuchova, S. Loss Function of guard cells in vitro-cultured plant and their restitution: avoidans of vitrification and improving of acclimatization-colloguia Pfanzenphusi-ologie “Stomala-89” / S. Koshuchova, K. Zoglauer, H. Goung // Humboldt - Universitat zu Berlin, 1989. № 13. -Р.38-40.
  • Упадишев, М.Т. Саліцилова кислота як регулятор ризогенезу плодово-ягідних культур in vitro / М.Т. Упадишев, А.В. Гуськов // Сільськогосподарська біологія. – 1998. – № 5. – С. 63-68.
  • Дубровіна, А.С. Вплив трансформації культури клітин винограду Vitis amurensis Rupr. Геном rolb з Agrobacterium rhizogenes для біосинтезу ресвератролу: Автореф. дис. ... к.б. п. – Владивосток, 2010. – 22 с.
  • Дорошенко, Н.П. Спосіб адаптації рослин до нестерильних умов / Н.П. Дорошенко, Л.В. Кравченко, А.Н. Ребров // Рішення про видачу патенту на винахід за заявкою No 2006113873/12(015078).
  • Доспєхов Б.А. Методика польового досліду. - М., Агропромиздат, 1985. -423 с.
  • Вілсон Е.Б. Ймовірний висновок, закон спадкоємства та статистичні висновки / Е.Б. Wilson // Journal of American Statistical Association. -1927 рік. No 22. - С.209-212
  • Гржабовський А.М.        Довірчі інтервали для частот і часток / А.М. Гржабовський // Екологія людини - 2008. No 5. - С.57-60.
  • Цупікова Л. А. Осадження та рекультивація цукрових буряків у культурі in vitro: Автореф. дис. ...канд. біол. Sci. – Рамон, 2002. – 23 с.

    • Зі збірки матеріалів міжнародного наукового симпозіуму «Сучасне садівництво та виноградарство – досягнення та перспективи», присвяченого 75-річчю вищої освіти в галузі садівництва та виноградарства в Республіці Молдова, Кишинів, 2015.



    Ще почитати:

    Міжнародні відносини о найменуванні шампанського та хереса

    В чому різниця між шампанським, просеко та ігристим вином?

    Отримання червоних ігристих вин пляшковим способом з винограду перспективних сортів

    Ігристі вина

    Токайські вина

    У нашому блозі «Приватна Марка» багато цікавого контенту: новинки ринку виноробства, крафтові рецепти наших технологів, влоги на різні теми. Дистиляція, крафтові винокурні, виробництво крафтового сидру, крафтовий квас, рецептура сидру, виробництво крафтових напоїв за нашими рецептами, виробництво спирту в промислових масштабах. Це та багато іншого цікавого у блозі «Приватна Марка Україна» та мережі магазинів «Винороб».

    Наприклад, ви вирішили відкрити сироварню, ковбасний цех або почати пекти крафтовий хліб — welcome! Ми завжди допоможемо: надамо рецептуру, забезпечимо всі витратні матеріали, відправимо нашого технолога, складемо технологічну карту, встановимо все обладнання, сертифікуємо виробництво, відкриємо для вас завод з нуля, виноробні, цехи, виноградники, налагодимо готовий продукт із виходом на ринок. Ми — компанія повного циклу: маємо багато представництв по всьому світу. Потрібна склотара, склобанки, медичний посуд, лабораторний посуд чи лабораторне обладнання — звертайтеся! У наших складах понад 900 тис. найменувань товарів та обладнання. Звертайтеся, не вагайтеся! Не важливо, де ви знаходитесь — у СНД, Європі, Америці чи Азії: ми маємо великий досвід. Privatna Marka йде в ногу з технологіями та інноваціями. Ми 20 років на ринку та відправили понад 1 млн посилок своїм клієнтам. Втілили багато креативних проєктів. Відкрили низку підприємств харчової промисловості, а також у непродовольчій та продовольчій групах технічних виробів. Втілили 147 комерційних проєктів у країнах СНД. Виробляємо 70 видів продукції власного виробництва в Україні, Німеччині та Китаї. У блозі ще більше цікавого та корисного.

    Консультації за тел. +380 (67) 440-70-90
    https://privatnamarka.com/
    https://www.instagram.com/privatnamarka?igsh=MWt0NzNxbHJrbXh4ZQ==\
    https://www.facebook.com/Privatnamarka
    https://youtube.com/@privatnamarkacom?si=P5RH_spetEP3x_RQ\