Застосування саліцилової кислоти на етапі введення підщепних сортів винограду в культуру in vitro

УДК 634.8 037:581.143 6

Н.П. Дорошенка

Державна наукова установа «Всеросійський науково-дослідний інститут виноградарства і виноробства ім. Я.І. Потапенка» Російської сільськогосподарської академії, м. Новочеркаськ

На етапі введення в культуру in vitro підщепи сортів винограду Гравесак, SO4 Феркал, 5S, Кобер 5BB, RCB досліджували додавання саліцилової кислоти до живильного середовища Мурашіге та Скуга. Виявлено, що саліцилова кислота в живильному середовищі сприяє кращій приживлюваності меристем і покращує новоутворення вузлів і пагонів. Оптимальна концентрація 1,4 мг/л.

Біотехнологічні методи використовують у виноградарстві для клонового мікророзмноження нових селекційних і інтродукованих сортів, їх оздоровлення від вірусної інфекції, інтенсифікації селекційного процесу, збереження банку сортів у культурі in vitro.

З використанням культури апікальних меристем розроблено технологію одержання коренеплодового садивного матеріалу вищої категорії якості (клас А). Для отримання щепленого садивного матеріалу цієї категорії необхідно оздоровити сорти підщепи. З цією метою вивчали застосування саліцилової кислоти при поліпшенні підщеп. Саліцилова кислота (СК), яку деякі автори відносять до нового класу фітогормонів, здатна індукувати у рослин цвітіння та термогінез, а також відігравати роль сигнальної молекули в патогенезі, що робить перспективним використання СК на зернових культурах у періоди високої вірогідності зараження патогенами. М. Безрукова та ін. [1] відзначають антиоксидантні властивості СК та її здатність зберігати цілісність структур клітинних мембран при дії стресових факторів. І.П. Воловник та ін. виявили зниження проникності мембран під впливом 100 мкМ СК, що супроводжувалося підвищенням морозостійкості проростків озимої пшениці на 30 % [2].
В результаті досліджень Т.Ф. Сосновська та ін. [3] показали, що екзогенна СК, проникаючи в клітини, активує весь комплекс протеїназно-інгібіторної системи рослин, що може сприяти посиленню адаптивної відповіді на несприятливі фактори навколишнього середовища, тобто може бути використана при розробці екологічно чистих методів підвищення імунітету сільськогосподарських рослин.
О.А. Тимофєєва, Т.В. Трифонова, Н.А.
Вчені з ІФР ім. К.А. Тімірязєва і кафедри вірусології МДУ [5] виявили, що в присутності саліцилової кислоти поширення вірусу ВТМ гальмується, однією з причин чого вони вважають зниження провідності плазмодесми і міжклітинного транспорту вірусу, що робить використання саліцилової кислоти особливо привабливим для загоєння і клонального мікророзмноження в культурі ізольованих тканин і органів.
У той же час у відомій нам науковій літературі мало даних про застосування саліцилової кислоти in vitro. До них відносяться праці М.Т. Упадишева, А.Д. Петрова [6, 7], які під час хіміотерапії виявили найбільшу противірусну активність саліцилової кислоти щодо вірусів різної природи ягідних і плодових культур.
Встановлено позитивний вплив саліцилової кислоти на вкорінення мікропагонів важкоукорінених сортів троянд. Рослини, акліматизовані у відкритому ґрунті, показали високу зимостійкість та високу екостійкість протягом вегетаційного періоду протягом 10 років [8].
Все це стало підставою для включення саліцилової кислоти в програму досліджень на етапі введення рослин винограду в культуру in vitro з метою покращення адаптації меристем до умов культивування та підвищення їх стійкості до вірусної інфекції.
Для відновлення із зрілих бруньок на початку лютого виділяли меристематичні експланти розміром 0,1-0,2 мм. Введення в культуру розділяли на два етапи з чергуванням твердих і рідких поживних середовищ. Саліцилову кислоту вносили в живильне середовище Мурасіге-Скуга в концентраціях 0,14; 1,4; 14,0 мг/л.
Результати дослідження показали, що у всіх досліджуваних сортів у контролі (без додавання саліцилової кислоти) відбулася повна загибель меристем – частково від інфекції, але в основному через відсутність розвитку та подальший некроз тканин. При застосуванні саліцилової кислоти сорти відрізнялися за інтенсивністю репаративної регенерації меристем. За ступенем його збільшення їх можна розмістити наступним чином: Гравесак, S04, Ferkal, 5C, Kober 5BB, RCB.
Найвищу виживаність меристем у всіх сортів спостерігали за концентрації саліцилової кислоти 1,4 мг/л. Так, для сорту Гравесак він становив 35,%; сорти S04 і Феркал - 57,1%; 5 C і Kober 5BB - 64,2%, RCB - 71,4%. При підвищенні концентрації саліцилової кислоти до 14,0 мг/л різко погіршувалася регенерація меристем. Особливо яскраво це проявилося у сортів Гравесак, Феркал, РЦБ. Більш стійкими до високих концентрацій саліцилової кислоти виявилися сорти So4, 5C і Kober 5BB.
Внесення до живильного середовища саліцилової кислоти впливало на продуктивне відновлення (нове формування пагонів) на наступному етапі самого мікророзмноження, причому цей вплив також залежав від сортових особливостей.
Проліферація почалася дуже пізно у різновиду S04 і була слабкою. Пагонів утворилося небагато, але, тим не менше, помітний явний позитивний ефект від застосування саліцилової кислоти в концентрації 1,4 мг/л – у цьому варіанті утворилося 70,5% сходів.
У сорту Kober 5BB проліферація почалася раніше, але також була слабкою та тривалою. Саліцилова кислота позитивно впливала на утворення нових пагонів як у концентраціях 1,4, так і 14,0 мг/л.
Утворення пагонів у сорту Гравесак почалося на 83-й день вирощування і було нетривалим; всі сходи (42 шт.) сформовано у варіанті з 1,4 мг/л саліцилової кислоти.
Більш тривала проліферація спостерігалася у сорту Феркал. Основна кількість пагонів утворилася у варіанті з концентрацією саліцилової кислоти 1,4 мг/л, але навіть за концентрації 0,14 мг/л утворилося 24,6 % пагонів.
Проліферація у сорту 5С почалася досить рано – на 83-й день культивування, і була тривалою. Слід зазначити, що розвиток меристем відбувався настільки інтенсивно, що деякі з них відразу пересаджували в колби для проліферації, минаючи другий етап введення.
Сорт RCB виявився найбільш гнучким при введенні в культуру тканин. Вже на 70-ту добу культивування 7 меристем пересаджували в колби, а через наступні 30 днів зрізали перші сходи. Саліцилова кислота позитивно вплинула на формування сходів: найкращий результат отримано при концентрації 1,4 мг/л, добрий при концентрації 0,14 мг/л, а при концентрації 14,0 мг/л пригнічує утворення сходів.
У таблиці наведено дані для всіх досліджуваних сортів, з яких чітко видно позитивний вплив саліцилової кислоти на новоутворення вузлів і пагонів на етапі самого мікророзмноження. Найбільшу кількість пагонів у досліді сформували та зрізали при концентрації саліцилової кислоти 1,4 мг/л -78,4%.

Таблиця
Вплив саліцилової кислоти на живцеві пагони при розмноженні виноградної підщепи, 2007 - 2008

Так, встановлено, що додавання до живильного середовища саліцилової кислоти сприяє кращому виживанню меристем на вхідній стадії, новоутворенню вузлів і пагонів на стадії власне мікророзмноження (проліферації). Оптимальна концентрація саліцилової кислоти – 1,4 мг/л. За реакцією на додавання саліцилової кислоти досліджувані сорти можна поділити на такі групи: слабочутливі: S04 і Kober 5BB; помірні реактори: Гравесак і Феркал; високореактивні: 5C і RCB.

Джерело: Мобілізація та збереження генетичних ресурсів винограду, удосконалення методів селекційного процесу: збірник наукових статей / ДУ «Всеросійський науково-дослідний інститут виноградарства і виноробства ім. Я.І. Потапенка Російської сільськогосподарської академії. - Новочеркаськ: Вид-во ГНУ ВНІІВіВ ім. Я.І. Потапенко, 2008.

Література:
1. Безрукова, М. Саліцилова кислота – регулятор росту з антистресовою активністю рослин пшениці / М. Безрукова [та ін.] // автореф. доповідь шоста міжнародна наук.конф. «Регулятори росту і розвитку рослин в біотехнології» (26-28 липня 2001 р.).-М., 2001.- С.11.
2. Воловник І.П. Холодна адаптація озимої пшениці у зв’язку з дією саліцилату / І.П. Воловник, Є.В. Аафова, С.А.Романова // автореф. доповідь 6-го міжнар. наук.конф. «Регулятори росту і розвитку рослин в біотехнології» (26 - 28 липня 200Т.-М., 2001.С.19.
3. Сосновська Т.Ф. Кислота саліцилова екзогенна – еліксир протеїназної інгібіторної системи проростків люпину вузьколистого / Т.Ф. Сосновська [та ін.] // Автореф. доповідь 6-го міжнар. наук.конф. «Регулятори росту і розвитку рослин в біотехнології» (26-28 липня 2001 р.).-М., 2001.-С65.
4. Тимофєєва О.А. Вплив саліцилової кислоти на активність лектинів за дії біотичних та абіотичних факторів на рослини / О.А. Тимофєєва, Т.В.Тріфонова, Н.А.Щадрна. //теза. доповіді шостої міжнародної наукової конференції “Регулятори росту і розвитку рослин в біотехнології” (26-28 липня 2001 р.).-М., 2001.-С65.
5. Красавіна М.С. Чи може саліцилова кислота впливати на міжклітинний транспорт вірусу тютюнової мозаїки через зміни провідності плазмодесми. / М.С.Красавіна [та ін.] //Фізіологія рослин.- 2002.-Т. 49. № 1.-С. 71-77.
6. Упадишев М.Т. Аспекти поліпшення та розмноження ягідних і плодових культур з використанням фенольних сполук /М.Т. Упадишев, А.Д. Петров.// Зб. наукових праць «Плодівництво і ягідництво Росії». - Москва, 1998.-Т. 5.-С.44-49.
7. Петрова, А. Д. Хіміотерапія та розмноження садово-городніх культур на поживних середовищах з фенолкарбоновими кислотами / А. Д. Петрова, М.Т. Упадишев // Зб. наукових праць «Плодівництво і ягідництво Росії». - М., 2000.Т 7. -С.67-72.
8. Абдрахімова, Ю.Р. Вплив саліцилової кислоти на активність електроннотранспортних шляхів дихання листків пшениці озимої / І.Р. Абдрахімова, Р.Н. Сафарова // автореф. доповідь 6-го міжн. наукової конференції “Регулятори росту і розвитку рослин в біотехнології” (26-28 липня 2001 р.).-М., 2001.-С7.