Лазерный мир

Дорошенко Н. П. Инновационные биотехнологии в виноградарстве./ Виноделие и виноградарство. 2013, № 5, с.35-37.

В лаборатории биотехнологии ВНИИВиВ им. Я. И. Потапенко исследования проводят по клональному микроразмножению перспективных сортов винограда; оздоровлению посадочного материала от вирусов, микоплазм, бактериального рака; нетрадиционной се­лекции на бессемянность; созданию коллекций генофонда винограда in vitro. Разработаны теоретические основы метода селекции винограда на бессемянность с использованием обоих бессемянных родителей и последующей культуры изолированных семяпочек in vitro.

Метод основан на предотвращении дегенеративных процессов в семяпочке при скрещивании обоих бессемянных родителей Изученные сортовые особенности эмбриогенеза определяют подбор сортов и комбинаций скрещивания. Разработаны способы определения сроков изолирования семяпочек, двойной стерилизации ягод и семяпочек перед вводом их в культуру, способ спасения полученных аномальных растений и т. д.

Разработан способ повышения жизнеспособности зародышей на ранних этапах онтогенеза под воздействием обработки регуляторами роста генеративных органов бессемянных сортов. Использование физиологически активных веществ Циркон, 6-БАП и крезацин позволяет в 2-3 раза увеличить количество нормально развитых семяпочек в ягоде, стимулирует прирост массы гибридных семяпочек на 2-9 мг, обеспечивает увеличение на 50 % количества семяпочек, содержащих развитые зародыши. Выявлен характер влияния этих препаратов на массу ягод, закладку, рост и развитие семяпочек в различных комбинациях скрещивания. В результате использования данного метода получено более 300 сеянцев по 12 комбинациям внутри- и межвидовых скрещиваний. По комплексу агробиологических и хозяйственных признаков выделены 2 сеянца из семьи Кишмиш ЦГЛхРусбол, которые могут быть использованы в дальнейшей селекционной работе с целью получения гибридных форм высокой категории бессемянности.

Разработаны способы повышения жизнеспособности пыльцы для повышения эффективности селекционного процесса при выведении бессемянных сортов винограда.

Выявлены ранее не изученные особенности формирования мужского гаметофита и возможности повышения его жизнеспособности. Показано, что в годы с неблагоприятными метеорологическими условиями во время формирования мужских гамет необходимо повышать жизнеспособность пыльцы бессемянных сортов. Установлено, что проведение зеленых операций, применение веществ химической регуляции расти­тельного организма, своевременный сбор пыльцы, оптимальные условия хранения, выявление наиболее перспективных сортов-опылителей способствуют улучшению ее жизнеспособности.

Биотехнология получения саженцев винограда, свободных от карантинных объектов, оздоровленных от возбудителей хронических болезней (вирусных, бактериальных, микоплазменных), являющихся основой для производства сертифицированного посадочного материала, включает проведение фитосанитарной селекции, отбор визуально здоровых типичных и продуктивных маточных растений, оздоровление при помощи культуры апикальных меристем при относительном размере апекса 0,1-0,2 мм, регенерацию растении из меристем.

Разработаны новые биотехнологические приемы для всех этапов размножения, начиная от формирования меристематических зон до высадки в грунт, направленные на увеличение выхода растений — регенерантов, способствующие реализации биологического потенциала оздоровленных растений.

Способ воздействия на меристемы электромагнитным облучением низкой интенсивности (СВЧ-лучи) в комплексе с узкополосным лазером обеспечивает повышение регенерационной способности меристем в 5,5 раза. Применение СВЧ- лучей на этапе микрочеренкования способствует увеличению суточной скорости роста и улучшению размерных характеристик растений более чем в 1,5 раза.

Осуществлена оптимизация состава питательных сред на отдельных этапах клонального микроразмножения при помощи регулятора роста эмистим. Доказано, что эмистим в питательную среду на этапе ввода меристем в культуру следует добавлять в концентрации 10-5-10-11, для улучшения ризогенеза — 10-10%, на этапе микрочеренкования — от 10-7 до 10-10. При переносе растений в нестерильные условия на этапе адаптации необходимо обрабатывать их эмистимом в разведении 10-7—10-10. При введении эмистима в состав питательной среды улучшаются приживаемость микрочеренков, образование и рост корней, побегов и листьев, что обеспечивает ускорение процесса клонального микроразмножения более чем на 2 недели и, как следствие, повышение его эффективности.

Усовершенствованы существующие и установлена возможность использования новых приемов световой биотехнологии, позволяющих повысить эффективность метода оздоровления и клонального размножения винограда.

Теоретическая значимость исследования — показана целесообразность пересмотра некоторых аспектов культивирования в направлении снижения энергоемкости метода клонального микроразмножения. Разработана оптимизация условий культивирования изолированных тканей винограда in vitro при помощи интенсивности освещения, изменения продолжительности фотопериода, качества излучения, в том числе в сочетании с регулятором роста растений эмистим, которая обеспечивает повышение качества, выхода мериклонов и снижение их себестоимости.

Разработан способ адаптации оздоровленных пробирочных растений винограда к нестерильным условиям среды. Подобран оптимальный почвенный субстрат, разработан режим снижения влажности воздуха в индивидуальных камерах, выявлены оптимальные способы применения и концентрации препаратов нового поколения для повышения адаптивности растений при переводе в нестерильные условия и улучшения их развития во время доращивания.

Разработана технология закладки и ведения базисных маточников, обеспечивающая высокую приживаемость и оптимальное развитие оздоровленных растений винограда в условиях песчаных почв.

Растениями, оздоровленными при помощи апикальных меристем в культуре in vitro, заложен базисный маточник на площади 3,5 га. Положено начало перевода виноградар­ства на сертифицированную основу.

Технология включает:

пространственное размещение и карантинные мероприятия, снижающие риски повторного заражения оздоровленных растений;

способ высадки вегетирующих растений в теплицу или открытый грунт, позволяющий улучшить микроклимат растений в жаркий летнии период и избежать подмерзания корневой системы зимой;

применение системы точечных подкормок сложными комплексными удобрениями и препаратами нового поколения, способствующей оптимальному развитию маточных кустов (корневой системы и побегов), накоплению большего количества запасных питательных веществ и улучшению анатомических особенностей лозы.

Таким образом, на основании разработанных методов создана технологическая цепочка, обеспечивающая процесс регенерации меристем: от меристемы к базисному маточнику.

Высажены на базисном маточнике оздоровленные при помощи культуры апикальных меристем растения сортов:

селекции института: Баклановский, Дружба, Золотинка, Каберне северный, Памяти Кострикина, Платовский, Талисман, Фиолетовый ранний, Цветочный;

донские аборигенные сорта: Кабашный, Красностоп золотовский, Косоротовский, Крестовский, Кумшацкий белый, Пухляковский, Сибирьковый, Сыпун черный, Цимладар, Цимлянский белый, Цимлянский черный и 2 его клона (1-3-13-2-3 и 1-1-61-10-3);

классические сорта Каберне Совиньон, Мерло, Пино нуар;

подвои Гравесак, Виерул 3, Кобер 5ББ, Презент, Рупестрис дю Ло, РСБ, SО4, Телеки 5С, Феркаль.

Выращивание сертифицированного посадочного материала из оздоровленного in vitro предбазового материала позволяет не только избавится от ряда фитоплазменных и вирусных болезней, но и от сосущих вредителей, таких как филлоксера и виноградный зудень. Уменьшается также вероятность присутствия на маточных растениях возбудителей эски, эутипоза и черного рака, то есть возбудителей, входящих в группу хронических вредных организмов. Благодаря этому переход на закладку промышленных насаждений сертифицированным посадочным материалом обеспечивает повышение продуктивности виноградников и продление их продуктивной эксплуатации. В случае предохранения от вторичного заражения возбудителями хронических болезней реально увеличит продуктивность будущих насаждений в 1,5-2 раза.

Источник: http://mcx-consult.ru/innovacionnye-biotehnologii-v-vinog