Способ размножения иммунноустойчивых образцов картофеля in vitro на аэрогидропонике

Изобретение относится к области биотехнологии и может найти применение при размножении иммунного исходного материала картофеля для дальнейшего семеноводства.

Известен способ, в котором клональное микроразмножение растений осуществляется в культуре in vitro путем микрочеренкования регенерантов и укоренения черенков на питательной среде, в которой в качестве источника углерода для ускорения используют фруктозу (патент №20580780, опубликован 10.06.1997 г. МПК AO1H 4/00).

Однако культивирование черенков осуществляют в гетеротрофных условиях, что удлиняет сроки получения растений - регенератов в сравнении с автотрофными условиями культивирования. Для культивирования растений в пробирках необходимо освещение в пределах 20-30 вольт. При этом питательная среда должна содержать достаточное количество органических соединений, витаминов, гормонов и микроэлементов. Биологически активные компоненты могут привезти к генетическим изменениям в процессе размножения in vitro.

Известен также способ, при котором получают устойчивый к болезням исходный материал, где культивирование проводят на питательных средах определенного состава (патент №2524424, опубликован 27.07.2014, бюл. №21 МПК АО1Н 4/00, АОН 1/00, АОН 5/00).

Однако известный способ усложнен тем, что регенеранты срезают и переносят на другую среду, где соблюдают определенную температуру и освещенность с последующим отбором болезнеустойчивых форм, что усложняет способ.

Известен способ, где регенеранты размножают путем введения в раствор глицина, активированного угля и аскорбиновой кислоты (патент №2329639 опубликован 27.07.2009. бюл. №21, МГК АО1Н 4/00).

В таком способе размножают образцы при разных температурах и освещении, что также усложняет способ.

Известно техническое решение, при котором размножение регенерантов осуществляют этиолированием проростков стерилизацией в 0,1%-ом растворе дианцида в течение 3-5 минут и дальнейшей промывкой водой, кроме того, в питательную среду клубнеобразования вносят сахарозу, феруловую кислоту, кинетин, тиамин (патент №2632938, опубликован 11.10.2017, бюл. №29, МГК АО1Н 4/00).

Данное техническое решение достаточно сложное и затратное для создания питательной среды с включением кислот и других ингредиентов.

Наиболее близким техническим решением является способ клонального размножения в автотрофных условиях на гидропонике, где в качестве питательной среды используют фруктозу, минеральные элементы путем периодического орошения оснований черенков при содержании регенерантов не менее 60 ВТ ФАР/м путем периодического их подтопления раствором (патент №2617948, опубликован 28.04.2017, бюл. 1, МГК АО1Н 4/00).

Недостатком способа-прототипа является систематическая и периодическая подкормка регенерантов, что усложняет способ и повышает затраты.

Технический результат-упрощение способа, снижение затрат.

Техническое решение заявленного объекта заключается в том, питательный раствор готовят на препарате ФЛОРОН в концентрации 0,5% с добавлением картофельного пектина в количестве 0,3-0,4% водного раствора, причем пектин готовят из картофельных очисток оздоровленных клубней того же сорта или гибрида размножаемых регенератов.

Способ осуществления следующим образом.

В состав препарата «ФЛОРОН» входят: свободные аминокислоты 4%, биостимулирующие и корнеобразующие факторы - 1,46%, цитокинины 0,03%. Общее количество органического вещества - 8%, азота - 1%. фосфора - 10%, калия - 10%, бора - 0,25%, молибдена - 0,20%.

К водному раствору «ФЛОРОН» добавляют картофельный пектин, приготовленный из здоровых клубней того же сорта. Картофельные очистки измельчают до 1*1 мм, гидролиз экстрагирования пектина растворяют в лимонной кислоте при рН-1 и оптимальной температуре 70-100°С и времени гидролиза 2-5 часов, осаждение пектиновых веществ до 96% этиловым спиртом (соотношение раствора к спирту составляет 1:1,5), отделение осажденного пектина центрифугированием и высушивании в распылительной сушилке. Содержание пектиновых веществ в кожуре картофеля в среднем составляет 14,1%.

Пектин в такой концентрации (0,3-0,4%) хорошо растворяется в водном растворе ФЛОРОНа.

Пектин -лучший органический санитар регенерантов, способный выводить из тканей молодых растений вредные микроэлементы и натуральные, яды такие как пестициды, радиоактивные элементы, тяжелые металлы и т.д.

При введении в раствор ФЛОРОНа пектин нормализует обмен веществ.

Количество раствора 0,3-0,4%, смешанное с 0,5% раствором «ФЛОРОНа» обеспечивает достаточное количество питательных веществ для нормального развития проростков. Экспериментальным путем установлено, что в период онтогенеза регенерантов сокращается на несколько дней.

Одним из основных факторов в клубнеобразовании на аэрогидропонной установке считается начало образования столонов и клубней. Эта фаза развития за собой влечет формирование клубней и, доводя их до стандартных размеров можно убирать и закладывать на хранение. Гидроаэропонная установка позволяет снимать урожай миниклубней несколько раз. В связи с этим целью наших исследований являлось доведение до стандартных размеров семенных клубней, и дать возможность росту мелких и вновь образовавшимся.

В результате проведенных исследовании выявлено, что обработка растений in vitro стимуляторами и их смесью с пектином существенно влияла на начало формирования столонов и клубней. Так как, обработка известным биопрепаратом Байкалом-ЭМ (конторль) практически не оказывала влияние на начало этой фазы, а обработка пектином несколько сдерживало, что нельзя сказать о ФЛОРОНе и ее смеси с пектином.

Обработка ФЛОРОНом ускоряла начало образования столонов и клубня на 50%, а совместное применение ФЛОРОН 0,5+ Пектин 0,3-0,4% сокращал ее на 50%. Следовательно, сорт Ред Скарлет при обработке растений пектином начал образовывать клубни на 25 дней, Байкалом-ЭМ-21 день, ФЛОРОНа 12 день, а совместное применение ФЛОРОН 0,5%+пектин 0,3-0,4% водного раствора на 6-ой и Байкал-ЭМ + пектин на 19 день. В таких же соотношениях отмечено начало формирования клубней по всем остальным сортам.

Следовательно, на начало формирования клубня существенное влияние оказали обработка ФЛОРОНом и ФЛОРОН+пектин в предлагаемых концентрациях и некоторое различие было отмечено по сортовым особенностям.

Обработка препаратами и их смесями также оказывала существенное влияние на формирование общего количества оздоровленных семенных миниклубней.

Растения, обработанные смесью ФЛОРОНа и пектина сформировали максимальные показатели по высоте растений, количеству стеблей и листового аппарата, что способствовало повышению фотосинтетической активности. На данном варианте в разрезе сортов было сформировано от 28-38 шт/растение стандартных клубней. На варианте с обработкой смесью (ФЛОРОН+пектин) количество клубней удваивалось. Максимальное количество стандартных, свободных от вирусных болезней семенных клубней было сформировано по гибриду 10.3/228 70 шт. / 1 растение.

Полученный семенной материал обладает устойчивостью к комплексу болезней за счет введения в раствор пектина, приготовленного из оздоровленных клубней, и может быть использован в дальнейших селекционных целях. При этом снижаются затраты на различные дорогостоящие ингредиенты, упрощается способ размножения гибридных растений.