Сборник материалов «миссия молодежи в науке республики казахстан»

121

 

 

УДК 581.4 

 

Г.Б. Сарсенбаева, Г.Н. Кузьмина  

Восточно-Казахстанский государственный университет имени 

С. Аманжолова,  г. Усть-Каменогорск, Казахстан 

 

РАЗМНОЖЕНИЕ ОСИНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ (POPULUS TRÉMULA L.)  

МЕТОДАМИ БИОТЕХНОЛОГИИ 

 

Для семенных растений характерно два способа размножения: семенной 

и вегетативный. Оба этих способа имеют как преимущества, так и недостатки. 

К  недостаткам  семенного  размножения  следует  отнести  генетическую 

пестроту  получаемого  посадочного  материала  и  длительность  ювенильного 

периода.  При  вегетативном  размножении  сохраняется  генотип  материнского 

растения и сокращается продолжительность ювенильного периода. 

Однако для большинства видов, в первую очередь для древесных пород 

проблема вегетативного размножения остается до конца не решенной. 

Осина  –  быстрорастущая  древесная  порода,  возраст  спелости  ее 

древостоев  наступает  в  2-2,5  раза  быстрее  чем  у  хвойных  пород  и  дуба. 

Древесина здоровой осины пользуется большим спросом как строительный и 

поделочный  материал,  а  также  в  спичечной,  целлюлозно-бумажной 

промышленности, производстве мебели и т.д. в большинстве стран, таких как 

США,  Италия,  Франция,  Великобритания,  Венгрия,  Словакия.  В  Канаде 

осина  признана  одним  из  самых  популярных  источников  баланса  для 

целлюлозно-бумажной промышленности и деревообработки [1]. 

К  сожалению,  осина  сильно  поражается  грибными  болезнями 

вызывающими  сердцевинную  гниль  стволов,  вследствие  чего  древесина 

осиновых древостоев характеризуется весьма низкой товарностью. Особенно 

сильно  поражается  осина  грибами  после  30-40  лет,  поэтому  и  возраст 

технической  спелости  и  рубки  осинников  установлен  в  40  лет.  Таким 

образом,  осина,  с одной стороны,  полезнейшее дерево,  если  оно  здоровое,  с 

другой  -  сорняк,  понижающий  экономический  и  экологический  потенциал 

лесов республики Казахстан.  

Размножение осины семенами -  задача не из легких, так как они быстро 

теряют  всхожесть.  Кроме  этого,  при  размножении  семенами,  полученное 

потомство будет наследовать ценные качества лишь частично.  

Вегетативное размножение осины путем черенкования затруднено из-за 

плохой  укореняемости  осины,  также  при  черенковании  имеется  опасность 

распространения  скрытых  инфекций,  которые  проявляются  в  лесных 

культурах.  

Достижения  в  области  культуры  клеток  и  тканей  привели  к  созданию 

принципиально 

нового 

метода 

вегетативного 

размножения 

- 

микроклональное размножение.  

Впервые  этот  метод  применил  французский  исследователь  Ж.Морель  в 

122

 

 

1960  г.  для  размножения  орхидей.  Из  исходного  экспланта  ему  удалось  в 

течение года получить около четырех миллионов новых растений, свободных 

от инфекции. [2]. 

По сути микроклональное размножение протекает в пробирке в условиях  

in  vitro,  где  из  клеток  можно  получить  огромное  количество  оздоровленных 

растений.  

Преимуществами  этого  метода  являются  оздоровление  растений  от 

грибных  и  бактериальных  патогенов,  вирусных  инфекций  и  возможность 

размножения и укоренения растений. [3] 

В  условиях  интенсификации  озеленения  г.  Усть-Каменогорск  все 

большее  значение  приобретает  разработка  эффективных  технологий 

производства высококачественного посадочного материала древесных пород, 

особенно быстрорастущих, с использованием биотехнологических приемов.  

Внедрение  этих  приемов  в  лесоводстве  позволяет  не  только  повысить 

морфогенетический  потенциал  насаждений,  ускорить  создание  новых 

генотипов  с  ценными  признаками,  но  и    повысить  эффективность  отрасли  в 

целом. 

Целью  нашего  исследования  является  освоение  и  усовершенствование 

методов  биотехнологии  для  получения  здорового  посадочного  материала 

осины в условиях Восточного Казахстана. 

Поставлены  такие  задачи,  как  разработка  наиболее  эффективных 

приемов  регенерации  осины  обыкновенной,  освоение  технологии 

размножения  ценных  клонов  осины  методом  «in  vitro»,  изучение  влияния 

питательных  сред  Мурасиге-Скуга  (MS)  и  Woody  Plant  Medium  (WPM), 

получение  достаточного  количества  клонового  посадочного  материала  для 

практического использования в питомниках.  

Программой нашего исследования является освоение методов клеточной 

биотехнологии  для  размножения  и  получения  высококачественного 

посадочного  материала  осины  в  условиях  in  vitro,  получение  хорошо 

растущей  стерильной  культуры  из  изолированных  апикальных  и  боковых 

меристем  осины,  подбор  оптимальных  условий  культивирования  изолиро- 

ванных  эксплантов,  обеспечивающих  получение  растений-регенерантов 

осины путем активации развития уже существующих в растении меристем. 

Объектом исследования является осина обыкновенная (Populus trémula L.). 

Для  клонального  микроразмножения  в  качестве  первичного  экспланта 

использовали молодые побеги.  

В  основе  исследования  используется  методика  для  размножения  осины  в 

условиях  in  vitro,  разработанная  отделом  биотехнологии  и  цитохимии 

Башкирского филиала АН СССР и Института физиологии растений АН СССР [4]. 

В  опыте  был  использован  основной  метод  клонального  микроразмно-

жения растений - это активация развития уже существующих в растении ме-

ристем. 

В  качестве  первичного  экспланта  были  использованы  вегетативные 

почки с молодых побегов 

123

 

 

Для выращивания регенерантов осины использовали питательную среду 

Мурасиге - Скуга (MS). Состав среды Мурасиге - Скуга приводится в таблице 1.  

 

Таблица 1 – Состав питательной среды Мурасига и Скуга (MS) 

 

Компоненты питательной среды Мурасиге-

Скуга (MS) 

Концентрация, мг/л 

Макросоли,  мг на 1 л маточного раствора 

NH

4

NO

3 

1650 

KNO3 

1900 

CaCh * 2Н

2

0 

440 

MgSÖ

4

 * 7Н

2

0 

370 

КН

2

РО

, 

170 

Na

2

 ЭДТА 

37,3 

FeS0

4

 *7Н

2

0 

27,95 

Микросоли, мг на 1 л маточного раствора 

НЗВОЗ

 

6,2 

MnS0

4

 * 4Н

2

0 

22,3 

ZnS0

4

 * 7 Н

2

0 

8,6 

KI 

0,83 

Na

2

Moö

4

 * 2Н

2

0 

0,25 

CuS0

4

 *5Н

2

0 

0,025 

СоС1

2

 *6Н

2

0 

0,025 

Глицин 

2,0 

Мезоинозит 

100 

Никотиновая кислота 

0,5 

Пиридоксин - IIC1 

0,5 

Тиамин - HCl 

1,0 

Сахароза 

30000 

 

Для  нарезки  черенков  использовали  однолетние  побеги.  Для 

стерилизации  нарезанные  черенки  помещали  в  марлевые  мешочки  и  в 

ламинар-боксе погружали в 0,2%-й раствор диацида на 20 минут. После этого 

черенки  промывали  в  3-5  объемах  стерильной  дистиллированной  воды  и 

слегка  подсушивали.  Затем  готовили  черенки  для  введения  в  культуру  in 

vitro: 

1)отделяли часть побега от почки (верхнюю часть); 

2)снимали  чешуйки  с  поверхности  почки,  отделяли  листочки  от 

меристемы; 

3)отделяли  меристему  от  побега  вместе  с  небольшой  частью  основания 

(посадка на ножке). 

Готовый  растительный  материал  с  помощью  длинного  пинцета 

помещали в питательную среду MS, содержащую БАП (0,5 мг/л) и НУК (0,02 

мг/л).  Пробирки  закрывали  фольгой  и  ставили  в  световую  комнату. 

124

 

 

Образовавшийся  в  пробирках  конгломерат  побегов  делили,  удаляли 

скальпелем  листочки  и  черенковали  на  сегменты  стебля  с  одной  или  двумя 

пазушными  почками.  После  чего  переносили  на  свежую  питательную  среду 

MS, содержащую БАП (0,1 мг/л). После 3-х пассажей микропобеги укореняли 

in vitro, добавляя в питательную среду ИМК в концентрации 2 мг/л (табл. 2). 

 

 

Регенеранты  выращивали  в  световой  комнате  в  течение  30  суток  при 

23°С, 24 часовом фотопериоде (круглосуточное освещение) и интенсивности 

освещения 1250 люкс. 

В результате проведенной нами работы мы имеем образование каллусной 

ткани в 10 пробирках. Рис.1. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1 – Образование каллусной ткани 

Таблица  2  –  Состав  питательной  среды  на  2  этапе  клонального 

микроразмножения 

 

Состав 

среды 

Введение в 

культуру 

Микрочерен-

кование 

Каллусо-

генез 

Образование 

растений- 

регенерантов из 

каллуса 

Мурасиге

-Скуга (MS) 

+ 

+ 

+ 

+ 

БАП мг/л 

0,5 

 

 

 

НУК мг/л 

0,02 

- 

 

 

ИМК 

мг/л 

- 

- 

- 

 

2,4-Д 

мг/л 

- 

- 

 

 

125

 

 

Ожидается  что  с  полученными  каллусными  тканями  будет  продолжена 

работа  по  получению  микропобегов  и  дальнейшее  их  укоренение  после 

разделения. 

 

Список литературы 

 

1. Карпачевский, М.Л.  Законодательные  инструменты  для  сохранения  биологи- 

ческого  разнообразия  при  рубках  леса  /  М.Л.  Карпачевский  //  Устойчивое 

лесопользование. - 2007. - №1(13). - С. 18-23. 

2. Куликов П.В., Филиппов Е.Г. О методах размножения орхидных умеренной зоны в 

культуре in vitro// Бюллетень Главного ботанического сада. М.: Наука, 1998. С. 125-131. 

3.  Шевелуха  В.С.,  Калашникова  Е.А.  и  др.  Лабораторно-практические  занятия  по 

сельскохозяйственной биотехнологии. Методические указания.  – 2- издание. Москва, изд-

во МСХА, 2004 

4. СССР С 12N5/Описание изобретения к авторскому свидетельству Государственный 

Комитет  по  изобретениям  и  открытиям  при  ГКНТ  СССР  Отдел  биохимии  и  цитохимии 

Башкирского филиала АН СССР и Институт физиологии растений АН СССР.  Somatic cell 

differentiation and raped clonal propagation of aspen, 1983. С. 131-135. 

 

 

УДК 633.491:636.089.2 

 

О.К. Целищева, Г.Н. Кузьмина, А.Т. Кайсенова 

Восточно-Казахстанский государственный университет имени 

С. Аманжолова, г. Усть-Каменогорск, Казахстан 

 

ИЗУЧЕНИЕ И ПОДБОР СОРТОВ INVITRO ДЛЯ ОРИГИНАЛЬНОГО 

СЕМЕНОВОДСТВА 

 

В условиях Восточно-Казахстанского региона все сорта картофеля, ранее 

возделываемые клубнями, прошли производственное испытание, но в связи с 

организацией оригинального, элитного и репродуктивного семеноводства их 

надо  проверить  и  подобрать  такие,  которые  были  бы  адаптированы  к 

местным  условиям  при  ведении  оригинального  (первичного)  семеноводства 

на базе использования биотехнологических методов[1]. 

Крестьянское 

хозяйство, 

которое 

намечено 

как 

частное 

элитпроизводящее предприятие, не имеет на данный момент теплиц и других 

сооружений,  позволяющих  получать  из  микрорастений  invitro  первые 

меристемные  клубни.  В  связи  с  этим,  хозяйство  дорабатывает  в  условиях 

Восточного  Казахстана  ранее  проверенный  способ  получения  первого 

меристемного  потомства  сразу  в  полевых  условиях,  при  организации 

качественного  ухода  за  микрорастениями  (капельный  или  мелко-капельный 

полив)  и  частично  механизированной  обработки  почвы  перед  посадкой,  в 

течение  вегетации  и  перед  уборкой  в  период  обработки  посевов  от 

переносчиков вирусных и других заболеваний. 

Для  подбора  сортов  под  такую  технологию  нами  были  завезены 

126

 

 

сертифицированные  меристемные  растения  14  сортов  из  «ВНИИКХ  им. 

Лорха»  (г. Москва), российской и иностранной селекции, и «КАЗНИИКОХ» 

(г.  Алма-Ата),  казахстанской  селекции  [2,  3],  как  ранее  возделываемые  в 

области, так и новые перспективные (рисунок1). 

 

 

 

Рисунок 1 – Растения картофеля invitro 

 

Все сорта были размножены в лаборатории биотехнологии университета 

и  к  полевым  работам  общее  количество  меристемных  растений  по  всем 

сортам составило6 000. Высадка микрорастений была проведена с 15 мая по 1 

июня.  Приживаемость  в  весенне-летней  теплице  после  снятия  пленочной 

крыши в среднем по всем сортам составила 95% (рисунок 2). 

 

 

 

Рисунок 2 – Растения invitro в условиях весенней теплицы 

 

В  течение  вегетации  ежедекадно  проводились  обработки  от 

переносчиков  вирусных  заболеваний,  поливы,  рыхления.  В  период цветения 

проведена  проверка  растений  методом  иммунно-ферментного  анализа  на 

скрытое  вирусоносительство  [4].  За  две  недели  до  уборки  была  срезана  и 

удалена  ботва,  а  растения  продолжали  обрабатывать  от  переносчиков  и 

болезней, так как некоторые сорта после удаления ботвы продолжали давать 

рост новым листьям. Уборку проводили вручную с одновременным отбором 

клонов I года[5], результаты приведены в таблице1. 

127

 

 

Таблица  1  –  Индивидуальная  продуктивность  сертифицированных  сортов 

invitro при получении первого меристемного потомства в 2013-2014 годах 

 

№ 

Сортаin 

vitro 

Индивидуальная 

продуктивность 

Выход семенной фракции в % 

2013 г. 

2014 г. 

2013 г. 

2014 г. 

по 

количес

тву 

клубней 

по 

весу 

клуб-

ней 

по  

количес

тву 

клубней 

по  

весу 

клуб-

ней 

Российская селекция 

1 

Жуковский 

ранний 

1,03±0,05  1,21±0,06 

72,2 

58,2 

60,8 

50,4 

2 

Невский 

1,33±0,07  1,40±0,07 

73,6 

53,3 

75,6 

52,1 

3 

Брянский 

деликатес 

1,20±0,06  1,25±0,06 

87,4 

66,7 

81,4 

66,7 

4 

Белоснежка  1,01±0,05  1,20±0,06 

87,3 

63,4 

85,0 

62,2 

5 

Майя 

1,20±0,06  1,60±0,08 

85,6 

58,3 

84,2 

56,3 

6 

Алѐна 

1,22±0,06  1,42±0,07 

72,2 

47,6 

74,1 

49,3 

Казахстанская селекция 

7 

Аксор 

1,27±0,06  1,40±0,07 

72,5 

37,0 

73,7 

39,0 

8 

Жанасай 

1,70±0,09  1,98±0,10 

58,3 

38,3 

59,1 

36,4 

9 

Тамыр 

1,84±0,09  1,92±0,05 

52,0 

29,3 

50,3 

28,4 

10  Улан 

1,90±0,10  2,20±0,11 

65,7 

36,8 

66,5 

36,8 

Иностранная селекция 

11  Санте  

2,24±0,11  2,41±0,10 

86,5 

64,3 

87,5 

60,4 

12  Латона 

1,23±0,06  1,50±0,08 

80,0 

59,3 

82,3 

61,2 

13  Ароза 

2,44±0,12  2,60±0,01 

71,1 

56,1 

70,5 

55,2 

14  Розара 

1,70±0,09  1,80±0,09 

66,7 

41,2 

68,7 

42,3 

 

Данные  учета  индивидуальной  продуктивности  показали,  что  она 

колебалась по сортам в пределах 1,0 - 2,60 кг/куст и содержанием клубней от 

9,0  до  20,8  штук  на  куст,  а  выход  семенной  фракции,  удобной  для  посадки 

механизированным  способом,  от  29,3  до  66,7%  по  весу  и  52,0-87,4%  по 

количеству клубней. 

Российские сорта имели индивидуальную продуктивность от 1,03 до 2,60 

128

 

 

кг/куст и количество клубней от 9,0 до 20,8. Все ранее возделываемые сорта, 

а особенно такой, как Невский, хорошо адаптированные к условиям региона, 

дали не плохие результаты. 

Из сортов иностранной селекции выделился по продуктивностиАроза, у 

которого  соответственно  продуктивность  составила  2,44-2,60  кг/куст.  Этот 

сорт  отличался  от  остальных  красивым  товарным  видом  клубней.  Кроме 

неговыделился  ранее  районированный  сорт  Санте,  который  имел 

индивидуальную продуктивность 2,24 и 2,41 кг/куст. 

Из сортов Казахстанской селекции наиболее выделился сорт Улан (1,90-

2,20 кг/куст). 

Этот  краткий  анализ  исследований  показал,  что  по  наибольшей 

продуктивности  сорта  располагаются  в  следующем  порядке:  Ароза,  Санте, 

Улан,  Тамыр,  Жанасай  и  Розара.  Остальные  имели  продуктивность  в 

пределах немного более килограмма. 

В  связи  с  тем,  что  выращивание,  как  пробирочных  растений,  так  и 

клонов  I  и  II  годов  необходимо  полностью  перевести  на  механизированную 

технологию,  основное  значение  имеет  выход  семенной  фракции.  А  по 

результатам  наших  исследований  он  недостаточный  по  весу  и  средний  по 

количеству  клубней.  Это  указывает  на  то,  что  для  выделившихся  сортов  и 

имеющих  большое  количество  крупной  фракции,  необходимо  подбирать 

схему  посадки,  при  которой  будет  увеличен  выход  семенной  фракции. 

Испытываемые  сорта  были  высажены  широкорядным  способом  с 

расстоянием  между  растениями  в  ряду  35  см.,  исключительно  хорошим 

поливом  и  уходом,  большим  количеством  естественных  осадков  в  течении 

двух лет, что дало возможность оценить их максимально по продуктивности. 

Но для использования этих сортов в технологии получения первого и второго 

меристемного  потомства,  необходимо  отработать  способ  посадки,  дающий 

одновременно высокую продуктивность и большой выход семенной фракции.  

 

Список литературы 

 

1

 

Методы  оценки  оздоровленных  сортов  и  меристемных  линий  в  элитном 

семеноводстве  картофеля  /  Б.А.  Писарев  [и  др.];  под  ред.  Е.Я.  Заграй.  –  М.: 

Информагротех, 1991. 

2

 

Симаков  Е.А.  Новые  технологии  производства  оздоровленного  исходного 

материала в элитном семеноводстве картофеля / Е.А. Симаков, А.И. Усков, Ю.А. Варицев. 

– М.: Агропрогресс. – 2000. 

3

 

Трофимец  Л.Н.  Безвирусное  семеноводство  картофеля:  Рекомендации  /  Л.Н. 

Трофимец, В.В. Бойко, Б.В. Анисимов. – М.: Агропромиздат, 1990. – 31 с. 

4

 

Контроль  качества  и  сертификация  семенного  материала:  практическое 

руководство / А.М. Малько [и др.]; под ред. И.С. Горячева, В.И. Сидорова. – М.: МСХ РФ, 

2003. – 315 с. 

5

 

Зыкин  А.Г.  Эффективность  комплексного  применения  культуры  меристем  и 

клонового  отбора  в  первичном  семеноводстве  картофеля  //  Вопросы  картофелеводства: 

Материалы  науч.-практической  конф.  «Научное  обеспечение  картофелеводства  России: 

состояние,  проблемы».  ВНИИКХ,  8-10  октября  2001  г.  Науч.тр.  /  ВНИИКХ.  – 

Россельхозакадемия, 2001. – С. 290-291. 

129

 

 

ӘОЖ 581.5  (574.25) 

 

Ә.Б. Шайхимова 

Павлодар мемлекеттік педагогикалық институты, Павлодар қ., Қазақстан 

жүктеу/скачать 7,92 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: