IMPROVEMENT OF POTATOES BY THE CHEMOTHERAPY METHOD IN CULTURE OF IN VITRO

Рябцева Т.В.¹, Куликова В.И.², Илькевич О.Г.³

¹ Кандидат сельскохозяйственных наук, ² кандидат сельскохозяйственных наук, ³ младший научный сотрудник, Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Кемеровский научно-исследовательский институт сельского хозяйства»

ОЗДОРОВЛЕНИЕ КАРТОФЕЛЯ МЕТОДОМ ХИМИОТЕРАПИИ В КУЛЬТУРЕ IN VITRO

Аннотация

В статье изложены результаты научно-исследовательской работы по использованию ингибиторов вирусов при оздоровлении картофеля методом апикальной меристемы на базе ФГБНУ «Кемеровский НИИСХ». Изучено 9 сортов картофеля и 3 ингибитора вирусов, выделены лучшие концентрации противовирусных препаратов для успешной регенерации меристем картофеля в культуре in vitro.

Ключевые слова: оздоровление, меристема, ингибиторы вирусов, вирусы, иммуноферментный анализ.

Ryabtseva T.V.¹, Kulikova V.I.², Ilkevich O.G.³

¹ PhD in Agriculture, ² PhD in Agriculture, ³ junior researcher, Federal the State Budgetary Scientific Institution «Kemerovo Research Institute of Agriculture»

IMPROVEMENT OF POTATOES BY THE CHEMOTHERAPY METHOD IN CULTURE OF IN VITRO

Abstract

In article results of research work on use of inhibitors of viruses at improvement of potatoes are stated by method of an apikalny meristem on the basis of FGBNU "the Kemerovo NIISH". 12 grades of potatoes and 3 inhibitors of viruses are studied, optimum concentration of antiviral preparations for successful regeneration of meristems of potatoes in culture of in vitro are marked out.

Keywords: improvement, meristem, inhibitors of viruses, viruses, immunofermental analysis.

Сорта картофеля, созданные в селекционных учреждениях является носителями патогенов в латентной форме, которые передаются клоновому потомству. Освобождение семенного картофеля от вирусной и бактериальной инфекций а также от других болезней, сохранение высокопродуктивных качеств сортов обеспечивается системой безвирусного семеноводства картофеля. Основная её задача это оздоровление и ускоренное размножение безвирусного материала с последующим включением в процесс репродуцирования.

Особое значение при оздоровлении картофеля методом апикальной меристемы в сочетании с химиотерапией является подбор препаратов подавляющий вирусный патогенез и их концентраций, с учётом сортовых особенностей и степени поражения патогенами сортов картофеля (Лапшинов Н.А., Рябцева Т.В., Куликова В.И., Аношкина Л.С. 2014) [1, 2].

Применение веществ как синтетического, так и природного происхождения, которые способны ингибировать развитие вирусов картофеля, допустимо только в том случае, если они не окажут губительного действия на клетки растений и не приведут к изменению их генетического аппарата.

Целью исследований являлось - изучить влияние ингибиторов вирусов при оздоровлении картофеля в культуре in vitro, обеспечивающих максимальный выход растений регенерантов свободных от вирусного патогенеза.

Исследования проведены в 2011 – 2014 гг. на базе лаборатории селекции, биотехнологии и агротехники картофеля ФГБНУ «Кемеровский НИИСХ». Для оздоровления сортов картофеля отбирали клубни здоровых растений по визуальной оценке, но имеющие положительную реакцию на вирусы по результатам ИФА. Объектами изучения послужили: 9 сортов картофеля (Танай YВК, МВК; Кемеровчанин YВК, МВК; Елизавета ХВК, SВК, МВК; Красавчик ХВК, SВК, МВК; Рябинушка ХВК, SВК, МВК, YВК, Жуковский ранний YВК; Антонина ХВК, SВК, МВК, YВК; Лазарь YВК; Каменский МВК), 3 ингибитора вирусов (виразол, хитозан, интерферон). Ингибиторы вирусов добавляли в питательную среду в чистом виде (концентрации: 0,1 %, 0,05 %, 0,01 %) и при сочетании препаратов.

Результаты и обсуждения

Исследованиями проведенными Ж.В. Блоцкой (2000) установлено, что свободная от вирусной инфекции часть апикальной меристемы, очень мала – 0,1 – 0,3 мм (Блоцкая Ж.В. 2000) [3]. Вычленение апексов маленьких размеров ведет к трудностям регенерации меристем, больших размеров повышают приживаемость регенерантов, сокращают сроки регенерации, но не способствуют освобождению от вирусной инфекции.

В биотехнологическом цикле культивирования растений картофеля наиболее ответственным этапом является введение меристем в культуру in vitro. На данном этапе необходимо добиться хорошего роста и развития меристем, а также подавления вирусного патогенеза.

Применение ингибиторов вирусов при оздоровлении картофеля методом апикальной меристемы в сочетании с химиотерапией, благоприятно повлияло на приживаемость меристем изучаемых сортов. Самая низкая жизнеспособность меристем от 8,3 % до 25,0 % выявлена при добавлении в питательную среду виразола (0,01 %) и интерферона (0,01 %, 0,05 %). Максимальное количество меристем тронувшихся в рост отмечали в двух вариантах опыта при совместном добавлении препаратов: виразол (0,01 %)+интерферон (0,05 %)+хитозан (0,05 %) – 46,9 %, интерферона (0,1 %)+хитозана (0,1 %) – 47,9 %.

При проведении диагностики растений регенерантов на наличие инфекции методом иммуноферментного анализа было установлено, что подавление вирусной инфекции по вариантам опыта различно. Наименьшее количество оздоровленных растений регенерантов получили при добавлении виразола (0,01 %) – 3,2 % и интерферона (0,05 %) – 9 %. Средние величины данного показателя получили при применении ингибиторов вирусов в чистом виде и сочетании двух препаратов, они были близки и составили от 10,5 % до 22,7 %. Наибольшее число растений регенерантов свободных от вирусной инфекции получили при совместном применении трех препаратов от 38,6 %.до 41,0 % (рисунок).

При оздоровлении картофеля методом апикальной меристемы в сочетании с химиотерапией установлены оптимальные концентрации ингибиторов вирусов, при совместном использовании препаратов, для регенерации меристем сортов: Танай – виразол (0,01 %)+интерферон (0,01 %)+хитозан (0,01 %); Жуковский ранний и Фиолетовый – виразол (0,01 %)+интерферон (0,05 %)+хитозан (0,05 %); интерферон (0,1 %)+хитозан (0,1 %); Красавчик – виразол (0,01 %)+интерферон (0,05 %)+хитозан (0,05 %) (таблица 1).

Применение противовирусных препаратов увеличило приживаемость меристем у сортов: Елизавета до 32,4 %; Лазарь – 68,7 %, Танай от 25,0 до 66,0 %, Антонина от 33,0 до 66,0 %, Жуковский ранний и Кемеровчанин до 100 %.

На приживаемость меристем влияние оказали взаимодействие факторов: сортовые особенности и противовирусный препарат – 29,62 %; сортовые особенности и степень поражения вирусами – 23,80 %; степень поражения вирусами и выбор ингибитора вирусов – 14,54 %.

Таблица 1 – Приживаемость меристем сортов картофеля оздоровленных с применением ингибиторов вирусов (лучшие варианты 2011-2014 гг.)

* хит. – хитозан, инт. – интерферон, вир. - виразол

Среди изучаемых генотипов наиболее активными в росте и развитии меристем оказались сорта картофеля ранней и среднеранней групп спелости Танай, Лазарь, Кемеровчанин, жизнеспособность которых составила 22,2 %, 27,7 % и 28,9 % соответственно.

Таким образом, для успешной регенерации меристем и подавления вирусов, как отдельных, так и их комплексов выявлены наилучшие концентрации ингибиторов вирусов, применяемые как в чистом виде (хитозан 0,01 %, интерферон 0,05 %, 0,1 %) так и при сочетании препаратов (виразол 0,01 % + хитозан 0,05 % + интерферон 0,05 %; виразол 0,01 % + хитозан 0,01 % + интерферон 0,01 %; хитозан 0,1 % + интерферон 0,1 %;), позволяющие получить в зависимости от сорта от 25 до 100 % оздоровленных растений картофеля и сократить сроки введения новых сортов и гибридов в культуру in vitro.

 

Литература

1. Лапшинов Н.А. Технология оздоровления и ускоренного размножения картофеля (методическое пособие)/Н.А. Лапшинов, В.И. Куликова, Т.В. Рябцева и др. – Кемерово, 2014. - 44 с.
2. Рябцева Т.В. Эффективность применения противовирусных препаратов при оздоровлении картофеля/Т.В. Рябцева, В.И. Куликова, Л.С. Аношкина//Картофелеводство. Сборник научных трудов. Матер. междун. науч.-практ. конфер. «Методы биотехнологии в селекции и семеноводстве картофеля» / ГНУ ВНИИКХ Россельхозакадемии; - М., 2014. – С. 212-217.
3. Блоцкая Ж.В. Вирусные, вироидные и фитоплазменные болезни картофеля.// Ж.В. Блоцкая - Минск: Тэхналогiя, 2000. – 119 с.

References

1. Lapshinov of N. A. Tekhnologiya of improvement and the accelerated reproduction of potatoes (a methodical grant) / N. A. Lapshinov, V. I. Kulikova, T. V. Ryabtseva, etc. – Kemerovo, 2014. - 44 pages.
2. Ryabtseva T.V. Effektivnost of application of antiviral preparations at improvement of potatoes / T.V. Ryabtseva, V. I. Kulikov, L.S. Anoshkina//Potato growing. Collection of scientific works. Mater. междун. науч. - практ. konfer. / I BEND "Biotechnology methods in selection and seed farming of potatoes" VNIIKH Rosselkhozakademii; - M, 2014. – Page 212-217.
3. Blotskaya Zh.V. Viral, viroidny and phytoplasma diseases картофеля.//Zh.V. Blotskaya - Minsk: Tekhnalogiya, 2000. – 119 pages.