Актуальность темы. Тюльпан - культура, которая по праву занимает одно из ведущих мест в отечественном цветоводстве. Это во многом связано с высокими декоративными качествами цветка и комплексом биологических особенностей тюльпана, которые позволяют получить весьма эффективную срезочную цветочную продукцию в условиях закрытого и открытого грунта, и также использовать его как горшечную культуру, при этом для выгонки требуются незначительные энергетические затраты. В озеленении же, при умелом подборе сортов -это ярко окрашенный наряд садов, парков, скверов и клумб в течение 2-2,5 весенних месяцев.
Промышленное цветоводство в нашей стране базируется на сортах тюльпанов, завезенных из-за рубежа. •
На основании результатов интродукции и сортоязучения тюльпанов установлено, что в условиях влажно-субтропического климата они имеют целый ряд недостатков : сильно поражаются вредителями, грибными болезнями, вирусом пестрения, многие зарубежные высокодекоративные сорта имеют низкий коэффициент ..размножения.
Эти причины значительно снижают эффективность в.озделывания тюльпанов в Черноморской зоне, где температурные условия и световой режим позволяют получать цветы на срез почти в течение полугода - в декабре-феврале в теплицах и легких пленочных укрытиях, в феврале-апреле - в условиях открытого грунта. В связи с этим актуальным .стал вопрос, создания отечественных сортов тюльпанов, менее требовательных в культуре, более устойяивых к вредителям и болезням и более урожайных во влажно-субтропической зоне Черноморского побережья России в сравнении с существующими.
Получение сортов и форм сельскохозяйственных культур, устойчивых к неблагоприятным экологическим факторам, различным заболеваниям и вредителям - важнейшая задачаселекции.
Вовлечение в селекционный процесс диких и полудиких видов - путь расширения генетического базиса и один из приемов решения поставленной задачи. Однако известно, что при межвидовых и разно-геномных скрещиваниях, в том числе .и тюльпанов, лимитирующим фактором является развитие зародыша, которое останавливается из-за слабого развития эндооперма. В результате образуются маложизнеспособные или нежизнеспособные гибридные семена.
В преодолении трудностей, связанных с получением устойчивых гибридных форм при отдаленной гибридизации тюльпанов, а такжввсЬШ С длительным ювенильным периодом, затягивающим получение сорта до 20-25 лет, существенную помазь может оказать метод культуры изолированных зародышей.
Цель ц задачи иоследдаций. Целью настоящей работы явилось изучение возможностей использования метода культуры изолированных зародышей тюльпанов для получения полноценных растений селекционных форм от отдаленных скрещиваний и сокращения'сроковселекционного процесса.
Для этого решались следующие задачи :
1. Подбор условий стерилизации исходного растительного материала ;
2. Изучение сроков изоляции зародышей, наиболее благоприятных для успешного их развития /и и^го';
3. Определение оптимальных факторов культивирования зародышей для обеспечения наибольшего коэффициента размножения и формирования ынкролуксвиц о целью повышения сохранности гибридных генотипов в ускорения их размножения :
- состав питательной среды ;
- регуляторы роста ; углеводы ;
- световой и температурный режимы ;
4. Разработка схемы технологического процесса получедия полноценных гибридных сеянцев из изолированных зародышей тюльпанов.-Научная новизна исследований. Впервые в нашей стране показана возможность использования метода культуры зародышей в селекции тюльпанов. Для этого подобраны питательные среды, режимы культивирования зародышей от введения в условия ¡ь п'Но до формирования микролуковиц, что послужило основой для разработки технологической схемы получения полноценных гибридных сеянцев из изолированных зародышей 'тюльпанов.
Показано преимущество в получении новых йибридных форм тюльпанов в сравнении с традиционной схемой при включении этого метода в селекционный процесс.
Практическая ценность работы. Разработанные методические приемы и последовательность операций при выратрвании - расте-
ний и микролуковиц тюльпанов ¡ч у'Лго позволяет получить полноценные гибридные сеянцы из недоразвитых зародышей в отдаленных комбинациях скреп^вания и сохранить генофонд.
Использование модифицированных питательных сред в сочетании с различными режимами культивирования обеспечивает получение от одного зародыша до 10 и более проростков и до 30 микролуковиц генетически однородного материала, что повышает сохранность но-' вообразований и ускоряет их размножение.
Модифицированный применительно к тюльпанам метод культуры изолированных зародышей повышает эффективность селекционных исследований и рекомендован селекционерам для практического применения.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на расширенных заседаниях методического совета ВНИИ цветоводства и субтропических культур (1993-1996 гг.).заседаниях
ученого совета ШШЦиСК, на научно-практической конференции молодых ученах "Основные проблемы научного обеспечения развития цветоводства, садоводства и субтропического растениеводства в условиях рыночной экономики" (Сочи, 1996),
Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 3 печатные работы.Получена приоритетная справка JS 96II637I/I3 от 08.08.96 на изобретение "Способ получения полноценных растений и микролуковиц из изолированных зародышей тюльпанов".
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 3 глав, заключения, выводов и рекомендаций, списка литературы. Текст диссертации изложен на 139 листах машинописного текста, со' держит 25 таблиц, 16 рисунков. Список используемой литературы включает 232 наименования, в том числе 83 иностранных.
…
ВЫВОДЫ
1. В качестве стерилизующих вешеств при введении в культуру ткани изолированных зародышей тюльпанов лучшими являются 0,1 % раствор хлорамина "Б" при экспозиции 15 минут или 0,2 % дегмин при экспозиции 20 минут.
2. Установлено, что изоляцию зародышей от материнского растения возможно проводить не ранее чем на 53-56 день после опыления, что свяааво с замедленной. дифференциацией зародыша..
-3. Лучшую жизнеспособность проростков и увеличение процента их выхода в культуре ин витро обеспечивает использование зародышей размером 1,5-3 ш.
4. Оптимальной средой для введения зародышей в культуру ин витро установлена среда Ван-Гофа.
5. Для развития изолированных зародышей' тюльпанов на этапе получения регенерирующих побегов и дополнительных проростков наиболее эффективными регуляторами роста являются 6-бензилсаминопурян
в концентрации ^Омг/л в сочетании с 0,15 мг/л НУК.
6. На формирование бульбообразуюпшх побегав стимулируюшее действие оказывает двенадцатияедельное охлаждение дря температуре 4 - 1°С в сочетании с 6 ? содержанием сахарозы в питательной среде.
7. формирование микролуковиц ин витро происходит при культивировании зародышей в течение 10-12 недель при температуре 4 ± х°С и последующем тепловом режиме 23 £ в течение 10-12 недель,, при этом основное их количество образуется в первые 3-4 недели.
8. На продолжительность формирования микролуковиц тюльпанов
в культуре ткани оказывают влияние физические условия культивирования ( температура, освещенность, продолжительность их воздействия ) и генотип исходных родительских форм.
9. При переносе микролуковиц тюльпанов из изолированных зародышей в условия открытого грунта обязательно их предпосадочное хранение в течение 4-недель при температуре 23-25°С и 2-х недель при температуре 4 - 1°С.
10. Выявлено, что высокая всхожесть растений обеспечивается микролуковииами весом не менее 300-400 мг на субстрате торф + песок в объемном соотношении 3:1.
11. Выращивание зародышей тюльпанов через культуру ин вит-ро по сравнению с нолевыми условиями увеличивает число регенеран-тов в 2-3 раза, дает дополнительных побегов до 189,4 % и выход луковичек возрастает более чем в 100 раз в зависимости от генотипа.
12.Нз основании полученных результатов .разработана и рекомендована для практического применения технологическая схема выращивания растений тюльпанов из культуры изолированных зародышей.
РЕКОМЕНДАЦИИ ДО ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
С целью создания новых селекционных форм, получения полноценных растений и микролуковиц из изолированных зародышей в культуре ин витро и ускорения селекционного процесса тюльпанов предлагается следующая последовательность операций.
1. Для освобождения от внешней инфекции и получения стерильной культуры коробочки перед вычлеаением из них зародышей следует промывать последовательно в проточной водопроводной воде в течение 1-1,5 часа, мыльном растворе 0,5 часа, крепком растворе пбрманга-ната калия 15-20 минут при периодическом встряхивании. После каждого из доследующих двух этапов - промывка в проточной водопроводной воде 10-15 минут. Подготовленные таким образом коробочки далее следует простерилизовать 0,2 $ дегмином. в течение 20 минут, затем в стерильных условиях провести 4-5-кратную промывку стерильней дистиллированной водой, после чего на 2-3 секунды погрузить в 96 % спирт л обжечь в пламени спиртовки.
2. Зародыши размером 1,5-3 мм изолируются от материнского растения и культивируются на искусственных питательных средах.
Состав рекомендуемых сред изложен в приложениях 1,2.
3. Куяьтивйрование изолированных зародышей в ин витро целесообразно проводить в 4 этапа :
1 этап - введение в культуру и получение проростков на питательной
среде Ван-Гофа, при т гз^С,освещение 16/8,в течение 2-3
доДсЛЬ•
2 этап - дорашявание проростков до размера не менее 30 мм и получе-
ние дополнительных при температуре 23 - 1Яз, 16-часовом фотопзриоде освещенности 3 тысячи люкс в течение 12-20 недель на модифицированной питательной среде Мураслге и Скуга дополненной ¡'бЗензалшицспуршш в концентрации 3,0 мг/л и альфанафтилуксусной кислотой в концентрации 0,15 мг/л.
3 этап - получение бульбообраэуютих побегов в темноте при темпера-
туре 4 - Л в течение 12 недель на модифицированной питательной среде Мурасиге и Скуга обогащенной индолилшс-ляной кислотой (ИЖ) в концентрации 0,5 мг/л.
4 этап - получение микролуковиц..ин витро при температуре 23 - 1°С, 16-часовом фотопериоде, освещенности 3 тысячи люкс на модифицированной питательной среде гйурасиге и Скуга, дополненной ИМК в концентрации 0,5 иг/л. Хранение микролуковиц перед посадкой в условиях открытого грунта проводить в течение 4 недель при температуре 23-25°С и 2-х недель при температуре 4 - 1°С.
Высадку следует проводить в специальные ящики, применяемые для посева семян или выращивания рассада заполненные стерильным субстратом, состоящим из торфа и песка в объемном соотношении 3:1.
СПИСОК РАБОТ, ОПУНШКОВАНШХ ПО ТМЕ ДИССЕРТАЦИИ:
1. Коломиец Т.М, Опыт использования культуры изолированных зародышей в селекциитюльпанов. // Известия ТСХА, М. 1997. в. I.
2. Коломиец Т.М. Метода биотехнологии в селекции тюльпанов // БД НШГЭИагропрома "Депонированные рукописи" № 249ВС96, 1997.
3. Коломиец Т.М. Использование методов биотехнологии в селекции тюльпанов. // Аграрная наука. М. 1997. в. I.
4. Коломиец Т.М. Мохне B.C. Способ получения полноценных растений
и ыикродуковиц тюльпанов из изолированных зародышей. // Приоритетная справка № 96II637I/I3 от 8.08.96. (В стадии рассмотрения).