Статьи 2024 г.
1 Российский государственный аграрный университет –
Московская сельскохозяйcтвенная академия им. К. А. Тимирязева
ул. Тимирязевская, 49, Москва, 127434 Российская Федерация
2 Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова
Набережная Северной Двины, 17, Архангельск, 163002 Российская Федерация
3 Костромская государственная сельскохозяйственная академия
Караваевская с/а, 34, Учебный городок, пос. Караваево Костромской р-н, Костромская обл.,
156530 Российская Федерация
E-mail: makarov_serg44@mail.ru, a.antonov@narfu.ru, yu.aleksandrova@narfu.ru, o.lebedeva@narfu.ru,
Реферат
УДК 630*232:631.589.2
Макаров С. С.1, 2, Антонов А. М.2, Александрова Ю. В.2, Лебедева О. П.2, Кузнецова И. Б.3 Адаптация триплоидной осины к условиям ex vitro с применением гидропонной установки // Сибирский лесной журнал. 2023. № 3. С. 27–33.
DOI: 10.15372/SJFS20230304
© Макаров С. С., Антонов А. М., Александрова Ю. В., Лебедева О. П., Кузнецова И. Б., 2023
Приведены результаты исследований по изучению особенностей адаптации, полученных in vitro растений-регенерантов триплоидной осины (Populus tremula L.), с применением гидропонной установки. Триплоидные клоны осины характеризуются быстрым ростом, высоким качеством древесины и повышенной устойчивостью к болезням и вредителям по сравнению с диплоидными клонами и могут быть использования для создания лесосырьевых плантаций. В целях сохранения ценного генофонда триплоидных форм осины целесообразно использовать клональное микроразмножение, при этом адаптация растений к условиям ex vitro является самым сложным процессом. Выращивание растений при помощи гидропонного метода имеет ряд преимуществ. При адаптации регенерантов триплоидной осины, у которых длина зеленой массы преобладает над корневой, наблюдались нормальное развитие без признаков инфицирования и хороший тургор зеленой массы при их извлечении из пробирки. Регенеранты триплоидной осины с декапитацией верхушечного побега имели соотношение длин зеленой массы к корневой, близкое к 1 : 1, при этом наблюдалось преобладание корней со значениями выше среднего. Из регенерантов осины с оставлением 2 междоузлий формировались растения с преобладанием корневой массы над зеленой, они имели в среднем 2 корня I порядка. Растения-регенеранты триплоидной осины с биометрическими показателями корней 5–7 см и зеленой массы до 5 см имели наиболее высокие показатели приживаемости (94.7–100 %). Постепенное снижение площади листовой поверхности способствует лучшей приживаемости регенерантов, при этом необходимо уменьшение уровня влажности с 100 % на начальном этапе адаптации до 60 % в течение 5 дней, далее – на 20 % через каждые 3 дня. Период адаптации растений триплоидной осины в гидропонной установке составляет 16 дней.
Текст статьи
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ (REFERENCES)
Анохина Н. С., Коновалов В. Ф., Ханова Э. Р. Микроклональное размножение карельской березы и триплоидной осины in vitro // Экобиотех. 2021. Т. 4. № 2. С. 101–106 [Anokhina N. S., Konovalov V. F., Khanova E. R. Mikroklonal'noe razmnozhenie karel'skoy berezy i triploidnoy osiny in vitro (Clonal in vitro micropropagation of Karelian birch and triploid aspen) // Ekobiotekh (Ecobiotech J.). 2021. V. 4. N. 2. P. 101–106 (in Russian with English abstract)].
Антонов А. М., Александрова Ю. В., Пастухова Н. О., Лютикова А. И. Сравнительный анализ эффективности корнеобразования черенков в аэропонных и гидропонных системах // Вестн. КрасГАУ. 2019. № 2. С. 62–69 [Antonov A. M., Aleksandrova Yu. V., Pastukhova N. O., Lyutikova A. I. Sravnitel'ny analiz effektivnosti korneobrazovaniya cherenkov v aeroponnykh i gidroponnykh sistemakh (Comparative analysis of the efficiency of root formation of cuttings in aeroponic and hydroponic systems) // Vestn. KrasGAU (Bull. Krasnoyarsk St. Agr. Univ.). 2019. N. 2. P. 62–69 (in Russian with English abstract)].
Багаев Е. С. Генетический резерват осины исполинской в Костромской области // Лесохоз. информ. 2008. № 10–11. С. 36–38 [Bagaev E. S. Geneticheskiy rezervat osiny ispolinskoy v Kostromskoy oblasti (Genetic reserve of giant aspen in Kostroma Oblast) // Lesokhoz. Inform. (For. Inform.). 2008. N. 10–11. P. 36–38 (in Russian with English abstract)].
Багаев Е. С., Коренев И. А., Багаев С. С., Зонтиков Д. Н. Особенности формирования быстрорастущих клонов в генетическом резервате исполинской осины // Лесн. хоз-во. 2013. № 2. С. 26–28 [Bagaev E. S., Korenev I. A., Bagaev S. S., Zontikov D. N. Osobennosti formirovaniya bystrorastushchikh klonov v geneticheskom rezervate ispolinskoy osiny (Features of the formation of fast-growing clones in the giant aspen genetic reserve) // Lesn. khoz-vo (Forestry). 2013. N. 2. P. 26–28 (in Russian)].
Багаев Е. С., Макаров С. С., Багаев С. С., Родин С. А. Исполинская осина: биологические особенности и перспективы плантационного выращивания: моногр. Пушкино: ВНИИЛМ, 2021. 72 с. [Bagaev E. S., Makarov S. S., Bagaev S. S., Rodin S. A. Ispolinskaya osina: biologicheskie osobennosti i perspektivy plantatsionnogo vyrashchivaniya (Giant aspen: biological features and prospects for plantation cultivation). Pushkino: VNIILM (All-Rus. Sci. Res. Inst. Silvicult. Mechaniz. For.), 2021. 72 p. (in Russian)].
Багаев Е. С., Рыжова Н. В., Шутов В. В. Ведение хозяйства в осиновых лесах Костромской области. Кострома: КГТУ, 2014. 138 с. [Bagaev E. S., Ryzhova N. V., Shutov V. V. Vedenie khozyajstva v osinovykh lesakh Kostromskoy oblasti (Management of aspen forests in Kostroma Oblast). Kostroma: KGTU (Kostroma St. Technol. Univ.), 2014. 138 p. (in Russian)].
Багаев С. Н. Отбор ценных форм осины и березы в Костромской области. М.: Проспект ВДНХ СССР, 1964. 4 с. [Bagaev S. N. Otbor tsennykh form osiny i berezy v Kostromskoy oblasti (Selection of valuable forms of aspen and birch in Kostroma Oblast). Moscow: Prospect of VDNKH (All-Soviet Exhibit. Achiev. Nat. Econ.) USSR, 1964. 4 p. (in Russian)].
Бутенко Р. Г. Биология клеток высших растений in vitro и биотехнологии на их основе. М.: ФБК-Пресс, 1999. 160 с. [Butenko R. G. Biologiya kletok vysshikh rasteniy in vitro i biotekhnologii na ikh osnove (Biology of cells of higher plants in vitro and biotechnology based on them). Moscow: FBK-Press, 1999. 160 p. (in Russian)].
Вахмистров Д. Б. Растения без почвы. М.: Рипол Классик, 2013. 118 с. [Vakhmistrov D. B. Rasteniya bez pochvy (Plants without soil). Moscow: Ripol Klassik, 2013. 118 p. (in Russian)].
Гарипов Н. Р. Отбор и выращивание триплоидной осины (Populus tremula L.) c применением методов молекулярной генетики и биотехнологии в Республике Татарстан: дис. … канд. с.-х. наук: 06.03.01. М.: ВНИИЛМ, 2014. 128 с. [Garipov N. R. Otbor i vyrashchivanie triploidnoy osiny (Populus tremula L.) c primeneniem metodov molekulyarnoy genetiki i biotekhnologii v Respublike Tatarstan: dis. … kand. s.-kh. nauk: 06.03.01 (Selection and cultivation of triploid aspen (Populus tremula L.) using methods of molecular genetics and biotechnology in the Republic of Tatarstan: Cand. Agr. Sci. (PhD) Dis.). Moscow: VNIILM (All-Rus. Sci. Res. Inst. Silvicult. Mechaniz. For.), 2014. 128 p. (in Russian)].
Жигунов А. В. Приоритетные направления лесного селекционного семеноводства и плантационного лесовыращивания на Северо-Западе России // Лесохоз. информ. 2008. № 3–4. С. 11–15 [Zhigunov A. V. Prioritetnye napravleniya lesnogo selektsionnogo semenovodstva i plantatsionnogo lesovyrashchivaniya na Severo-Zapade Rossii (Priority areas of forest breeding seed production and plantation forest growing in the North-West of Russia) // Lesokhoz. Inform. (For. Inform.). 2008. N. 3–4. P. 11–15 (in Russian with English abstract)].
Жигунов А. В., Шабунин Д. А., Бутенко О. Ю. Лесные плантации триплоидной осины, созданные посадочным материалом in vitro // Вестн. Поволж. гос. технол. ун-та. Сер.: Лес. Экол. Природопольз. 2014. № 4 (24). С. 21–30 [Zhigunov A. V., Shabunin D. A., Butenko O. Yu. Lesnye plantatsii triploidnoy osiny, sozdannye posadochnym materialom in vitro (Triploid aspen forest plantations created by planting material in vitro) // Vestn. Povolzh. gos. tekhnol. un-ta. Ser.: Les. Ekol. Prirodopol'z (Bull. Volga St. Technol. Univ. Ser.: For. Ecol. Nat. Manag.). 2014. N. 4 (24). P. 21–30 (in Russian with English abstract)].
Зонтиков Д. Н., Зонтикова С. А., Сергеев Р. В. Размножение высокопродуктивных диплоидных и триплоидных форм осины (Populus tremula L.) в культуре in vitro // Агрохимия. 2016. № 7. С. 59–65 [Zontikov D. N., Zontikova S. A., Sergeev R. V. Razmnozhenie vysokoproduktivnykh diploidnykh i triploidnykh form osiny (Populus tremula L.) v kul'ture in vitro (Reproduction of highly productive diploid and triploid forms of aspen (Populus tremula L.) in culture in vitro) // Agrokhimiya (Agrochemistry). 2016. N. 7. P. 59–65 (in Russian with English abstract)].
Калашникова Е. А. Клеточная инженерия растений: учеб. и практ. для вузов. М.: Юрайт, 2020. 333 с. [Kalashnikova E. A. Kletochnaya inzheneriya rasteniy: ucheb. i prakt. Dlya vuzov (Plant cell engineering: textbook and training for univ.). Moscow: Yurait, 2020. 333 p. (in Russian)].
Крылов В., Ковалева О., Смирнов А. Промышленные лесосырьевые плантации как новый лесной бизнес // ЛесПромИнформ. 2015. № 3. С. 44–46 [Krylov V., Kovaleva O., Smirnov A. Promyshlennye lesosyr'evye plantatsii kak novy lesnoy biznes (Industrial timber plantations as a new forest business) // LesPromInform (For. Industry Inform.). 2015. N. 3. P. 44–46 (in Russian)].
Кузнецов А. Осина как ценное древесное сырье // ЛесПромИнформ. 2009. № 8. С. 94–98 [Kuznetsov A. Osina kak tsennoe drevesnoe syr'e (Aspen as a valuable wood raw material) // LesPromInform (For. Industry Inform.). 2009. N. 8. P. 94–98 (in Russian)].
Макаров П. Н., Макарова Т. А., Самойленко З. А., Гулакова Н. М. Технология выращивания эфиромасличных культур в закрытых системах // Вестн. Нижневарт. гос. ун-та. 2020. № 2. С. 53–59 [Makarov P. N., Makarova T. A., Samoylenko Z. A., Gulakova N. M. Tekhnologiya vyrashchivaniya efiromaslichnykh kul'tur v zakrytykh sistemakh (Technology of growing essential oil crops in closed systems) // Vestn. Nizhnevart. gos. un-ta (Bull. Nizhnevartovsk St. Univ.). 2020. N. 2. P. 53–59 (in Russian with English abstract)].
Макаров П. Н., Макарова Т. А., Самойленко З. А., Гулакова Н. М. Элементы агротехники зверобоя продырявленного (Hypericum perforatum) в условиях светокультуры // Вестн. Алтай. гос. агр. ун-та. 2021. № 10 (204). С. 44–50 [Makarov P. N., Makarova T. A., Samoylenko Z. A., Gulakova N. M. Elementy agrotekhniki zveroboya prodyryavlennogo (Hypericum perforatum) v usloviyakh svetokul'tury (St. John's wort (Hypericum perforatum) agrotechnical elements under conditions of light culture) // Vestn. Altai. gos. agr. un-ta (Bull. Altai St. Agr. Univ.). 2021. N. 10 (204). P. 44–50 (in Russian with English abstract)].
Машкина О. С., Исаков Ю. Н. Микроклональное размножение хозяйственно ценных генотипов осины // Сохранение, изучение и воспроизводство генетических ресурсов лесных древесных растений: сб. науч. тр. Воронеж: НИИЛГиС, 2007. С. 47–58 [Mashkina O. S., Isakov Yu. N. Mikroklonal'noe razmnozhenie khozyaystvenno tsennykh genotipov osiny (Clonal micropropagation of economically valuable aspen genotypes) // Sokhranenie, izuchenie i vosproizvodstvo geneticheskikh resursov lesnykh drevesnykh rasteniy (Preservation, study and reproduction of genetic resources of forest woody plants). Voronezh: NIILGiS (Sci. Res. Inst. For. Gen. Breed.), 2007. P. 47–58 (in Russian)].
Машкина О. С., Шабанова Е. А., Вариводина И. Н., Гродецкая Т. А. Полевые испытания размноженных in vitro клонов осины (Populus tremula L.): рост, продуктивность, качество древесины, генетическая стабильность // ИВУЗ. Лесн. журн. 2019. № 6. С. 25–38 [Mashkina O. S., Shabanova E. A., Varivodina I. N., Grodetskaya T. A. Polevye ispytaniya razmnozhennykh in vitro klonov osiny (Populus tremula L.): rost, produktivnost', kachestvo drevesiny, geneticheskaya stabil'nost' (Field trials of in vitro propagated aspen clones (Populus tremula L.): growth, productivity, wood quality, and genetic stability) // IVUZ. Lesn. zhurn. (For. J.). 2019. N. 6. P. 25–38 (in Russian with English abstract and references)].
Паничев Г. П. Плантационное выращивание лесных ресурсов // Лесн. вестн. Сер.: Экономика. 2014. № 3. С. 43–46 [Panichev G. P. Plantatsionnoe vyrashchivanie lesnykh resursov (Plantation cultivation of forest resources) // Lesn. vestn. Ser.: Ekonomika (For. Bull. Ser.: Economics). 2014. N. 3. P. 43–46 (in Russian with English abstract)].
Руденко О. А. Черенкование хвойных видов семейства Cupressaceae на гидропонике: дис. … канд. с.-х. наук: 06.03.01. Красноярск: СибГТУ, 2002. 179 с. [Rudenko O. A. Cherenkovanie khvoynykh vidov semeystva Cupressaceae na gidroponike: dis. … kand. s.-kh. nauk (Cuttings of coniferous species of the Cupressaceae family in hydroponics: Cand. Agr. Sci. (PhD) Dis.). Krasnoyarsk: SibGTU (Sib. St. Univ. Technol.), 2002. 179 p (in Russian)].
Руденко О. А., Шестак К. В. Черенкование интродуцентов на гидропонике // Хвойные бореальной зоны. 2006. Т. XXIII. № 2. С. 214–217 [Rudenko O. A., Shestak K. V. Cherenkovanie introdutsentov na gidroponike (Cuttings of introduced plants on hydroponics) // Khvoynye boreal'noy zony (Coniferous of the Boreal Zone). 2006. V. XXIII. N. 2. P. 214–217 (in Russian with English abstract)].
Сельскохозяйственная биотехнология и биоинженерия: учебник. 4-е изд., перераб. и доп. / под ред. академика РАН В. С. Шевелухи. М: URSS, 2015. 704 с. [Sel'skokhozyaystvennaya biotekhnologiya i bioinzheneriya: uchebnik. 4-e izd., pererab. i dop. (Agricultural biotechnology and bioengineering: textbook. 4th ed., rev. and updated) / Academician Rus. Acad. Sci. V. S. Shevelukha (Ed.). Moscow: URSS Publ., 2015. 704 p. (in Russian)].
Селякова В. А., Полянская И. С. Выращивание саженцев сосны в гидропонике // Актуальные вопросы и перспективы развития науки и образования: мат-лы Междунар. (заочн.) науч.-практ. конф. Нефтекамск: Мир науки, 2020. С. 40–43 [Selyakova V. A., Polyanskaya I. S. Vyrashchivanie sazhentsev sosny v gidroponike (Growing pine seedlings in hydroponics) // Aktual'nye voprosy i perspektivy razvitiya nauki i obrazovaniya: mat-ly Mezhdunar. (zaochn.) nauch.-prakt. konf. (Topical issues and prospects for the development of science and education: Proc. Int. Sci.-Pract. Conf. Neftekamsk: Mir Nauki, 2020. P 40–43 (in Russian with English abstract)].
Столярова Н. А. Выращивание посадочного материала триплоидной осины, полученного по технологии in vitro, и закладка плантаций // Изв. СПбЛТА. 2010. Вып. 193. С. 62–71 [Stolyarova N. A. Vyrashchivanie posadochnogo materiala triploidnoy osiny, poluchennogo po tekhnologii in vitro, i zakladka plantatsiy (Cultivation of planting material of triploid aspen obtained by in vitro technology and establishment of plantations) // Izv. SPbLTA (Proc. St. Petersburg For. Tech. Acad.). 2010. Iss. 193. P. 62–71 (in Russian with English abstract)].
Стороженко В. Г., Михайлов Л. Е., Багаев С. Н. Ведение хозяйства в осинниках. М.: Агропромиздат, 1987. 145 с. [Storozhenko V. G., Mikhaylov L. E., Bagaev S. N. Vedenie hozyaystva v osinnikakh (Management of aspen forests). Moscow: Agropromizdat, 1987. 145 p. (in Russian)].
Шишкин П. В., Антипова О. В. Бессубстратная технология гидропонного выращивания // Овощи России. 2017. № 3 (36). С. 56–61 [Shishkin P. V., Antipova O. V. Bessubstratnaya tekhnologiya gidroponnogo vyrashchivaniya (Hydroponics technology to grow plants without soil) // Ovoshchi Rossii (Vegetable Crops of Russia). 2017. N. 3 (36). P. 56–61 (in Russian with English abstract)].
Яблоков А. С. Воспитание и разведение здоровой осины. М.: Гослесбумиздат, 1963. 441 с. [Yablokov A. S. Vospitanie i razvedenie zdorovoy osiny (Education and breeding of a healthy aspen). Moscow: Goslesbumizdat, 1963. 441 p. (in Russian)].
Яблоков А. С. Исполинская форма осины в лесах СССР // Тр. ВНИИЛХ. М.: ВНИИЛХ, 1941. Вып. 23. C. 1–52 [Yablokov A. S. Ispolinskaya forma osiny v lesakh SSSR (Giant form of aspen in the forests of the USSR) // Tr. VNIILKH (Proc. All-Rus. Sci. Res. Inst. For.). Moscow: VNIILKH, 1941. Iss. 23. P. 1–52 (in Russian)].
Maboko M. M., Du Plooy C. P. High-plant density planting of basil (Ocimum basilicum) during summer/fall growth season improves yield in a closed hydroponic system // Acta Agr. Scand., Sect. B – Soil & Plant Sci. 2013. V. 63. Iss. 8. P. 748–752.
Sharma N., Acharya S., Kumar K., Chaurasia O. P. Hydroponics as an advanced technique for vegetable production: an overview // J. Soil Water Conserv. 2018. V. 17. Iss. 4. P 364–371.
Texier W. Hydroponics for everybody. All about home horticulture. Paris, France: Mama Publ., 2013. 328 p.
