Влияние экзогенных факторов среды на морфогенез и регенерационную способность селекционного материала гороха посевного

2. Морфогенетические особенности возрастной периодизации жизненного цикла гороха посевного углубляют представления о природе онтогенеза. Установлена продолжительность возрастных состояний и взаимосвязь их с этапами органогенеза и фазами развития растения. Диагностика растительных тканей в онтогенезе дает возможность отбирать ценные морфотипы растений при разработке новых биотехнологических и селекционных методов.

3. Взаимосвязь возрастных состояний с органообразовательными процессами выражается в сопряжении I этапа органогенеза с состоянием проростка и появлением всходов. Во время ювенильного, имматурного и виргинильного состояния (II и III этапы органогенеза) у растений гороха идет активное нарастание главного и боковых побегов. С IV по XII этапы ограногенеза связаны с генеративным периодом развития и затрагивает репродуктивный цикл развития: формирование мужского и женского гаметофитов, самоопыление, образование, налив и созревание семян. Затем следует постгенеративный период, соответствующий отмиранию растений.

4. Выявлены отличительные признаки возрастных состояний и этапов органогенеза индетерминантных (Рамонский-77) и детерминантных (АМЗК-99) форм гороха. Индетерминантный тип роста характеризуется «открытым» конусом нарастания, что дает возможность растению формировать большее число продуктивных узлов, увеличивая длину стебля. У детерминантного типа роста стебля наблюдается замедление образования числа продуктивных узлов на IV этапе развития, что вызывает быстрое прохождение периодов цветения, плодообразования и созревания семян (VI - IX этапы органогенеза).

5. Определены критические по отношению к высокой температуре и недостатку влаги периоды онтогенеза, из которых особо чувствительны к данным стрессам этапы формирования репродуктивных органов, фазы цветения и налива зерна. Установлена высокая положительная корреляционная связь (r=0,905-1,0) влияния гидротермических условий на формирование генеративной сферы и элементов продуктивности, что способствует прогнозированию продуктивности гороха на ранних этапах развития растений и повышению результативности селекционной работы.

6. Разработана схема стерилизации эксплантов гороха при введении в условия in vitro, включающая в себя обработку апикальных меристем вегетирующих растений, зрелых семян и незрелых зародышей 0,05 % раствором Ломаксхлора при экспозиции в течение 60 минут. Данная схема обработки обеспечивает стерильность материала на уровне 90 %.

7. Усовершенствован метод микроклонального размножения гороха в условиях in vitro. Установлена оптимальная для микроразмножения гороха питательная среда на основе Мурасиге, Скуга (MS) с половинной нормой минеральных солей и гормональным комплексом, содержащим 6-БАП в концентрации 0,5 мг/л и ИУК / ИМК в концентрации 0,1 мг/л, обеспечиваюшая формирование хорошо развитых регенерантов с коэффициентом размножения 4-5.

8. Установлено, что при введении изолированных тканей в культуру необходимо учитывать гормональный состав питательной среды, тип экспланта и его положение на среде. При культивировании эксплантов на среде с повышенными концентрациями гормонов (6 - БАП 5,0 мг/л + НУК 0,2 мг/л) оптимальным типом экспланта являются части стебля с почками при горизонтальном положении на питательной среде, с умеренной концентрацией гормонов (6 - БАП 0,5 мг/л + ИМК 0,1 мг/л) оптимальна апикальная часть стебля и вертикальное положение. Коэффициент размножения при этом увеличивается до 5 микроклонов с 1 экспланта.

9. Выявлены основные лимитирующие факторы культивирования незрелых и зрелых зародышей гороха, что позволило разработать режимы их культивирования в системе in vitro. Показано, что оптимальной для незрелых зародышей является питательная среда, содержащая 6-БАП, ГК, ИМК/ИУК по 0,1 мг/л, позволяющая формировать до 18,6 % нормально развитых, жизнеспособных проростков. Культивирование зрелых зародышей и зародышей длительно хранившихся семян обеспечивала питательная среда с содержанием 6-БАП 0,5 мг/л и ИМК/ИУК 0,1 мг/л, что повышало коэффициент размножения с 2 до 5 и всхожесть семян в два раза.

Рекомендации для практического применения

1. При разработке новых селекционных программ по созданию высокопродуктивных сортов гороха рекомендуется использовать разработанные методы биотехнологии с учетом особенностей онтогенетического развития растений:

- усовершенствованный метод микроклонального размножения гороха в условиях in vitro для размножения и сохранения оригинального селекционного материала;

- режимы культивирования незрелых и зрелых зародышей гороха для получения растений при трудно проводимых скрещиваниях и восстановления ценного селекционного материала из длительно хранившихся семян.

2. Полученный в результате исследований материал (2 линии от внутривидовой гибридизации VSB 128.132 х Рамонский-77 и wi 7106 х АМЗК-99) и (2 селекционно-ценные по ряду признаков линии (№ 377-02, № 1065-02) целесообразно использовать в селекционном процессе.

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Сащенко М.Н. Особенности вегетативного размножения гороха в культуре in vitro / М.Н. Сащенко // Научные ведомости Белгородского Государственного Университета. Серия естественные науки. 2011. - № 9 (104), выпуск 15/2. С. 139-143.

2. Сащенко М.Н. Особенности размножения гороха в культуре in vitro / М.Н. Сащенко, Т.П. Жужжалова, Т.Г. Ващенко // Вестник Воронежского Государственного Аграрного Университета. Агрономические науки. 2012. № 2 (33). С. 41 - 46.

3. Сащенко М.Н. Разработка основных этапов метода культивирования незрелых зародышей гороха в условиях in vitro / М.Н. Сащенко, Т.П. Жужжалова, О.А. Подвигина, Т.Г. Ващенко // Вестник Воронежского Государственного Аграрного Университета. Агрономические науки. 2013. № 2 (37). С. 121-125.

Публикации по теме диссертации в иных изданиях

4. Сащенко М.Н. Влияние дезинфицирующих веществ на жизнеспособность семян гороха в культуре in vitro /М.Н. Сащенко // Материалы межрегиональной науч-практ. конф. молодых ученых 30-31 октября 2007 г. Ч.1. Воронеж: Изд-во ВГАУ, 2007. С. 275-278.

5. Сащенко М.Н. Жизнеспособность эксплантов гороха при использовании различных стерилизующих веществ / М.Н. Сащенко // IX Международная конференция «Биология клеток растений in vitro и биотехнология». 8-12 сентября 2008 г.- Звенигород: Изд-во ИД ФБК-ПРЕСС, 2008. С. 336-337.

6. Сащенко М.Н. Особенности вегетативного размножения гороха в культуре in vitro / М.Н. Сащенко // Материалы Всероссийской науч.-практ. конференции «Современные проблемы АПК». 25 апреля 2008 г. ГНУ Адыгейский НИИСХ, 2008. С. 206-209.

7. Сащенко М.Н. Вегетативное размножение гороха в культуре in vitro / М.Н. Сащенко // IX Молодежная научная конференция «Биотехнология в растениеводстве, животноводстве и ветеринарии». 8 апреля 2009 г. Москва, 2009. С. 25-26.

8. Сащенко М.Н. Микроразмножение гороха в условиях in vitro / М.Н. Сащенко // Перспективы развития сельского хозяйства: наука, образование, практика: Материалы российско-германской науч.-практ. конференции 24-25 октября 2008 г. Воронеж: Изд-во «Истоки», 2009. С. 159-161.

9. Сащенко М.Н. Влияние возраста зародыша и состава питательной среды на получение жизнеспособных проростков гороха в культуре тканей / М.Н. Сащенко // X Молодежная научная конференция «Биотехнология в растениеводстве, животноводстве и ветеринарии». 7 апреля 2010 г. Москва, 2010. С. 40-41.

10. Сащенко М.Н. Микроклонирование гороха в культуре тканей /М.Н. Сащенко, Т.П. Жужжалова, О.А. Подвигина // II Международная научно - практическая конференция «Молодежь и наука: модернизация и инновационное развитие страны». 27 октября 2012 г. Пенза, 2012. С. 315 - 318.

11. Сащенко М.Н. Культивирование незрелых зародышей гороха в условиях культуры тканей / М.Н. Сащенко // Материалы VII Международной науч. практ. конференции, посвященной 70 - летию Алтайского ГАУ «Аграрная наука сельскому хозяйству». 6-7 февраля 2013 г. Барнаул, 2013. Книга 2. С. 208 - 209.

12.Сащенко М.Н. Зависимость регенерационной способности экспланта от его расположения на питательной среде / М.Н. Сащенко // XIII Молодежная научная конференция «Биотехнология в растениеводстве, животноводстве и ветеринарии». 10 апреля 2013 г. Москва, 2013. С. 47 - 49.

13. Квиткина Д.А. Особенности влияния дезинфицирующих веществ на жизнеспособность эксплантов гороха в культуре тканей / Д.А. Квиткина, Т.Г. Ващенко, М.Н. Сащенко // Глинковские чтения: Материалы Всероссийской студенческой науч. практ. конференции. Воронеж: ФГБОУ ВПО «Воронежский ГАУ», 2013. С. 245 - 252.

14. Сащенко М.Н. Влияние расположения экспланта в культуре тканей на способность к микроразмножению / М.Н. Сащенко // X Международная конференция «Биология клеток растений in vitro и биотехнология». 14-18 октября 2013 г. Казань, 2013.

Размещено на Allbest.ru