Приемы освобождения от вирусов в семеноводстве картофеля. Ускоренное размножение картофеля.

Основные методы освобождения от вирусной инфекции: термотерапии, химиотерапии и верхушечной меристемы.

Метод термотерапии клубней картофеля.

Термотерапия - проращивание клубней или выращивание растений при повышенной температуре (35…38⁰ С) в течение определённого времени (6…20 сут.). Осуществляется в специальных климатических камерах, где автоматически поддерживаются заданные параметры температуры, влажность и необходимый фотопериод на уровне, нарушающем синтез вирусных частиц.

Для картофеля термотерапия эффективна только против вируса скручивания листьев, поэтому ее применяют в сочетании с методами культуры меристемы.

Этот метод неэффективен для оздоровления картофеля от вирусов мозаики Х,S, М, У, А и вироида веретеновидности клубней картофеля.

Химиотерапия – метод оздоровления посадочного материала, основанный на применении химических веществ, способных подавлять в растении картофеля процесс самовоспроизведения вирусных частиц, не затрагивая генетическую основу сорта. К веществам, обладающим незначительным ингибирующим (тормозящим) действием на вирусы растений картофеля, относятся регуляторы роста, фенольные и др. соединения. Применяется в сочетании с методом культуры меристемы.

Метод культуры меристем применяется при оздоровлении картофеля во всех случаях, когда другие методы оказываются неэффективными.

Культура меристем – культивирование изолированных меристем на питательной среде в стерильных условиях с целью получения материала, оздоровленного от инфекции.

В основе культуры меристем лежит возможность получения безвирусных растений картофеля при культивировании в течение 2…6 месяцев на искусственной питательной среде. Меристемы вычленяются из этиолированных ростков или пазушных почек. Эффект освобождения от вирусов основан на уменьшении концентрации вирусов в растении от основания к верхушке и отсутствии их в клетках верхушечных меристем.

Вычленение кусочка меристемной ткани с первой парой листовых зачатков проводят в специальном боксе, обработанном 3% водным раствором диацида, затем стерилизуют с помощью бактерицидных ламп в течение 2…4 ч. Перед каждым вычленением инструмент обжигают на спиртовке, ростки стерилизуют в 0,1 % растворе диацида (2-6 % растворе гипохлорида кальция). Вычленяют меристему под бинокулярным микроскопом с 24 – кратным увеличением. Меристему размером 100…200 мк вычленяют медицинской иглой или ланцетом.

Затем меристему переносят в пробирку на питательную среду. Пробирки закрывают пробкой над пламенем спиртовки и ставят в штативы, которые переносят в специальное помещение или камеру с постоянным режимом t⁰, влажности и света. Температуру поддерживают на уровне 24…25⁰ С, освещенность - 6+2 тыс люкс при световом периоде 16 ч и влажность около 70 % в течение 1-6 мес. В течение регенерации проростки из меристем пересаживают на свежую питательную среду.

Полученные из меристемы растения с 5…6 листочками черенкуют и проверяют на наличие вирусной инфекции методом ИФА. Растения, свободные от вирусов, размножают черенкованием – делят скальпелем на черенки, включающие часть стебля с одним листочком. Черенки высаживают в пробирки с новой питательной средой для ускорения роста (бокс и все инструменты предварительно дезинфицируют в спирте). Через 10…15 дней растения готовы для пересадки их в почву.

За 12…15 дней от одного выращенного в пробирке растения получают7-8 растений, готовых к повторному черенкованию с целью дальнейшего размножения. Растения из черенков выращивают в специальном помещении на стеллажах при t 18…25⁰ С, относительной влажности воздуха 70 %, освещенности 6-8 тыс. люкс в течение 16 час. Большую часть из них высаживают в теплицы для получения первого клубневого потомства или дальнейшего размножения. Меньшая часть остается в лаборатории для сохранения коллекции растений оздоровленного сорта.

Растения, размноженные черенкованием и выращенные в пробирках, высаживают в зимние стационарные или летние пленочные передвижные теплицы. В теплицах маточные меристемные растения используют для дальнейшего размножения различными способами и получения первого клубневого потомства.

Впоследствии используют различные методы ускоренного размножения. Различают способы, при которых в качестве семенного материала применяют целые клубни и способы, основанные на делении клубней, ростков или растений (резка клубней, размножение ростками, отводками, стеблевыми и листовыми черенками и т.д.). Увеличение коэффициента размножения достигается в первом случае за счет получения высоких урожаев на 1 куст, во втором – путем увеличения количества растений с одного клубня.

Последующая работа с меристемными растениями включает такие наиболее распространенные методы ускоренного размножения картофеля, как укоренение верхушек и пазушных побегов и размножение ростковыми черенками.

Укоренение верхушек и пазушных побегов. С пересаженных из пробирок в теплицу растений и достигших высоты 20…25 см срезают верхушки с 3-4 листочками, высаживают во влажную почвенную смесь или торфокрошку на 3-4 см, предварительно выдержав в растворе гетероауксина (50 мг/л). Пазушные побеги срезают и высаживают по мере отрастания до бутонизации маточных растений (до 100 побегов от 1 растения). Растения поливают раствором Кноппа после укоренения, в начале бутонизации и во время цветения. Данный прием размножения используется в том случае, если меристемных растений мало и необходимо быстро размножить их в условиях теплиц.

Отделение укорененных отводков от маточных меристемных растений. При данном методе используют готовые отводки, которые образуются при выращивании маточных меристемных растений в теплицах. С целью увеличения количества укорененных отводков стебли раскладывают и присыпают почвой у основания. При достижении ими высоты 10…15 см их отделяют от маточных растений и высаживают в почву. От маточного растения получают 10-15 отводков.

Удаление укорененных отводков от клубней.. Предварительно пророщенные клубни раскладывают в различные ёмкости с увлажненной торфокрошкой. При достижении отводками высоты 10…15 см их отделяют от клубней и высаживают, клубни же снова присыпают торфокрошкой и выращивают новые отводки. Так повторяют несколько раз, а затем высаживают и сами клубни. Из одного клубня получают до 15…20 отводков.

Черенкование и укоренение световых ростков. На клубнях, выдерживаемых длительно на рассеянном свету, образуются сильно разветвленные укороченные ростки с большим количеством зачаточных почек. Ростки отделяют от клубней и разрезают на мелкие части (черенки) с 1-2 зачаточными почками. Черенки заделывают в ёмкости с предварительно увлажненной торфокрошкой на 0,5-1 см. Через 15 дней из черенков получают растения высотой 8-10 см, которые высаживают в теплицу для выращивания клубней. От одного клубня получают до 150 черенков и более.

Черенкование и укоренение этиолированных (теневых) ростков. Этиолированные ростки образуются на клубнях, которые хранят в темном помещении, буртах и т.п. Такие ростки отделяют от клубней, разрезают на части (по количеству зачаточных почек на них). Полученные черенки помещают в емкости с увлажненной торфокрошкой. Дальше все делают так, как при черенковании световых ростков.

Использование целых теневых и световых ростков. За 1-1,5 мес. до посадки клубни раскладывают в ящики или на стеллажи на рассеянном свету. После образования ростков длиной 5…8 см их отделяют от клубней и высаживают в теплицы, а клубни оставляют для повторного отращивания ростков. От клубней, хранившихся в тёмном помещении, отделяют теневые ростки и высаживают в теплицы для получения растений и клубневого потомства.

Использование самых мелких клубней. При уборке урожая маточных меристемных растений в теплицах имеется часть мелких клубней. Эти клубни высаживают в теплицах после прохождения периода покоя для получения второго клубневого поколения. Затем растения высаживают в поле вместе с почвой в гребни.

На всех этапах работы по оздоровлению исходного материала картофеля основными приемами ускоренного размножения являются черенкование и размножение меристемных растений в пробирках, все остальные методы используются как дополнительные.

Задания для самостоятельной работы:

1. Ознакомиться с приемами освобождения от вирусной инфекции посадочного материал картофеля: термотерапии и химиотерапии.

2. Изучить методики вычленения меристем и последующей работы с меристемными растениями картофеля.

3. Получить практические навыки по применению метода ускоренного размножения картофеля черенкованием в пробирках.

4. Освоить методики ускоренного размножения картофеля на различных этапах работы по оздоровлению исходного материала картофеля.