Диссертация Корчагина А.В.

Корчагина Анна Владимировна

ОПТИМИЗАЦИЯ УСЛОВИЙ КЛОНАЛЬНОГО МИКРОРАЗМНОЖЕНИЯ ПЕЛАРГОНИИ КОРОЛЕВСКОЙ (Pelargonium grandiflorum (Andrews) Willd.)

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор
Поляков А.В.

Москва – 2016

Информация о соискателе и диссертации
ФИО соискателя: Корчагина Анна Владимировна
Гражданство соискателя: РФ
Дата рождения: 1985 г.

Название диссертации: ОПТИМИЗАЦИЯ УСЛОВИЙ КЛОНАЛЬНОГО МИКРОРАЗМНОЖЕНИЯ ПЕЛАРГОНИИ КОРОЛЕВСКОЙ (Pelargonium grandiflorum (Andrews) Willd.)

Шифр и название специальности: 06.01.05 – селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений
Соискание степени: кандидата сельскохозяйственных наук

Где выполнялась работа: в Федеральном государственном бюджетном научном учреждении «Всероссийский научно-исследовательский институт овощеводства» в 2013-2015 гг., в отделе Биотехнологии
Дата защиты: 16.06.2016 **:00 МСК
Текст диссертации: Диссертационная работа Корчагиной А.В.
Дата публикации диссертации: 21.03.2016
Автореферат: Файл автореферата
Дата публикации автореферата: 08.04.2016

Научный руководитель
ФИО: Поляков Алексей Васильевич
Ученая степень: доктор биологических наук
Место работы: ФГБНУ ВНИИО

Отзыв руководителя


Оппонент 1
ФИО: Деменко Василий Иванович
Ученая степень: доктор биологических наук
Место работы: профессор кафедры плодоводства, виноградарства и виноделия, ФГБОУ ВО «Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. Тимирязева»
Отзыв оппонента: положительный
Дата публикации отзыва: 01.06.2016

Оппонент 2
ФИО: Сорокопудова Ольга Анатольевна
Ученая степень: доктор биологических наук
Место работы: профессор, ведущий научный сотрудник лаборатории декоративных культур, ФГБНУ «Всероссийский селекционно-технологический институт садоводства и питомниководства».
Отзыв оппонента: положительный
Дата публикации отзыва: 02.06.2016

Ведущая организация
Название: ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт цветоводства и субтропических культур»
ФИО руководителя, заверившего отзыв: Н.Н. Карпун
№ протокола и дата: № 4 от 01.06.2016
Отзыв организации: положительный
Дата публикации отзыва: 02.06.2016


Другие отзывы на автореферат и диссертацию:

  1. Отзыв 01 Егорова
  2. Отзыв 02 Исачкова
  3. Отзыв 03 Ващенко
  4. Отзыв 04 Бекузарова
  5. Отзыв 05 Завалишина
  6. Отзыв 06 Пугаев
  7. Отзыв 07 Пролетова
  8. Отзыв 08 Замятин
  9. Отзыв 09 Загоскина
  10. Отзыв 10 Левин
  11. Отзыв 11  Петруша
  12. Отзыв 12 Степин
  13. Отзыв 13 Шарафова

Актуальность. Представители рода Pelargonium L’Herit. издавна имеют большое значение для озеленения. Пеларгонии используются повсеместно в цветниках, в виде горшечных культур в открытом грунте и как комнатные растения в зимний период (Слободчикова Е.С., 2004). Наиболее востребованными на рынке декоративных культур являются P. zonale (L) L’Herit., P. peltatum (L) L’Herit., P. grandiflorum (Andrews) Willd., а также множество гибридов, полученных на их основе (Key H., 2000). Среди всех видов пеларгоний наиболее изысканной и распространен-ной считается пеларгония крупноцветковая, которую также именуют королевской (P. grandiflorum или regal) благодаря её крупным цветкам (Van der Walt. J.J.A., 1984; Мохно, В.С., 2014). Венчик достигает 7 см в диаметре, в каждом соцветии может находиться до 10 цветков яркой насыщенной окраски. Палитра цветов представлена всеми оттенками красного: от белоснежного до темно-бордового цвета (Левинских М., 2004). Ценность пеларгонии королевской обуславливается не только ее богатыми пышными соцветиями с яркими цветками, расположенными на компактном густооблиственном кусте, но и способностью сохранять свои декоративные качества в течение длительного времени. Это достигается за счет постепенного раскрытия бутонов на соцветии, а также равномерного появления новых соцветий по мере отмирания отцветших (Гончарова Е.Ю., 2006, Гутиева Н.М., 2010).
В Российской Федерации доля пеларгонии королевской составляет 15% на рынке декоративных культур (Широкова Н.В., 2006). Основными поставщиками маточного материала являются Голландия и Германия, где проводится большая селекционная работа по созданию новых сортов (Гутиева Н.М., 2014). В последние годы на российском рынке появились новинки английской, австралийской, американской и французской селекции, что позволило расширить сортимент сортов (Мохно В.С., 2014).

В промышленных масштабах P. grandiflorum размножают зелёным черенкованием (Abо El-Nil M.M., 1990). Это традиционный способ получения готового цветущего растения пеларгонии в короткие сроки. При видимых плюсах данного метода существует ряд сложностей, сопровождающих вегетативное размножение этой культуры. И в первую очередь это передача инфекции от материнского растения к дочерней особи, а также низкая доля приживаемости черенков и подверженность заболеваниям, особенно на стадии укоренения (Cassells A.C., 1992; Rajeswara Rao B.R., 2003).
В связи со сложностями, возникающими при традиционном вегетативном размножении пеларгонии, все большую актуальность приобретает клональное микроразмножение данной культуры (Lewu F.B., 2007; Arrigoni-Blank M.F., 2011). Благодаря тщательному отбору и подготовке эксплантов, а в последующем – их культивированию в стерильных условиях in vitro, возможно получить оздоровленный посадочный материал, свободный от бактериальных, грибных и вирусных инфекций, а также увеличить выход высококачественной продукции с единицы площади (Charlwood B.V., 2003).
Особенно применение метода in vitro неоценимо для производства элитных маточников ценных сортов пеларгонии королевской (Wojtania A., 2004). Маточное растение должно быть получено в чистой культуре, сохранять в себе все признаки исходного сорта, быть свободным от болезней и вредителей. Этим требованиям полностью удовлетворяет получение материнских растений методом клонального микроразмножения из апикальных меристем (Шевелуха В.С., 2003).

Степень разработанности темы. В нашей стране и за рубежом по теме размножения P. grandiflorum в культуре in vitro крайне мало разработок, однако имеются исследования по культуре тканей других представителей этого рода, в основном эфироносных пеларгоний, выращиваемых в промышленных масштабах для получения гераниевого масла (Satyakala G., 1995; Rajeswara Rao B.R., 2000; Viateur U., 2012; Егорова Н.А., 2013).
Среди публикаций по размножению P.grandiflorum в условиях in vitro обнаружены данные Дунбара (Dunbar K.B., 1991) и Ясуги (Yasugi S., Mochiyama Y., 1996) о получении регенерантов этой культуры из каллуса.

В связи с недостаточной информацией по культивированию in vitro пеларгонии королевской и отсутствием методики для получения регенерантов из апикальных тканей, тема оптимизации условий клонального микро-размножения P. grandiflorum является востребованной и актуальной.
Целью исследований являлась оптимизация условий клонального микроразмножения пеларгонии королевской (Pelargonium grandiflorum (Andrews) Willd.) для ускоренного размножения эксплантов апикального происхождения и получения оздоровленного посадочного материала.

Для достижения цели необходимо было решить следующие задачи:
1. Определить оптимальные сроки изолирования почек с донорных растений, отработать режимы стерилизации.
2. Подобрать оптимальный состав питательных сред для культивиро-вания эксплантов и трансплантов in vitro, а также состав и соотношение регуляторов роста на каждом этапе возделывания микроклонов для индукции морфогенеза и пролиферации пазушных почек.
3. Изучить влияние аскорбиновой кислоты на образование фенолов, а также на морфогенез эксплантов пеларгонии королевской.
4. Определить влияние длительности культивирования трансплантов in vitro на величину коэффициента размножения.
5. Провести оценку полученных регенерантов пеларгонии королевской по основным признакам (морфологическим, фенологическим, хозяйственно-ценным).

Научная новизна работы. Впервые оптимизированы факторы, влияющие на эффективность in vitro культивирования пеларгонии королевской на всех этапах биотехнологического процесса.
Установлено, что культивирование in vitro апексов на среде MS с содержанием БАП в концентрации от 1,5 до 2,0 мг/л и НУК – 0,1 мг/л способствует индукции морфогенеза и позволяет получить 88–96% морфогенных эксплантов в зависимости от сорта.

Определено, что для пролиферации пазушных почек эффективной является концентрация БАП 1,0 мг/л и НУК – 0,1 мг/л, позволяющая получить от 3,4 до 4,1 побегов на один трансплант.
Показано, что применение раствора аскорбиновой кислоты увеличивает долю эксплантов без видимого проявления фенолов до 95%, а также увеличивает способность побегов к росту в 1,3 раза по сравнению с эксплантами без обработки.
Установлено, что растения-регенеранты соответствуют исследуемым сортам по морфологическим и фенологическим признакам и менее подвержены вертициллёзному увяданию и серой гнили, чем растения, полученные методом черенкования.
Теоретическая и практическая значимость. Оптимизированы условия для размножения пеларгонии королевской in vitro. Усовершенствованные элементы технологии производства ценного посадочного материала являются экономически эффективными. Их применение позволяет получить в год до 1 млн.руб. чистой прибыли при реализации регенерантов P.grandiflorum, выращенных в условиях in vitro из одного экспланта. Полученные оздоровленные растения-регенеранты пеларгонии королевской используются в качестве маточников в тепличном комбинате ООО «ПО Егорьевское».
Методология и методы исследований. Лабораторные исследования проведены с использованием классических и современных методов культуры клеток и тканей in vitro на современном оборудовании. Оценка растений-регенерантов проведена по общепринятым методикам. Полностью методология описана в главе «Объекты и методы исследований».
Степень достоверности результатов. Достоверность полученных результатов подтверждается обширными экспериментальными исследованиями, выбором необходимого количества повторностей и объема выборки в процессе закладки опытов, а также статистической обработкой полученных данных. Для обработки экспериментальных данных применяли программу Microsoft Word Excel с надстройкой для статистической оценки и анализа результатов полевых и лабораторных опытов «AgCStat» (Гончар-Зайкин П.П., 2003).

Апробация диссертационной работы. О результатах работы был сделан доклад на VIII Международном симпозиуме «Фенольные соединения: фундаментальные и прикладные аспекты» (Москва, 2–5 октября 2012 г.), а также на заседаниях методической комиссии по биотехнологии ФГБНУ ВНИИО (2009–2012 гг.).
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
 повышенная концентрация БАП и умеренная – НУК позволяют индуцировать морфогенез на этапе введения эксплантов в культуру in vitro;
 снижение концентрации БАП на этапе размножения трансплантов способствует пролиферации пазушных почек и увеличению коэффициента размножения;
 использование аскорбиновой кислоты в качестве предобработки почек или наличие её в среде позволяет снизить долю эксплантов с образованием фенольных веществ и увеличить способность эксплантов к морфогенезу;
 применение безгормональной среды способствует эффективному укоренению побегов сортов Шоко, Петтикот и Лотос; добавление в среду ИУК увеличивает выход укорененных растений сорта Лавендер;
 полученные in vitro регенеранты пеларгонии королевской обладают признаками, характерными для исходных сортов, и меньше поражаются вертициллёзным увяданием и серой гнилью, чем укорененные черенки.
Публикации результатов исследований. В ходе экспериментальной работы по теме диссертации было опубликовано 5 статей в научных изданиях, в том числе 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки Российской Федерации.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературных данных по теме, объектов и методов исследований, результатов исследований и их обсуждения, заключения, выводов, предложений для использования в промышленном производстве, списка использованной литературы (255 источников, среди них 149 работ иностранных авторов, а также ресурсы Интернет). Диссертация изложена на 141 странице, включает в себя 30 таблиц, 20 рисунков, 2 приложения.
Выражаю глубокую признательность своему научному руководителю – доктору биологических наук, профессору Алексею Васильевичу Полякову за чуткое руководство, конструктивные советы и помощь в ходе выполнения настоящей работы.

Об авторе admin

Администратор сайта, кандидат с/х наук
Запись опубликована в рубрике Диссертации, Кандидатские с метками , , , , , . Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>