Диссертация Лебедева Н.В.

Лебедева Надежда Владимировна
Ускоренное размножение ранних сортов картофеля в условиях in vitro и его использование в семеноводстве Северо-Запада РФ

Научный руководитель: доктор с.-х. наук, доцент Федорова Ю. Н.

Великие Луки — 2015

Информация о соискателе и диссертации
ФИО соискателя: Лебедева Надежда Владимировна
Гражданство соискателя: РФ
Дата рождения: 01.05.1987
Название диссертации: Ускоренное размножение ранних сортов картофеля в условиях in vitro и его использование в семеноводстве Северо-Запада РФ
Шифр и название специальности: 06.01.05 – селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений
Соискание степени: кандидата сельскохозяйственных наук
Где выполнялась работа: ФГБОУ ВО «Великолукская государственная сельскохозяйственная академия»
Дата защиты: 2015
Текст диссертации: Диссертационная работа Лебедевой Н.В.
Дата публикации диссертации: 09.02.2015
Автореферат: Автореферат Лебедевой Н.В.
Дата публикации автореферата: 16.03.2015

Научный руководитель
ФИО: Федорова Юлия Николаевна
Ученая степень: доктор сельскохозяйственных наук, доцент
Место работы: ФГБОУ ВО «Великолукская государственная сельскохозяйственная академия»
Отзыв научного руководителя: положительный

Оппонент 1
ФИО: Калашникова Елена Анатольевна
Ученая степень: доктор биологических наук, профессор
Место работы: Российский государственный аграрный
университет – МСХА им. К.А. Тимирязева
профессор кафедры генетики и биотехнологии
Отзыв оппонента:
Дата публикации отзыва:

Оппонент 2
ФИО: Усков Александр Иринархович
Ученая степень: доктор сельскохозяйственных наук
Место работы: Всероссийский научно-исследовательский
институт картофельного хозяйства имени
А.Г. Лорха, заведующий отделом
биотехнологии и иммунодиагностики
Отзыв оппонента:
Дата публикации отзыва: 

Ведущая организация
Название: Псковский научно-исследовательский институт
сельского хозяйства
ФИО руководителя, заверившего отзыв:
№ протокола и дата:
Отзыв организации:
Дата публикации отзыва:

Другие отзывы на автореферат и диссертацию:

Актуальность темы.

Сельское хозяйство является второй по важности отраслью специализации экономики Псковской области. Наиболее острой проблемой не только в регионе, но и на территории всей Российской Федерации является отсутствие качественного семенного ма­териала. Это серьезно сдерживает рост уро­жайности картофеля в России, а также эф­фективное сортообновление и сортосмену. Сказывается общий невысокий уровень развития работ в области биотехнологии и устаревшая материально-техническая база семеноводства в целом.

Для поэтапного перевода оригинального, элитного и репродукционного семеноводс­тва картофеля на современный технологи­ческий уровень необходимо объединение усилий государства и производителей се­менного материала. Совмест­ные усилия позволят российским специа­листам выйти на такие объемы производства семян картофеля высокого качества, какие требуются для эффективной сертификации на всех уровнях производс­тва семян, модер­низировать лаборатории, и как следствие, — обеспечить продовольственную безопасность страны (Анисимов Б. В. Сортовые ресурсы и передовой опыт семеноводства картофеля М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2000. 148 с.).

Таким образом, представленные в работе результаты будут способствовать улучшению и ускорению процесса семеноводства, так как применение биотехнологических методов в современном семеноводстве наиболее актуально.

Картофелеводство – одна из немногих отраслей сельского хозяйства, где уровень самообеспечения продукцией обычно превышает 100%. В среднем по России за 2011-2012 гг. самообеспеченность составляла 113%, по Северо-Западному федеральному округу  – 86% (Измайлов Ф. Х. Общими усилиями проблемы семеноводства в России можно решить // Картофель и овощи. 2012. №3. С. 7-9).

Картофель – культура разностороннего использования. Клубни картофеля являются сырьем для перерабатывающей промышленности – спиртовой, крахмало-паточной, каучуковой и др. Он является хорошим кормом для скота (Комплексная переработка картофеля на крахмал и картофелепродукты // Картофелеводство: сб. науч. тр. Мн., 2010. Т.18. 368 с.).

Богатый по своему химическому составу картофель может быть использован не только как продукт питания, но и при лечении некоторых заболеваний. Соланин, содержащийся в клубнях картофеля, ядовит, но он в то же время стимулирует работу сердца (Дегтярев В. А. // Сб. науч. тр. М., 2008. Вып. 12. С. 63-68).

Агротехническое  значение картофеля велико: он является хорошим предшественником для многих сельскохозяйственных культур – почва после выращивания картофеля остается рыхлой и чистой  от сорняков (Жученко А. А. // Теория и практика. В 3т. Т.1. М.: Агрорус, 2008. С. 253-301). Главный недостаток картофеля – его поражаемость многочисленными заболеваниями и вредителями. Картофель размножается вегетативно и инфекция передается через клубни, поэтому борьба с патогенами осложняется (Защита  овощных культур и картофеля от болезней. М., 2006. – 352 с.).

Один  из факторов, влияющих на низкий уровень урожайности картофеля качество семенного материала. Картофель, зараженный различными фитопатогенами, обнаруживается во всех категориях хозяйств и практически во всех регионах, как с благоприятными, так и с неблагоприятными условиями возделывания (Коновалова  Г. И. Использование биотехнологических методов и приемов в современном семеноводстве картофеля // Вопр. картофелеводства. Актуальные проблемы науки и практики: науч. тр. М., 2006. С. 332-336).

Проблемы с качеством семенного картофеля были всегда, а в последнее время они обострились еще больше.  Именно поэтому оздоровленный посевной материал является одним из важнейших факторов получения высоких и стабильных урожаев (Контроль качества и сертификация семенного картофеля М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2003. – 316 с.).

Наиболее эффективным и менее дорогостоящим и экологически безопасным методом борьбы с вредителями и болезнями является селекционный (Замалиева Ф. Ф. Семеноводство картофеля на оздоровленной основе // Защита и карантин растений. 2007. №2. С. 18-20).

В комплексе первоочередных направлений развития производства картофеля в Российской Федерации наиболее актуальной задачей является повышение эффективности использования сортовых ресурсов, прежде всего – лучших отечественных селекционных достижений, а также освоение современных технологических схем производства оригинального, элитного семенного картофеля. Поэтапный перевод на современные технологии обеспечит снижение затрат на производство единицы продукции и экономию расходных материалов (http://bib.convdocs.org/v257895).

Обострение конкуренции на рынке картофеля, которое наблюдается в последнее время, привело к существенному снижению закупочных цен. В сложившейся ситуации на первое место выступает задача обеспечения снижения себестоимости производимого картофеля при сохранении его качества (Измайлов Ф.Х. // Картофель и овощи. 2012).

Наиболее перспективным направлением для решения вышеназванной задачи является сочетание современных биотехнологических методов клонального микроразмножения, выращивание мини-клубней с проведением поддерживающих клоновых отборов в полевых условиях. Тем самым обеспечивается гарантированное и надежное качество семенного материала (Потапкина А. В. // Аграр. наука Евро-Северо-Востока. 2002. № 3. С. 88-89).

Важнейшая задача семеноводства – сохранить в течение длительного времени продуктивность сортов. Значение при этом имеет наращивание производства оздоровленных клубней, совершенствование схем получения элиты, а также увеличение количественного выхода семенного картофеля, сокращение материальных, трудовых и энергетических затрат (Молявко А. А.  Картофель Нечерноземья: монография. Брянск: ГУП «Брянск. обл. полигр. объединение», 2011.176 с).

Особым аспектом технологии получения высококачественного семенного картофеля является  оздоровление материала методом апикальной меристемы в сочетании с термотерапией и применением клонального микроразмножения растений. Одним из путей повышения эффективности применения этого метода является поиск наиболее оптимального состава питательных сред и применение на регенерантах регуляторов роста, целенаправленный отбор пробирочного материала и миниклубней для размножения. Эти вопросы требуют тщательного изучения, закладки лабораторных и полевых опытов, внедрения их результатов в производство (Банадысев С. А. Семеноводство картофеля: организация, методы, технологии. Мн., 2003. 235 с.).

Для  размножения должна использоваться коллекция высокопродуктивных, адаптированных к местным  климатическим и почвенным условиям сортов картофеля, различающихся по продолжительности вегетационного периода (по скороспелости) и  назначению использования. Это поможет разрешить сложившиеся проблемы с нестабильностью урожаев картофеля, а также качеством получаемой продукции (Лыкова Н. А. Выращивание картофеля на Северо-Западе: какие сорта предпочесть // Аграрный эксперт. 2008. №2. С. 21-23).

Оптимизация процессов клонального микроразмножения позволит получать оздоровленный от вирусов и других инфекций (кроме почвенных) посевной материал, который, в свою очередь, послужит гарантом высоких урожаев (Перспективная схема размножения новых сортов… Картофелеводство: сб. науч. тр. / Рос. акад. с.-х. наук, Всерос. НИИ картофельного хоз-ва; под. ред. Е.А. Симакова. – М., 2009. С. 169-175).

В работе представлена схема размножения картофеля различных по скорости созревания сортов,  выращиваемых в культуре in vitro. Такая технология позволяет не только оздоравливать посадочный материал, но и увеличивать коэффициент размножения, а работы по созданию семенного материала ведутся в течение всего года, а не только в весенне-летний сезон, как при клоновом отборе в полевых условиях. Все представленные мероприятия позволят обеспечивать посадочным материалом высокого качества сельскохозяйственные предприятия, что даст гарантию получения высоких урожаев, а значит, производство будет рентабельно.

Цель исследований – изучить и предложить для оригинального семеноводства ранних сортов картофеля концентрации питательных сред, приемы адаптации посадочного материала к естественным условиям с использованием фиторегуляторов и гуминового препарата.

Задачи исследований:

  1. Выявить оптимальную концентрацию питательной среды для ускоренного размножения ранних сортов картофеля Лилея Белорусская, Бриз, Уладар, Тимо Ханккиян, Импала, полученных методом апикальной меристемы.
  2. Изучить адаптационные способности меристемных растений картофеля в условиях in vivo.
  3. Выявить оптимальные элементы технологии выращивания микрорастений картофеля в производственных условиях.
  4. Определить экономическую эффективность технологии выращивания оздоровленного картофеля.

Научная новизна.

Впервые в условиях Северо-Запада РФ:

- Усовершенствована концентрация питательной среды с применением витаминов  для выращивания ранних сортов картофеля.

- Предложен практический способ адаптации меристемных растений в условиях in vivo картофеля ранних сортов.

- Установлено  положительное влияние фитогормонов и гуминового препарата при выращивании семенного материала раннего картофеля первого полевого поколения и супер суперэлиты.

- Определены и экономически обоснованы параметры технологии выращивания мини-клубней в производственных условиях.

Практическая значимость. Усовершенствованные концентрации питательной среды для ранних сортов картофеля позволяют увеличить коэффициент размножения в 2 раза относительно стандартной.

Выделены наиболее адаптированные сорта раннего картофеля полученного методом апикальной меристемы и разработана технология их выращивания для хозяйств Северо-Западной зоны РФ.

Возделывание сортов раннего картофеля по предложенной технологии на площади 1га позволило получить прибавку урожая на  13 ц/га.

Положения, выносимые на защиту.

 — Ускоренное размножение семенного картофеля, выращиваемого в культуре in vitro при использовании фитогормонов и комплекса витаминов в питательной среде.

- Параметры адаптивности к условиям in vivo.

- Основные элементы технологии выращивания картофеля для производства супер суперэлиты.

- Экономическая эффективность возделывания картофеля.

Степень достоверности результатов исследований. Работа выполнена согласно тематическому плану научно-исследовательских работ по заказу Минсельхоза России за счет средств федерального бюджета: Совершенствование технологии производства семенного картофеля в условиях Северо-Западного региона.

Апробация положений и выводов диссертации. Результаты исследований докладывались на межд. науч.-практ. конф. ФГБОУ ВПО ВГСХА 2011-2013гг.,  на межд. науч.-практ. конф., посвященной 125-летию со дня рождения академика Н.И. Вавилова «Вавиловские чтения – 2012»,  Россия, г. Саратов, 2012 г.,  на межд. заочной науч.-практ. конф. «Ресурсный потенциал растениеводства — основа обеспечения продовольственной безопасности»,  Россия, г. Петрозаводск, 10 декабря 2012 г., на межд. науч.-практ. конф.  Пущинской школы — конференции молодых ученых «Биология – наука XXI века», Россия, г. Пущино, 21–26 апреля 2013г.

Публикации результатов исследований

  1. Лебедева Н.В. Использование оздоровленного картофеля в производственных условиях Порховского района / Ю.Н. Федорова, Л.Н. Федорова, Н.В. Лебедева // Труды Кубанского государственного аграрного университета. – 2011. — № 3(30). – 178-181с. (личное участие – 70 %)
  2. Лебедева Н.В. Оптимизация получения растений картофеля в культуре in vitro / Ю.Н. Федорова, А.Н. Кононенко, Н.В. Лебедева // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. – 2012. — №28. – С. 15-17. (личное участие – 75 %)
  3. Лебедева Н.В. Изучение мини-растений картофеля белорусской селекции в условиях Псковской области / Ю.Н. Федорова, Л.Н. Федорова, Н. В. Лебедева // Вестник КрасГАУ. -2013. – Вып. 9. — С.99-103. (личное участие – 80 %)
  4. Лебедева Н.В. Влияние культуры ткани на морфологические признаки сортов / Ю. Н. Федорова, Н. В. Лебедева // Достижения молодых ученых: перспективы, технологии, инновации для развития АПК: сб. материалов межд. науч.-практ. конф. – Великие Луки: РИО ВГСХА, 2011. – С.105-106. (личное участие – 90 %)
  5. Лебедева Н.В. Оптимизация условий ускоренного размножения микро-растений картофеля в условиях in vitro ведения оригинального семеноводства. / Ю.Н. Федорова, Л.Н. Федорова, Н.В. Лебедева // Вавиловские чтения — 2012: материалы межд. науч.-практ. конф., посвященной 125-летию со дня рождения академика Н.И. Вавилова. – Саратов: ИЦ «Наука», 2012. – 444 с. (личное участие – 80 %)
  6. Лебедева Н.В. Результаты исследований процесса морфогенеза на различных питательных средах у сортов картофеля Наяда и Изора / Ю.Н. Федорова, Н.В. Лебедева // Ресурсный потенциал растениеводства — основа обеспечения продовольственной безопасности: тр. межд. заочной науч.-практ. конф. (10 декабря 2012 года, г. Петразаводск). — Петрозаводск: Изд-во Петр-ГУ, 2012. – С. 196. (личное участие – 90%)
  7. Лебедева Н.В. Оптимизация условий ускоренного размножения in vitro микрорастений картофеля в условиях ведения оригинального семеноводства / Ю.Н. Федорова, Н.В. Лебедева // Достижения молодых ученых в решении проблем АПК: материалы межд. науч. – практ. конф. молодых ученых (18-19 апреля 2012 г., г. Великие Луки). – Великие Луки: РИО ВГСХА, 2012. – С.5-7. (личное участие – 95%)
  8. Лебедева Н.В. Применение различных концентраций витаминов на картофеле, выращиваемом в культуре in vitro. / Ю.Н. Федорова, Н.В. Лебедева // Биология – наука XXI века: сб. тез. 17-й межд. Пущинской школы-конференции молодых ученых (Пущино, 21–26 апреля 2013 г., г. Пущино). — Пущино, 2013. — С. 346-347. (личное участие – 95%)
  9. Лебедева Н.В. Приживаемость растений при пересадке их из условий in vitro в in vivo / Ю.Н. Федорова, Н.В. Лебедева // Взгляд молодых ученых на техническую и технологическую модернизацию АПК: материалы межд. науч.-практ. конф. молодых ученых (18-19 апреля 2013 года, г. Великие Луки). – Великие Луки: РИО ВГСХА, 2013. – С.116-121. (личное участие – 95%)

Выражаю большую благодарность научному руководителю, доктору с.-х. наук Федоровой Ю. Н., профессору Морозову В. В., Гордеевой Е. И., Яловик Л. И., сотрудникам лаборатории микроклонального размножения растений ВГСХА за консультации, ценные советы, которые способствовали выполнению 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>