Диссертация Линник Т.А.

Линник Татьяна Александровна

Повышение эффективности способов размножения сортов земляники садовой (Fragaria x ananassa Duch.), характеризующихся низкой усообразующей способностью.

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор
Поляков Алексей Васильевич

Москва – 2014

Информация о соискателе и диссертации
ФИО соискателя: Линник Татьяна Александровна
Гражданство соискателя: РФ
Дата рождения: 08.08.1989 г.

Название диссертации: Повышение эффективности способов размножения сортов земляники садовой (Fragaria x ananassa Duch.), характеризующихся низкой усообразующей способностью.
Шифр и название специальности: 06.01. 05 – селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений
Соискание степени: кандидата сельскохозяйственных наук
Где выполнялась работа: Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт овощеводства» в 2012-2014 гг.
Дата защиты: 23.12.2014
Текст диссертации: Диссертационная работа Линник Т.А.
Дата публикации диссертации: 06.10.2014
Автореферат: ar_2014_Linnik
Дата публикации автореферата: 20.10.2014

Научный руководитель

ФИО: Поляков Алексей Васильевич
Ученая степень: доктор биологических наук, профессор

Место работы: ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт овощеводства», заведующий отделом биотехнологии и международных проектов
Отзыв руководителя: положительный

—
Оппонент 1
ФИО: Говорова Галина Федоровна
Ученая степень: доктор сельскохозяйственных наук
Место работы: ФГБОУ ВПО «Российский государственный аграрный университет — МСХА имени К.А. Тимирязева», профессор кафедры селекции и семеноводства садовых культур
Отзыв оппонента: положительный
Дата публикации отзыва: 04.12.2014
—
Оппонент 2
ФИО: Антошина Ольга Алексеевна
Ученая степень: кандидат сельскохозяйственных наук
Место работы: ФГБОУ ВПО «Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева», доцент кафедры лесного хозяйства, экологии и селекции
Отзыв оппонента: положительный
Дата публикации отзыва: 04.12.2014
—
Ведущая организация
Название: ФГБОУ ВПО «Российский государственный аграрный заочный университет»
ФИО руководителя, заверившего отзыв: И.А. Цветков
№ протокола и дата: №3 от 18.11.2014
Отзыв организации: положительный
Дата публикации отзыва: 04.12.2014
—
Другие отзывы на автореферат и диссертацию:

1. д.б.н. Т.А. Рожмина, к.б.н. Н.В. Пролётова (ВНИИЛ)
2. д.с.-х.н., профессор В.И. Левин, к.с.-х.н., доцент Л.А. Антипкина (РГАТУ им. П.А. Костычева)
3. к.с.-х.н. П.А. Галушка (ВНИИКХ им. А.Г. Лорха)
4. доцента Г.В. Прищепиной (ФГБОУ ВПО Алтайский государственный аграрный университет)
5. к.с.-х.н., доцент В.Ю. Асеев (РГУ им. С.А. Есенина)
6. Шаламова А.А. (Казанский государственный аграрный университет)
7. к.с.-х.н., Шарафова О.Ф. (ЗАО «МетаСинтез»)
8. д.б.н., профессора Е.С. Немировой, к.б.н., доцента З.П. Блиновой (ГОУ ВПО Московский государственный областной университет)

Заключение диссертационного совета по диссертации от 24.12.2014

Земляника садовая (Fragaria x ananassa Duch.) – одна из наиболее популярных и широко распро­страненных ягодных культур в мире. На ее долю приходится свыше 70% общемиро­вого производства ягод. Валовое производство земляники в мире постоянно растет и в настоящее время составляет более 4 млн. тонн ягод в год (Куликов И.М., Метлицкий О.З., 2006; Айтжанова С.Д., 2009; Куликов И.М., 2009).

Широкое распространение земляники садовой связано с рядом ее бесспорных преимуществ в сравнении с другими ягодными и плодовыми культурами. Ценность земляники обусловливается ее скороплодностью, высокими вкусовыми качествами, привлекательным видом и красивой окраской, а также богатым биохимическим составом, питательностью и лечебными свойствами. Земляника очень пластичная культура. При высоком уровне агротехники ее можно успешно выращивать в различных природно-климатических усло­виях, а в защищенном грунте появляется возможность внесезонного получе­ния товарного урожая (Самойленко Н.А., 2003; Говорова Г.Ф., Говоров Д.Н., 2004; Александрова Г.Д., 2005).

В настоящее время набирают популярность ремонтантные сорта земляники садовой. Их выращивание является высокорентабель­ным и перспективным как для крупных хозяйств с четко налаженной технологией, так и для небольших фермер­ских хозяйств (Волкова Т.И., 2000; Хапова С.А., 2003).

Длительный период плодоношения (с июня до наступления заморозков), крупный размер ягод, их привлекатель­ная форма и окраска в сочетании с отличным вкусом, высокой деко­ративностью (многочисленные крупные белые или розовые цветки), способностью формировать небольшое количе­ства усов, что очень удобно при уходе за насаждениями – все эти преимущества объясняют несомненную популяр­ность и востребованность ремонтантных сортов земляники садовой, таких как Флорина, Эви 2, Эвис Делайт, Тарпан и др.

Традиционным способом размножения земляники садовой является размножение дочерними розетками (Говорова Г.Ф., Говоров Д.Н., 2003). Однако, для многих ремонтантных сортов характерна низкая усообразующая способность, за сезон они способны сформировать совсем небольшое количество усов и дочерних розеток, недостаточное для получения необходимого объема рассады. В связи с этим встает вопрос о способе размножения этих сортов для ускоренного и массового получения высококачественного посадочного материала в нужные сроки.

В настоящее время установлено большое значение физиологически активных веществ – регуляторов роста и развития растений в практике сельского хозяйства (Ефименко В.В., 2006). Большой интерес исследователей привлекает изучение эффективности воздействия регуляторов роста, однако действие многих регуляторов роста на перспективные сорта-новинки земляники садовой, которые сравнительно недавно появились на международном рынке, остается мало изученным. Исследование эффективности влияния регуляторов роста нового поколения на интенсивность усообразования, а также на продуктивность ремонтантных сортов земляники садовой, характеризующихся низкой усообразующей способностью, представляет интерес для оптимизации размножения и продвижения новых сортов.

Многие сорта земляники современного производства поражаются целым рядом различных заболеваний. При размножении традиционным способом от материнского растения рассаде передается множество грибковых заболеваний и вирусов (Говорова Г.Ф., Говоров Д.Н., 2003; Айтжанова С.Д., 2009; Казаков И.В., 2009).

В преодолении этих трудностей чрезвычайное значение приобретает ис­пользование метода клонального микроразмножения in vitro, позволяющего не только получить оздоровленные от фитопатогенов, вирусов и других инфекций растения, но и значительно ускорить процесс размножения, что представляет особую ценность для сортов земляники садовой, плохо размножаемых вегетативно из-за низкой усообразующей способности. Кроме того, проведение работ в лабораторных условиях возможно круглый год, что позволяет всегда иметь под рукой исходный материал (Шевелуха В.С., 2003; Говорова Г.Ф., Говоров Д.Н., 2004; Поляков А.В., 2005). Разработка эффективной и воспроизводимой системы ускоренной регенерации в усло­виях in vitro является необходимой для клонального микроразмножения ремонтантных сортов земляники садовой с низкой усообразующей способностью.

Оптимизация методов размножения и разработка технологии массового получения качественного посадочного материала ремонтантных сортов земляники садовой с низкой усообразующей способностью представляет несомненный интерес и является востребованной и актуальной.

Целью исследования являлось усовершенствование способов размножения земляники садовой (Fragaria x ananassa Duch.) для массового получения высококачественного посадочного материала сортов, характеризующихся низкой усообразующей способностью.

Задачи исследования:

1. Оценить сорта земляники садовой, характеризующиеся низкой усообразующей способностью, по комплексу хозяйственно-ценных признаков в условиях открытого и защищенного грунта;
2. Выявить влияние регуляторов роста на усообразующую способность и продуктивность сортов земляники садовой;
3. Оценить в условиях in vitro морфогенетический потенциал сортов земляники садовой и выявить тип экспланта с высокой жизнеспособностью и регенерационной активностью;
4. Провести оценку растений-регенерантов R₀ земляники садовой по основным морфологическим, хозяйственно-ценным, биохимическим признакам и устойчивости к болезням.

Научная новизна работы. Показано, что в условиях защищенного грунта благодаря продлению периода вегетации у ремонтантных сортов с низкой усообразующей способностью на 40-47 суток раньше выдвижение усов и на 27-33 суток раньше начинается цветение и плодоношение, чем в открытом грунте. Благодаря более интенсивному росту в условиях защищенного грунта у растений ремонтантных сортов формируется в 4,3-6,4 раза больше дочерних розеток, в 1,3-2,3 раза повышается продуктивность и урожайность по сравнению с растениями, выращенными в открытом грунте.

Установлено, что применение препарата Циркон в концентрации 30 мкл/л в 1,5-2,3 раза на растениях ремонтантных сортов земляники садовой усиливает интенсивность формирования усов и дочерних розеток, по­вышает среднюю массу ягод на 11-29%, продуктивность и урожайность в 1,3-2,4 раза в зависимости от сорта.

Проведена сравнительная характеристика регенерационной активности in vitro различных типов эксплантов новых ремонтантных сортов земляники садовой Тарпан, Эвис Делайт и Флорина. Установлено, что in vitro культивирование апексов усов на среде MS с добавлением 0,5 мг/л БА эффективно для размножения ремонтантных сортов земляники садовой с низкой усообразующей способностью и позволяет получать от 77 до 87% жизнеспособных эксплантов в зависимости от сорта, формирующих 1,6-3,0 побега на один эксплант и 2,1-4,3 побега на этапе культивирования морфогенных конгломератов. Полученные растения-регенеранты изучены в полевых условиях и детально описаны по основным морфологическим, хозяйствнно-ценным, биохимическим признакам и усточивости к поражению серой гнилью, белой и бурой пятнистостями. Экспериментальные данные о получении регенерантов в культуре лепестка in vitro земляники садовой в России получены впервые.

Теоретическая и практическая значимость. Разработана методика, позволяющая массово получать качественный посадочный мате­риал новых высокоурожайных ремонтантных сортов земляники садовой, характеризующихся низкой усообра­зующей способностью (Тарпан, Эви 2, Эвис Делайт, Флорина). Оптимизированы приемы традиционного способа размно­жения путем приме­нения регуляторов роста Циркон, Энергия-М. Показано, что использование препарата Циркон в концентрации 30 мкл/л позволяет получить до 10 дочерних розеток в год с одного растения. Показано, что при выращивании маточных растений земляники садовой в условиях обогреваемой пленочной теплицы увеличивается выход дочерних розеток, который составляет до 21 шт. в год с одного растения. Применение технологии клонального in vitro размножения из апексов усов ремонтантных сортов земляники садовой Тарпан, Эвис Делайт и Флорина, характеризующихся низкой усообразующей способностью, позволяет за год культивирования получать до 313,5 тыс. оздоровленных растений-регенерантов от одного экспланта. Растения-регенеранты обладают всеми ценными сортовыми признаками, в 1,5-2,5 раза меньше поражаются серой гнилью (Botrytis cinerea Pers.), белой (Ramularia Tulasnei Sacc.) и бурой пятнистостью (Marssonina potentillae Desm.). Получены экспериментальные данные о регенерационной активности in vitro лепестка земляники садовой, которые могут быть использованы в дальнейших исследованиях. Выделен сорт Эвис Делайт, обладающий наибольшей регенерационной активностью и коэффициентом размножения.

Обоснование и достоверность научных положений. Исследования выполнены по методикам, рекомендованным научными учреждениями страны. Все выводы и предложения подтверждены экспериментальными исследованиями, статистической обработкой полученных данных.

Апробация работы. Основные результаты экспериментальной работы по диссертации, выводы и предложения были доложены и представлены на Международной научно-практической конференции «Селекция на адаптивность и создание нового генофонда в современном овощеводстве» (VI Квасниковские чтения) (Москва, 8 августа 2013 г.); Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии производства, хранения и переработки продукции растениеводства» (Рязань, 30-31 января 2014 г.), а также на заседаниях методической комиссии по селекции, семеноводству и биотехнологии ФГБНУ ВНИИО (2012-2014 гг.).

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

• выращивание растений ремонтантных сортов земляники садовой с низкой усообразующей способностью в условиях обогреваемой пленочной теплицы продлевает период вегетации и позволяет повысить выход дочерних розеток;
• обработка растений ремонтантных сортов земляники садовой с низкой усообразующей способностью регуляторами роста позволяет увеличить выход дочерних розеток и повысить продуктивность и урожайность;
• для in vitro размножения ремонтантных сортов земляники садовой с низкой усообразующей способностью наиболее эффективно культивирование апексов усов;
• фрагменты листа и лепестки ремонтантных сортов земляники садовой обладают меньшей регенерационной активностью in vitro, чем апексы усов;
• полученные in vitro растения-регенеранты формируют больше дочерних розеток, обладают высокими показателями хозяйственно-ценных признаков, меньше поражаются серой гнилью, белой и бурой пятнистостями.

Публикации результатов исследований. По материалам исследований по теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе три статьи в изданиях, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией Министерства образования и науки РФ, одно методическое руководство.

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

• Линник, Т.А. Регенерационная активность различных типов эксплантов земляники садовой (Fragaria ananassa Duch.) in vitro / Т.А. Линник, А.В. Поляков // Известия Горского государственного аграрного университета. – Владикавказ, 2013. – Т. 50. – №2. – С. 15-18.
• Линник, Т.А. Повышение эффективности размножения сортов земляники садовой (Fragaria ananassa Duch.), характеризующихся низкой усообразующей способностью / А.В. Поляков, Т.А. Линник, Л.А. Таланова // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета имени П.А. Костычева. Научно-производств. журнал. – 2013. – №3 (19). – С. 42-46.
• Линник, Т.А. Производство оздоровленного посадочного материала сортов земляники садовой (Fragaria x ananassa Duch.) с низкой усообразующей способностью методом клонального микроразмножения in vitro / Поляков А.В., Линник Т.А. // Вестник Московского государственного областного университета, научный журнал. Серия «Естественные науки». – – №3. – М. : ИИУ МГОУ. – С. 35-42.

Статьи в прочих изданиях

• Линник, Т.А. Влияние регуляторов роста на продуктивность и размножение растений земляники садовой (Fragaria ananassa Duch.) in vivo / Т.А. Линник, А.В. Поляков, Л.А. Таланова // Научные достижения – в сельскохозяйственную практику: межвузовский сборник научных трудов. – Калининград: Изд-во ФГБОУ ВПО «Калининградский государственный технический университет», 2012. – С. 70-73.
• Линник, Т.А. Регенерация растений земляники садовой (Fragaria ananassa Duch.) из лепестка и листа / А.В. Поляков, Т.А. Линник // Нетрадиционные природные ресурсы, инновационные технологии и продукты: сб. науч. трудов. Выпуск 20. – М. : РАЕН, 2012. – С. 43-46.
• Линник, Т.А. Продуктивность новых ремонтантных сортов земляники садовой (Fragaria ananassa Duch.) со слабой усообразующей способностью в условиях защищенного грунта Московской области / Т.А. Линник, А.В. Поляков // Селекция на адаптивность и создание нового генофонда в современном овощеводстве (VI Квасниковские чтения). Международная научно-практическая конференция (8 августа 2013 г.). Материалы докладов, сообщений / ВНИИО – М. : Изд-во ООО «Полиграф-Бизнес», 2013. – С. 206-210.
• Линник, Т.А. Устойчивость к фитопатогенам растений-регенерантов земляники садовой (Fragaria x ananassa Duch.), полученных in vitro / Т.А. Линник, А.В. Поляков // Нетрадиционные природные ресурсы, инновационные технологии и продукты: сб. науч. трудов. Выпуск 21. – М. : РАЕН, 2013. – С. 62-64.
• Линник, Т.А. Повышение коэффициента размножения сортов земляники садовой (Fragaria ananassa Duch.) с низкой усообразующей способностью при использовании регуляторов роста / Т.А. Линник // Инновационные технологии производства, хранения и переработки продукции растениеводства: материалы юбилейной Междунар. науч. практ. конф. (Рязань, 30-31 янв. 2014) / под ред. Д.В. Виноградова. – Рязань : ФГБОУ ВПО РГАТУ, 2014. – С. 185-188.
• Линник, Т.А. Основные биохимические показатели ягод растений-регенерантов земляники садовой (Fragaria x ananassa Duch.) различного происхождения / Т.А. Линник, А.В. Поляков // Экологические проблемы современного овощеводства и качества овощной продукции: сборник научных трудов, выпуск 1. – М. : ФГБНУ ВНИИО, – С. 309-313.
• Линник, Т.А. Получение посадочного материала ремонтантных сортов земляники садовой (Fragaria x ananassa ), характеризующихся низкой усообразующей способностью. Методическое руководство / А.В. Поляков, Т.А. Линник. – М. : ГНУ ВНИИО, 2014. – 22 с.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, условий и методов проведения исследований, результатов исследований и их обсуждения, заключения, выводов, предложений для использования в селекционной практике, списка использованной литературы (170 наименований, в том числе 45 работ иностранных авторов, ресурсы Интернет). Работа изложена на 141 странице компьютерного текста, содержит 30 таблиц, 17 рисунков, 4 приложения.

Автор выражает глубокую признательность и благодарность научному руководителю – доктору биологических наук, профессору Полякову Алексею Васильевичу за поддержку и помощь при проведении исследований и выполнении научной работы.