Применение освещения различного спектрального диапазона при клональном микроразмножении лесных ягодных растений. С. 82–93

УДК

634.7

DOI:

10.37482/0536-1036-2022-6-82-93

Аннотация

В связи с сокращением естественных ресурсов обладающих высокой пищевой и лекарственной ценностью лесных ягодных растений, возрастающим спросом на ягодную продукцию и необходимостью биологической рекультивации выработанных торфяных месторождений целесообразно создание плантаций наиболее востребованных видов этих растений. Приведены результаты исследований клонального микроразмножения лесных ягодных растений – клюквы болотной, клюквы крупноплодной, голубики полувысокой, княженики арктической, брусники обыкновенной, красники – перспективных сортов и форм с применением освещения различного типа: светодиодных ламп белого спектра, с комбинацией белого, красного и синего спектров, люминесцентных ламп белого света. При культивировании растений использовали питательные среды WPM, MS с добавлением цитокининов 2-iP и 6-БАП в различных концентрациях. На этапе собственно микроразмножения при выращивании растений клюквы болотной (сорт Дар Костромы, гибридная форма 1-15-635), клюквы крупноплодной (сорт Ben Lear, гибридная форма 1-23-3), княженики арктической (сорт Anna, гибридная форма К-1), брусники обыкновенной (сортов Костромская розовая и Рубин) и красники (формы Сахалинская и Курильская) наибольшее число (3,3…16,9 шт.) и максимальная суммарная длина (13,8…251,1 см) микропобегов растений наблюдались при освещении светодиодными лампами с комбинацией белого, красного и синего спектров. Формирование наибольшего числа микропобегов (13,1 шт.) с максимальной длиной (98,7 см) у растений голубики полувысокой (сорт Northblue, гибридная форма 23-1-11) отмечено при освещении люминесцентными лампами белого света. Существенных различий биометрических показателей растений при освещении различного типа в зависимости от сортов и форм не обнаружено. Применение светодиодных ламп с комбинацией белого, красного и синего спектров оказывает значительное влияние на формирование микропобегов лесных ягодных растений при клональном микроразмножении.

Сведения об авторах

С.С. Макаров^1,2 *, д-р с.-х. наук, ст. науч. сотр.; ResearcherID: AAK-9829-2021, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0564-8888
М.Т. Упадышев³, д-р с.-х. наук, чл.-кор. РАН, гл. науч. сотр.; ResearcherID: AAE-1086-2022, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-1069-3771
И.Б. Кузнецова⁴, канд. с.-х. наук, доц.; ResearcherID: AAB-4568-2021, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5011-3271
А.В. Заушинцена⁵, д-р биол. наук, проф.; ORCID: https://orcid.org/0000-0003-4645-828X
Е.И. Куликова⁶, канд. с.-х. наук, зав. каф.; ResearcherID:AAL-8290-2021, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5981-2690
Е.А. Сурина⁷, канд. с.-х. наук; ResearcherID:AAD-6192-2019, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-8159-8977
¹Центрально-европейская лесная опытная станция, просп. Мира, д. 134, г. Кострома, Россия, 156013; makarov_serg44@mail.ru*
²Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова, наб. Северной Двины, д. 17, г. Архангельск, Россия, 163002; makarov_serg44@mail.ru
³Федеральный научный селекционно-технологический центр садоводства и питомниководства, ул. Загорьевская, д. 4, Москва, Россия, 115598; vstisp@vstisp.org
⁴Костромская государственная сельскохозяйственная академия, Учебный городок, Караваевская с/а, д. 34, п. Караваево, Костромской р-н, Костромская обл., Россия, 156530; sonnereiser@yandex.ru
⁵Кемеровский государственный университет, ул. Красная, д. 6, г. Кемерово, Россия, 650000; alexaz58@yandex.ru
⁶Вологодская государственная молочнохозяйственная академия им. Н.В. Верещагина, ул. Шмидта, д. 2, с. Молочное, г. Вологда, Вологодская обл., Россия, 160555; elena-kulikova@list.ru
⁷Северный научно-исследовательский институт лесного хозяйства, ул. Никитова, д. 13, г. Архангельск, Россия, 163062; surina_ea@sevniilh-arh.ru

Ключевые слова

клональное микроразмножение, in vitro, освещение, влияние освещения на растения, светодиодные лампы, ягодные растения, клюква, голубика, княженика, брусника, красника

Для цитирования

Макаров С.С., Упадышев М.Т., Кузнецова И.Б., Заушинцена А.В., Куликова Е.И., Сурина Е.А. Применение освещения различного спектрального диапазона при клональном микроразмножении лесных ягодных растений // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 6. С. 82–93. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-6-82-93

Литература

1. Бъядовский И.А. Влияние различных по спектральному составу светодиодных источников света на укореняемость земляники садовой (Fragaria×ananassa) in vitro // Тр. по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2019. Т. 180, вып. 1. С. 33–37. https://dx.doi.org/10.30901/2227-8834-2019-1-33-37

2. Бъядовский И.А., Упадышев М.Т. Клональное микроразмножение плодовых культур. М.: ФГБНУ ФНЦ Садоводства, 2020. 69 с. 

3. Гудь Л.А., Калашникова Е.А., Тараканов И.Г. Влияние света разного спектрального диапазона на морфогенез ежевики и малины in vitro // Лесохоз. информ. 2019. № 2. С. 97–102. https://doi.org/10.24419/LHI.2304-3083.2019.2.09

4. Калашникова Е.А. Клеточная инженерия растений М.: РГАУ–МСХА, 2012. 317 с. 

5. Коренев И.А., Тяк Г.В., Макаров С.С. Создание новых сортов лесных ягодных растений и перспективы их интенсивного размножения (in vitro) // Лесохоз. информ. 2019. № 3. С. 180–189. https://doi.org/10.24419/LHI.2304-3083.2019.3.15

6. Макаров С.С., Кузнецова И.Б., Смирнов В.С. Совершенствование технологии клонального микроразмножения княженики арктической (Rubus arcticus L.) // Лесохоз. информ. 2018. № 4. С. 91–97. https://doi.org/10.24419/LHI.2304-3083.2018.4.09

7. Макаров С.С., Кузнецова И.Б., Упадышев М.Т., Родин С.А., Чудецкий А.И. Особенности клонального микроразмножения клюквы болотной (Oxycoccus рalustris Pers.) // Техника и технология пищевых производств. 2021. Т. 51, № 1. С. 67–76. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2021-1-67-76

8. Сельскохозяйственная биотехнология и биоинженерия / под ред. В.С. Шевелухи. М.: URSS, 2015. 710 с. 

9. Стратегия развития лесного комплекса Российской Федерации до 2030 года: утв. распоряжением Правительства РФ от 11.02.2021 № 312-р. Режим доступа: http://static.government.ru/media/files/pFdqtWFH8y9SfQjDE0Xnwd8eXWoJJMYB.pdf (дата обращения: 20.10.22). 

10. Тихомиров А.А., Ушакова С.А. Научные и технологические основы формирования фототрофного звена биолого-технических систем жизнеобеспечения. Красноярск: Сиб. гос. аэрокосм. ун-т им. акад. М.Ф. Решетнева, 2016. 200 с. 

11. Тяк Г.В., Курлович Л.Е., Тяк А.В. Биологическая рекультивация выработанных торфяников путем создания посадок лесных ягодных растений // Вестн. Казан. ГАУ. 2016. Т. 11, № 2(40). С. 43–46. https://doi.org/10.12737/20633

12. Упадышев М.Т. Спектральный состав света при микроразмножении растений родов Rubus и Sorbus // Докл. РАСХН. 2002. № 6. С. 16–19. 

13. Упадышев М.Т. Действие света разного спектрального состава при микроразмножении плодовых и ягодных культур // Актуальная биотехнология. 2018. № 3(26). С. 521. 

14. Anderson W.C. Propagation of Rhododendrons by Tissue Culture. 1. Development of a Culture Medium for Multiplication of Shoots. Proceedings of the International Plant Propagator’s Society, 1975, vol. 25, pp. 129–135.

15. Bussières J., Rochefort L., Lapointe L. Cloudberry Cultivation in Cutover Peatland: Improved Growth on Less Decomposed Peat. Canadian Journal of Plant Science, 2015, vol. 95, no. 3, pp. 479–489. https://doi.org/10.4141/cjps-2014-299

16. Cope K., Bugbee B. Spectral Effects of Three Types of White Light-Emitting Diodes on Plant Growth and Development: Absolute versus Relative Amounts of Blue Light. HortScience, 2013, vol. 48, iss. 4, pp. 504–509. https://doi.org/10.21273/HORTSCI.48.4.504

17. Hung C.D., Hong C.-H., Kim S.-K., Lee K.-H., Park J.-Y., Nam M.-W., Choi D.-H., Lee H.-I. LED Light for in vitro and ex vitro Efficient Growth of Economically Important Highbush Blueberry (Vaccinium corymbosum L.). Acta Physiologiae Plantarum, 2016, vol. 38, art. 152. https://dx.doi.org/10.1007/s11738-016-2164-0

18. Kang J.H., Kumar S.K., Atulba S.L.S., Jeong B.R., Hwang S.J. Light Intensity and Photoperiod Influence the Growth and Development of Hydroponically Grown Leaf Lettuce in a Closed-Type Plant Factory System. Horticulture, Environment, and Biotechnology, 2013, vol. 54, iss. 6, pp. 501–509. https://doi.org/10.1007/s13580-013-0109-8

19. Lloyd G.B., McCown В.Н. Commercially-Feasible Micropropagation of Mountain Laurel, Kalmia latifolia, by Use of Shoot-Tip Culture. Combined Proceeding. International Plant Propagatiors’ Society, 1980, vol. 30, pp. 421–427.

20. Makarov S.S., Kuznetsova I.B., Chudetsky A.I., Rodin S.A. Obtaining High-Quality Planting Material of Forest Berry Plants by Clonal Micropropagation for Restoration of Cutover Peatlands. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2021, no. 2, pp. 21–29. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2021-2-21-29

21. Murashige T., Skoog F. A Revised Medium for Rapid Growth and Bio Assays with Tobacco Tissue Cultures. Phisiologia Plantarum, 1962, vol. 15, iss. 3, pp. 473–497. https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x

22. Noormets M., Karp K., Paal T. Recultivation of Opencast Peat Pits with Vaccinium Culture in Estonia. WIT Transactions on Ecology and the Environment. Vol. 64: Ecosystems and Sustainable Development IV, 2003, vol. 2, pp. 1005–1014. https://doi.org/10.2495/ECO030242

23. Palozzi J.E. Peatland Plant-Soil Feedbacks Dictate Ecosystem Properties and Processes. Electronic Thesis and Dissertation Repository. Canada, 2017. 86 p. Available at: https://ir.lib.uwo.ca/etd/4511 (accessed 25.03.21).

24. Production of Berries in Peatlands. Peatland Ecology Research Group. Guide Produced under the Supervision of Line Rochefort and Line Lapointe. Quebec, Université Laval, 2009. 134 p.

25. Vahejõe K., Albert T., Noormets M., Karp K., Paal T., Starast M., Värnik R. Berry Cultivation in Cutover Peatlands in Estonia: Agricultural and Economical Aspects. Baltic Forestry, 2010, vol. 16, no. 2(31), pp. 264–272.