Получение высококачественного посадочного материала лесных ягодных растений методом клонального микроразмножения для рекультивации выработанных торфяников

УДК

634.7

DOI:

https://doi.org/10.37482/0536-1036-2021-2-21-29

Аннотация

Приведены результаты исследований по совершенствованию технологии получения высококачественного посадочного материала голубики полувысокой и княженики арктической методом клонального микроразмножения. Создание плантации лесных ягодных растений в районах добычи торфа позволяет снизить ущерб, наносимый окружающей среде, и значительно повысить эффективность лесной промышленности. В последние десятилетия в России и других странах мира растет интерес к созданию на осушенных и освоенных торфяниках насаждений лесных ягодных растений, для успешного выращивания которых в промышленных масштабах необходимо использовать сортовой посадочный материал. Наиболее эффективный метод (из вегетативных) его разведения – клональное микроразмножение, позволяющее в условиях небольшой лабораторной площади круглый год получать огромное количество оздоровленного посадочного материала. Экостерилизатор бесхлорный и отбеливающее средство на основе гипохлорита натрия «Белизна» показали высокую эффективность при стерилизации эксплантатов голубики полувысокой и княженики арктической с выдержкой 15 и 20 мин. Наиболее высокая жизнеспособность эксплантов исследуемых лесных ягодных культур отмечена при стерилизации 0,1 % раствором хлорида ртути и выдержке 15 мин, низкая – при выдержке 20 мин. На стадии собственно микроразмножения при повышении концентрации цитокинина 6-БА П с 0,5 до 1,0 мг/л на питательной среде WPM увеличивалось количество побегов у регенерированных растений голубики полувысокой (сортов Northcountry и Northblue) и княженики арктической (сортов Anna и Sofia). На стадии укоренения in vitro отмечено влияние концентрации ауксина ИМК на количество и длину корней регенерированных растений.

Сведения об авторах

ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0564-8888 ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5011-3271 ORCID: https://orcid.org/0000-0003-4804-7759 ORCID: https://orcid.org/0000-0002-8947-9809 Караваевская с/а, п. Караваево, Костромской р-н, Костромская обл., Россия, 156530;
e-mail: sonnereiser@yandex.ru хозяйства, ул. Институтская, д. 15, г. Пушкино, Московская обл., Россия, 141202

Ключевые слова

княженика арктическая, клональное микроразмножение, сорт, выработанные торфяники, регулятор роста, голубика полувысокая, in vitro

Для цитирования

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 // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 2. С. 21–29. DOI:10.37482/0536-1036-2021-2-21-29

Литература

1. Гладкова Л.И. Выращивание голубики и клюквы. М.: ВНИИТ ЭИС Х. 1974. 64 с. [Gladkova L.I. Growing of Blueberry and Cranberry. Moscow, VNIITEISKh Publ., 1974. 64 p.].

2. Кощеев А.К., Смирняков, Ю.И. Лесные ягоды: справочник. М.: Экология, 1992. 270 с. [Koshcheyev A.K., Smirnyakov Yu.I. Wild Berries: A Handbook. Moscow, Ekologiya Publ., 1992. 270 p.].

3. Куминов Е.П. Нетрадиционные садовые культуры. Мичуринск, 1994. 358 с. [Kuminov E.P. Unconventional Garden Crops. Michurinsk, 1994. 358 p.].

4. Николаев И., Николаева Ю. Княженика – забытая ягода // Наука и жизнь. 1997. № 8. С. 130–131. [Nikolayev I., Nikolayeva Yu. Arctic Bramble – A Forgotten Berry. Nauka i Zhizn’ [Science and Life], 1997, no. 8, pp. 130–131].

5. Тяк Г.В., Макаров С.С., Калашникова Е.А., Тяк А.В. Размножение и культивирование княженики арктической (Rubus arcticus L.) // Плодоводство и ягодоводство России. 2018. Т. 52. С. 95–99. [Tyak G.V., Makarov S.S., Kalashnikova E.A., Tyak A.V. Reproduction and Cultivation of the Arctic Bramble (Rubus arcticus L.). Plodovodstvo i yagodovodstvo Rossii [Pomiculture and small fruits culture in Russia], 2018, vol. 52, pp. 95–99].

6. Тяк Г.В., Макеев В.А., Курлович Л.Е., Макеева Г.Ю., Тяк А.В. Перспективы культивирования и селекции лесных ягодных растений в Костромской области // Природа Костромского края: современное состояние и экомониторинг: материалы регион. конф. (Кострома, 24–25 марта 2017 г.). Кострома: Изд-во КГУ , 2017. С. 146–151. [Tyak G.V., Makeev V.A., Kurlovich L.E., Makeeva G.Yu., Tyak A.V. Prospects of Forest Berry Plants Cultivation and Breeding in the Kostroma Region. Proceedings of the Regional Conference “Nature of the Kostroma Region: Modern State and Ecomonitoring”, Kostroma, March 24–25, 2017. Kostroma, 2017, pp. 146–151].

7. Черкасов А.Ф., Миронов К.А., Шутов В.В., Тяк Г.В., Веремьева С.С., Макеев В.А., Макеева Г.Ю., Рыжова Н.В. Недревесные лесные ресурсы Костромской области: дикорастущие плоды и ягоды, лекарственные растения и грибы: науч. моногр. / под ред. В.В. Шутова и др. Кострома: Изд-во КГТУ , 2006. 250 с. [Cherkasov A.F., Mironov K.A., Shutov V.V., Tyak G.V., Verem’yeva S.S., Makeyev V.A., Makeyeva G.Yu., Ryzhova N.V. Non-Timber Forest Resources of the Kostroma Region: Wild Fruits and Berries, Medicinal Plants and Mushrooms: Scientific Monograph. Ed. by Shutov et al. Kostroma, KSTU Publ., 2006. 250 p.].

8. Blueberry Nursery Stock. Commercial Growers Catalog & Price List. Oregon, Fall Creek Farm & Nursery Inc., 2000. 20 p.

9. Bomser J., Madhavi D.L., Singletary K., Smith M.A.L. In Vitro Anticancer Activity of Fruit Extracts from Vaccinium Species. Planta Medica, 1996, vol. 62(3), pp. 212–216. DOI: 10.1055/s-2006-957862

10. Hildreth A.C. Propagation of the Lowbush Blueberry. American Society for Horticultural Science, 1929, vol. 26, pp. 91–92.

11. Jamieson A.R., Nickerson N.L. Field Performance of the Lowbush Blueberry Propagated by Seed, Stem Cuttings and Micropropagation. Acta Horticulturae, 2003, vol. 626, pp. 423–428. DOI: 10.17660/ActaHortic.2003.626.58

12. Karp K., Starast M., Värnik R. The Arctic Bramble (Rubus arcticus L.) – The Most Profitable Wild Berry in Estonia. Baltic Forestry, 1997, vol. 3, no. 2, pp. 47–52.

13. 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. DOI: 10.2495/ECO030242

14. Paal T. Cultivation of Vaccinium angustifolium from Seed. Proceedings of the International Conference “Problems of Rational Utilization and Reproduction of Berry Plants in Boreal Forests on the Eve of the 21 Century”, Glubokoye-Gomel, Belarus, September 11–15, 2000. Gomel, Forest institute NASB, 2000, pp. 193–196.

15. Pirinen H., Dalman P., Kärenlampi S., Tammisola J., Kokko H. Description of Three New Arctic Bramble Cultivars and Proposal for Cultivar Identification. Agricultural and Food Science in Finland, 1998, vol. 7, no. 4, pp. 455–468. DOI: 10.23986/afsci.5608

16. Ragnar M., Rytkönen P., Hedh J. Åkerbär. Luleå, Sweden, Black Island Books, 2017. 169 p.

17. Read P.E., Economou A.S., Hartley C.A., Grout J.M., Fellman C.D. A Summary of Stock Paint Influences on Woody Plant Tissue Culture Success with Special Emphasis on the Ericaceae. Acta Horticulturae, 1988, vol. 227, pp. 476–478. DOI: 10.17660/ActaHortic.1988.227.98

18. Strik B.C., Yarborough D.E. Blueberry Production Trends in North America, 1992 to 2003, and Predictions for Growth. HortTechnology, 2005, vol. 15, iss. 2, pp. 391–398. DOI: 10.21273/HORTTECH.15.2.0391

19. 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.

20. Yarborough D.E. Cultivated Lowbush Blueberry (Vaccinium angustifolium) Establishment and Management. Journal of Jilin Agricultural University, 2009, vol. 31(5), pp. 556–560.

Ссылка на английскую версию:

Obtaining High-Quality Planting Material of Forest Berry Plants by Clonal Micropropagation for Restoration of Cutover Peatlands

OBTAINING HIGH-QUALITY PLANTING MATERIAL OF FOREST BERRY PLANTS BY CLONAL MICROPROPAGATION FOR RESTORATION OF CUTOVER PEATLANDS

Sergey S. Makarov¹, Candidate of Agriculture, Senior Research Scientist;
ResearcherID: AAB-4651-2021, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0564-8888
Irina B. Kuznetsova², Candidate of Agriculture, Assoc. Prof.; ResearcherID: AAB-4568-2021, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5011-3271
Anton I. Chudetsky¹, Leading Engineer; ResearcherID: H-1210-2019,
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-4804-7759
Sergey A. Rodin³, Doctor of Agriculture, Academician of RAS, Deputy Director for Research; ORCID: https://orcid.org/0000-0002-8947-9809
¹Central-European Forest Experiment Station, ARRISMF, prosp. Mira, 134, Kostroma,
156013, Russian Federation; e-mail: makarov_serg44@mail.ru, a.chudetsky@mail.ru
²Kostroma State Agricultural Academy, ul. Uchebnyy gorodok, 34, pos. Karavayevo, Kostroma
district, Kostroma region, 156530, Russian Federation; e-mail: sonnereiser@yandex.ru
³All-Russian Research Institute of Silviculture and Mechanization of Forestry, ul. Institutskaya,
15, Pushkino, Moscow region, 141202, Russian Federation

Abstract. The results of studies on the improvement of technology for producing highquality planting material of half-high blueberry and Arctic bramble by the method of clonal micropropagation are presented in the current paper. Creation of forest berry plantations in peat extraction areas allows reducing environmental damage and significantly increasing the efficiency of the timber industry. In recent decades, there has been an increasing interest in the creation of forest berry plantations on drained and cutover peatlands in Russia and other countries. It is necessary to use varietal planting material for the successful cultivation of forest berry plants on an industrial scale. Clonal micropropagation is the most effective of the vegetative methods for obtaining planting material, which allows receiving a huge amount of healthy planting material all year round in the conditions of a small laboratory area. Chloride-free ecosterilizer and bleaching agent based on sodium hypochlorite “Belizna” with an exposure of 15 and 20 min showed high efficiency in sterilization of explants of half-high blueberry and Arctic bramble. The highest viability of explants of the studied forest berry crops was observed when sterilized with a 0.1 % mercuric chloride solution and 15 min exposure, and its sharp decrease at 20 min exposure. At the stage of micropropagation, with an increase in the concentration of cytokinin 6-BAP from 0.5 to 1.0 mg/L on the nutrient Woody Plant Medium the number of shoots in regenerated plants of half-high blueberry (Northcountry and Northblue cultivars) and Arctic bramble (Anna and Sofia cultivars) increased. The effect of the concentration of IBA-derived auxin on the number and length of roots of regenerated plants was observed at the in vitro rooting stage.
For citation: 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.
DOI: 10.17238/0536-1036-2021-2-21-29

Keywords: Arctic bramble, clonal micropropagation, cultivar, cutover peatlands, growth
regulator, half-high blueberry, in vitro.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов
The authors declare that there is no conflict of interest
Поступила 05.02.20 / Received on February 5, 2020