Модульная технология ускоренного размножения новых перспективных сортов картофеля

Н.Н.Семчук, А.Д.Шишов, А.С.Сердюк, Е.А.Симаков, А.В.Митюшкин, Е.В.Овэс

Институт сельского хозяйства и природных ресурсов НовГУ, Всероссийский НИИ картофельного хозяйства им. А.Г.Лорха, Красково, Московская область

Одним из главных факторов, гарантирующих достижение потенциально возможного урожая картофеля в любых почвенно-климатических условиях, является высококачественный, свободный от вирусной и бактериальной инфекции посадочный материал [1-3]. Растения, содержащие патологии различного происхождения, в своем урожае образуют клубни низкого качества (по содержанию сухого вещества, крахмала, витаминов), а также существенно (на 1980%) снижают урожайность. В таком материале количество крахмала может уменьшиться на 3-5%, а содержание витаминов — в 2-3 раза [4-7].

Основой современного элитного семеноводства картофеля в странах с развитой экономикой является получение качественного исходного оздоровленного материала на основе применения метода апикальной меристемы и клонального микроразмножения in vitro, что позволяет освободить от вирусной инфекции как новые, так и старые сорта [8-12].

В последние годы большое значение приобрела культура in vitro и для поддерживающей селекции картофеля. Создание банка здоровых сортов позволяет вовлечь в селекционный процесс родительские формы, свободные от вирусов, бактерий и грибов, и получать в результате скрещивания новые генотипы с высокими качественными характеристиками.

Одной из важнейших задач интенсивного семеноводства картофеля является ускоренное размножение оздоровленных клубней. В модульной технологии ускоренного размножения семенного картофеля сочетаются два взаимозависимых компонента современного семеноводства — освобождение клубней от инфекции и размножение полученного высококачественного материала с минимально возможным накоплением патогенов. Она может включать как все модули, так и часть из них.

Модуль I. Оздоровление исходного материала, размножение in vitro, получение меристемных пробирочных растений, получение мини-клубней.

Модуль II. Размножение оздоровленного материала на основе микроспорофита, а также управления процессом роста апикальной меристемы этиолированных побегов (патенты РФ №№ 2261587, 2365089 и 2415558).

Модуль III. Получение клубней с использованием ярусного способа размножения (оформлена заявка на изобретение).

Модуль IV. Использование агротехнических приемов для увеличения коэффициента размножения семенного материала в производственных условиях.

Основные принципы работы при поддержании банка здоровых сортов картофеля в полевой культуре и in vitro

В современной классификации семенного картофеля к категории исходного материала относится картофель, освобожденный от вирусной и других инфекций методами биотехнологии и клонового отбора. Применение биотехнологического метода заключается в использовании лабораторного способа оздоровления перспективных сортов и гибридов картофеля, получении новых линий in vitro и их ускоренном микрокло- нальном размножении. Преимущества данного метода по сравнению с традиционным клоновым отбором состоит в сокращении периода получения здоровых линий, их ускоренном микроклональном размножении в искусственных лабораторных условиях и производства необходимого количества мини-клубней. Однако применение исключительно биотехнологического метода, по мнению ряда исследователей, может привести к проявлению различных модификаций и соответственно сказаться на сортовой чистоте производимого семенного материала. Метаморфозы могут проявиться как при оздоровлении сортов, так и в результате их длительного депонирования in vitro.

Учитывая многолетнюю практику ведения работы в этом направлении, в настоящее время в условиях северной фитогигиены сформирован и поддерживается банк здоровых сортов картофеля (БЗСК) на основе полевой коллекции и в культуре in vitro. Поддержание и формирование БЗСК в полевой культуре проводится на базе АПК «Любовское» Приморского района Архангельской области, работа по оздоровлению сортов, введение в культуру ткани, получение исходного оздоровленного материала и его ускоренное размножение проводится во Всероссийском НИИ картофельного хозяйства им. А.Г.Лорха (ВНИИКХ), расположенном в Подмосковье.

Технологический процесс введения в культуру in vitro основан на применении метода ростовых черенков (рис.1). Подготовку образцов к введению в культуру начинают по мере прорастания клубней. Проросшие клубни нумеруют и индивидуально тестируют на наличие вирусной инфекции методом им- муноферментного анализа (ИФА). Клубни, свободные от фитопатогенной инфекции, размещают в темноте для получения этиолированных ростков. К черенкованию приступают при достижении ростков длиной не менее 10-20 см. Снятые с каждого клубня ростки индивидуально стерилизуют, в асептических условиях разрезают на черенки и размещают в пробирки с питательной средой.

Рис.1. Применение метода ростовых черенков при введении новых линий в культуру ткани

Через 20-30 дней после введения в культуру ткани формируются растения с 5-6 листочками. При использовании метода ростковых черенков с одного клубня удается получить не более 10-15 микрорастений. Данный исходный материал проходит повторное тестирование на наличие скрытой зараженности. Свободные по результатам диагностики линии in vitro черенкуют, и часть микрорастений (10-15) поступают для формирования банка in vitro на основе БЗСК, остальные — для клональног