СПОСОБЫ ПРЕОДОЛЕНИЯ ПОКОЯ СЕМЯН И ОСОБЕННОСТИ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ РАСТЕНИЙ РОДА IRIS В УСЛОВИЯХ IN VITRO 

Солдатов Сергей Александрович, кандидат биологических наук, доцент, кафедра общей биологии и биохимиии, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: soldatov_sa@mail.ru
Карпова Галина Алексеевна, доктор сельскохозяйственных наук, доцент, заведующий кафедрой общей биологии и биохимиии, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: pollylina@mail.ru 

581.142:581.143.6:58.085 

DOI

10.21685/2307-9150-2020-4-3 

Актуальность и цели. Изучение природы органического покоя семян и условий его преодоления важно для культивирования многих растений. Разработка способов и технологий выращивания в условиях in vitro позволяет получить здоровый посадочный материал и ускоряет процесс выведения новых сортов растений, что дает возможность сохранить генетические ресурсы культурных и дикорастущих видов. Целью исследований являлось изучение особенностей преодоления покоя семян ирисов и последующее введение в культуру in vitro полученных проростков растений.
Материалы и методы. Семена исследуемых видов ирисов (Iris pseudacorus L.; Iris graminea L.; Iris ensata Thunb.; Iris missouriensis Nutt.; Iris sibirica L.; Iris halophila Pall.) собирались в Пензенском ботаническом саду имени И. И. Спрыгина в 2017–2018 гг. В лабораторных условиях изучали особенности прорастания семян при воздействии внешних факторов – температуры, света, скарификации. Проросшие семена были посажены в культуру in vitro. Экспланты культивировали в стерильных условиях. Питательная среда – среда Murashige, Skoog с добавлением 3-индолилуксусной кислоты (2 мг/л) и гибберелловой кислоты (2 мг/л), содержание сахарозы – 20 г/л, глюкозы – 10 г/л. Растения выращивали при естественном освещении (8000–10 000 лк) и температуре (+20–25 °С). Биологическая повторность опыта – десятикратная.
Результаты. В ходе исследования было выяснено, что лабораторная всхожесть при обычном замачивании семян, прошедших предварительную сухую холодную стратификацию, и проращивании при температуре +3 °С в условиях темноты была максимальной. Предварительное промораживание повышало их всхожесть. Отмечено, что наиболее высокие показатели фиксировались при наименьших сроках хранения семян и условии их полного дозревания. Среди изученных видов ирисов наименее прихотливым оказался ирис сибирский (Iris sibirica L.) с максимальным процентом взошедших семян. Были подобраны оптимальные условия для введения проростков ириса в культуру in vitro. Разработана методика введения в среду in vitro растений рода Iris, благодаря которой можно получить растения с 93 % всхожестью семян и 80 % гарантией того, что в питательной среде не будут развиваться патогенные организмы. Важными аспектами в выращивании ирисов в искусственной среде являются правильная стерилизация семян, удаление семенной кожуры и подбор подходящей питательной среды.
Выводы. Сухая холодная стратификация в течение 30 дней и проращивание при температуре +3 °С при отсутствии света нарушают глубокий физиологический покой семян у Iris pseudacorus L., Iris graminea L., Iris ensata Thunb., Iris missouriensis Nutt., Iris sibirica L. и стимулируют их прорастание. Для нарушения комбинированного покоя у Iris halophila Pall. дополнительно нужна скарификация. Разработана оптимальная схема стерилизации проростков ирисов при введении в культуру in vitro: 0,5 % KMnO4 (15 мин) → 1 % CuSO4 (15 мин) → 70 % этанол (1 мин) → 3 % р-р Н2О2 (1 мин) → многократная промывка стерильной дистиллированной водой. Подобран состав питательной среды для культивирования in vitro – среда Murashige, Skoog с добавлением 3-индолилуксусной кислоты (2 мг/л) и ГА3 (2 мг/л), содержание сахарозы – 20 г/л, глюкозы – 10 г/л. 

Ключевые слова

Iris, покой семян, прорастание семян, культура in vitro 

 Скачать статью в формате PDF

1. Набиева, А. Ю. Микроклональное размножение некоторых редких видов рода Iris L. / А. Ю. Набиева // Труды Томского государственного университета. Сер.: Биология: Ботанические сады. Проблемы интродукции. – Томск, 2010. – С. 270, 271.
2. Использование методов биотехнологии растений для сохранения и изучения биоразнообразия мировой флоры / В. Б. Белокурова, Е. В. Листван, П. Д. Майстров, Й. Й. Сикура, Ю. Ю. Глеба, Н. В. Кучук // Цитология и генетика. – 2005. – № 1. – С. 41–51.
3. Плантариум. Определитель растений on-line. – URL: http://www.plantarium.ru/ (дата обращения: 10.09.2020).
4. Ботанический сад. – URL: https://botsad.pnzgu.ru (дата обращения: 10.09.2020).
5. ГОСТ 24933.2–81. Семена цветочных культур. Методы определения всхожести и энергии прорастания. – URL: http://vsegost.com/Catalog/13/13865.html (дата обращения:10.09.2020).
6. Широков, А. И. Основы биотехнологии растений : электронное учеб.-метод. пособие / А. И. Широков, Л. А. Крюков. – Нижний Новгород : Нижегородский государственный ун-т, 2012. – 49 с.
7. Николаева, М. Г. Биология семян / М. Г. Николаева, И. В. Лянгузова, Л. М. Поздова. – Санкт-Петербург, 1999. – 231 с.
8. Николаева, М. Г. Справочник по проращиванию покоящихся семян / М. Г. Николаева, М. В. Разумова, В. Н. Гладкова. – Ленинград : Наука, 1985. – 347 с.