sibvestСибирский вестник сельскохозяйственной наукиSiberian Herald of Agricultural Science0370-87992658-462XSiberian Federal Scientific Centre of Agro-BioTechnologies of the Russian Academy of Sciences10.26898/0370-8799-2021-6-2sibvest-878Research ArticleРАСТЕНИЕВОДСТВО И СЕЛЕКЦИЯPLANT GROWING AND BREEDINGВлияние различных составов питательной среды на развитие микрорастений картофеля сорта СолнечныйThe effects of different compositions of growth media on the development of microplants of the Solnechny potato varietyНовиковО. О.NovikovO. O.

Новиков О. О., младший научный сотрудник

634050, Томск, ул. Гагарина, 3

Oleg O. Novikov, Junior Researcher

3, Gagarina St., Tomsk, 634050

novickoww@yandex.ruРомановаМ. С.RomanovaM. S.

Романова М. С., кандидат биологических наук, заместитель директора

Томск

Margarita S. Romanova, Candidate of Science in Biology, Deputy Director

Tomsk

ХаксарЕ. В.KhaksarE. V.

Хаксар Е. В., лаборант-исследователь

Томск

Elena V. Khaksar, Research Assistant

Tomsk

ЛеоноваН. И.LeonovaN. I.

Леонова Н. И., научный сотрудник

Томск

Nadezhda I. Leonova, Researcher

Tomsk

КосиноваЕ. И.KosinovaE. I.

Косинова Е. И., младший научный сотрудник

Томск

Elena I. Kosinova, Junior Researcher

Tomsk

Сибирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства и торфа – филиал Сибирского федерального научного центра агробиотехнологий Российской академии наукРоссияSiberian Research Institute of Agriculture and Peat – Branch of the Siberian Federal Scientific Centre of Agro-BioTechnologies of the Russian Academy of SciencesRussian Federation2021040120225161121Copyright © Новиков О.О., Романова М.С., Хаксар Е.В., Леонова Н.И., Косинова Е.И., 20222022Новиков О.О., Романова М.С., Хаксар Е.В., Леонова Н.И., Косинова Е.И.Novikov O.O., Romanova M.S., Khaksar E.V., Leonova N.I., Kosinova E.I.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sibvest.elpub.ru/jour/article/view/878

Представлены результаты исследования влияния питательных сред различного состава на рост оздоровленных микрорастений картофеля сорта Солнечный, выращиваемых в лабораторных условиях in vitro. Изучено шесть составов питательной среды: стандартная среда по прописи Мурасиге-Скуга, модифицированная для микрочеренкования (контроль), модифицированная среда Мурасиге-Скуга со сниженным содержанием минеральных компонентов (до 1/2 и 1/3), модифицированная среда Мурасиге-Скуга с повышенным содержанием агар-агара (10 г/л), модифицированная среда Мурасиге-Скуга с пониженным содержанием агар-агара (4 г/л), среда Мурасиге-Скуга, модифицированная с добавлением 3 мг/л гиберреллиновой кислоты и 1 мг/л индолилуксусной кислоты. Учтены параметры растений: длина растения, наличие корня, число междоузлий, общая масса растения, масса листьев, масса корней, площадь поверхности листовой пластины. Применение сред со сниженным содержанием минеральных компонентов привело к увеличению длины растений на 28–30%, массы побега на 25% за счет массы листьев на 18%, массы стебля на 31%, суммарной площади поверхности листовых пластин на 12%. На среде с 1/3 минеральных компонентов отмечено увеличение массы корневой системы на 20%. На среде с повышенным содержанием агар-агара зарегистрировано уменьшение длины растений на 6%, уменьшение массы побега на 12% за счет уменьшения массы стебля на 15%. Растения на среде с пониженным содержанием агар-агара отличались большей массой корневой системы на 10%, побега на 17% за счет увеличения массы листьев на 27% и суммарной площади поверхности листовых пластин на 22%. При добавлении в среду регуляторов роста (гиберреллиновой и индолилуксусной кислоты) отмечено увеличение высоты растений на 70%, уменьшение массы корневой системы на 50% и листьев на 46%, увеличение массы стебля на 23%. Суммарная площадь поверхности листьев была ниже контрольных значений на 28%. Для ускоренного микроразмножения оздоровленных растений и подготовки растений для пересаживания на аэрогидропонные установки с целью получения миниклубней оптимальными являются модифицированные питательные среды со сниженным количеством минеральных компонентов 1/2 и 1/3 и со сниженным содержанием агар-агара.

The results of studying the effect of nutrient media of various compositions on the growth of improved micro-plants of potatoes of the Solnechny variety grown under laboratory conditions in vitro are presented. Six compositions of the nutrient medium were studied: standard Murashige-Skuga medium modified for micropropagation (considered as a control), modified Murashige-Skuga medium with a reduced content of mineral components (up to 1/2 and up to 1/3), modified Murashige-Skuga medium with an increased content of agar-agar (10 g/l), modified Murashige-Skuga medium with a reduced content of agar-agar (4 g/l), Murashige-Skuga medium modified with the addition of 3 mg/L giberrellinic acid and 1 mg/L indoliacetic acid. The following parameters of cultivated plants were taken into account: plant length, root presence, number of internodes, total plant mass, leaf mass, root mass, leaf plate surface area. The use of modified nutrient media with a reduced content of mineral components led to an increase in plant length (by 28-30%), stem mass (by 25%) due to leaf mass (by 18%) and stem mass (by 31%) and the total surface area of leaf plates (by 12%). In the variant using a medium with 1/3 mineral components an increase in the mass of the root system was observed (by 20%). When growing plants on a modified nutrient medium with a high content of agar-agar, a decrease in the length of plants (by 6%), a decrease in the mass of the scion (by 12%) due to a decrease in the mass of the stem (by 15%) was observed. Plants grown on a modified nutrient medium with a reduced content of agar-agar were distinguished by a larger mass of the root system (by 10%), scion (by 17%) (due to an increase in leaf mass (by 27%), as well as the total surface area of leaf plates (by 22%). When growth regulators (giberrellin and indoliacetic acid) were added to the modified nutrient medium, a significant increase in plant height (by 70%), a decrease in the mass of the root system (by 50%) and leaves (by 46%), and an increase in the mass of the stem (by 23%) were observed. The total leaf surface area was 28% lower than the control values. For accelerated micropropagation of improved potato plants of the Solnechny variety and preparation of plants for transplanting to aerohydroponic systems in order to produce mini-tubers, the following modified nutrient media are optimal options: with a reduced number of mineral components (1/2 and 1/3) and with a reduced content of agar-agar.

картофельсостав питательной средыклональное микроразмножениерегуляторы ростаpotatoesnutrient medium compositionclonal micropropagationgrowth regulatorsReferencesXhulaj D., Gixhari B. In Vitro Micropropagation Of Potato (Solanum tuberosum L). Cultivars // Agriculture and Forestry. 2018. Vol. 64. N 4. P. 105–112.Xhulaj D., Gixhari B. In Vitro Micropropagation Of Potato (Solanum tuberosum L). Cultivars. Agriculture and Forestry, 2018, vol. 64, no. 4, pp. 105–112.Гизатуллина А.Т., Стасевский З., Гимаева Е.А., Сафиуллина Г.Ф. Картофель (Solanum tuberosum L.) cv. Особенности формирования микроклубеньков Невского в культуре in vitro // Ученые записки Казанского университета. Серия Естественные науки. 2019. Т. 161. № 3. С. 375–384. DOI: 10.26907/2542-064X.2019.3.375-384.Gizatullina A.T., Stasevskii Z., Gimaeva E.A., Safiullina G.F. Potato (Solanum Tuberosum L.) cv. Nevskij microtuber formation in in vitro culture. Uchenye zapiski Kazanskogo universiteta. Seriya Estestvennye nauki = Uchenye Zapiski Kazanskogo Universiteta. Seriya Estestvennye Nauki, 2019, vol. 161, no. 3, pp. 375–384. (In Russian). DOI: 10.26907/2542-064X.2019.3.375-384.Чураков А.А., Попова Н.М., Халипский А.Н., Пирятенец Ю.А. Способ получения асептических эксплантов картофеля в культуре in vitro // Вестник КрасГАУ. 2019. № 5. С. 16–21.Churakov A.A., Popova N.M., Khalipskii A.N., Piryatenets Yu.A. The way of obtaining aseptic potato explants in vitro. Vestnik KrasGAU = Bulletin of KrasGAU, 2019, no. 5, pp. 16–21. (In Russian).Loyola-Vargas V.M., Ochoa-Alejo N. An Introduction to Plant Tissue Culture: Advances and Perspectives // Plant Cell Culture Protocols, 4th edition. Серия книг: Methods in Molecular Biology. 2018. Vol. 1815. P. 3–13.Loyola-Vargas V.M., Ochoa-Alejo N. An Introduction to Plant Tissue Culture: Advances and Perspectives. Plant Cell Culture Protocols, 4th edition. Book series: Methods in Molecular Biology. 2018, vol. 1815, pp. 3–13.Милехин А.В., Бакулов А.Л., Рубцов С.Л., Дмитриева Н.Н. Морфологические показатели растений картофеля in vitro в зависимости от различных питательных сред // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2018. Т. 20. № 2 (3). С. 632–636.Milekhin A.V., Bakulov A.L., Rubtsov S.L., Dmitrieva N.N. Morphological parameters of potato plants in vitro depending on various nutrient media. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiiskoi akademii nauk = Izvestia of RAS SamSC, 2018, vol. 20, no. 2 (3), pp. 632– 636. (In Russian).Trejo-Tellez I.L., Gomez-Merino C.F. Nutrient Solutions for Hydroponic Systems // Hydroponics – A Standard Methodology for Plant Biological Researches. 2012. P. 1–22.Trejo-Tellez I.L., Gomez-Merino C.F. Nutrient Solutions for Hydroponic Systems. Hydroponics – A Standard Methodology for Plant Biological Researches, 2012, pp. 1–22.Mahler R.L. Nutrients Plants Require for Growth // University of Idaho Agriculture Experiments Station. 2004. Vol. 1124. P. 20–23.Mahler R.L. Nutrients Plants Require for Growth. University of Idaho Agriculture Experiments Station, 2004, vol. 1124, pp. 20–23.Кушнаренко С.В., Ромаданова Н.В., Аралбаева М.М., Матакова Г.Н., Бекебаева М.О., Басибекова Д.И. Создание коллекции in vitro сортов и гибридов картофеля как исходного материала для криоконсервации // Биотехнология. Теория и практика. 2013. № 1. С. 28–33.Kushnarenko S.V., Romadanova N.V., Aralbaeva M.M., Matakova G.N., Bekebaeva M.O., Basibekova D.I. Creation of an in vitro collection of potato varieties and hybrids as a starting material for cryopreservation. Biotekhnologiya. Teoriya i praktika = Eurasian Journal of Applied Biotechnology, 2013, no. 1, pp. 28–33. (In Russian).Yaser Hassan Dewir, Abdulhakim A. Aldubai, Mafatlal M. Kher, Abdullah A. Alsadon, Salah El-Hendawy, Nasser A. Al-Suhaibani. Optimization of media formulation for axillary shoot multiplication of the red-peeled sweet potato (Ipomea batatas [L.] Lam.) ‘Abees’ // Chilean journal of agricultural research. 2020. Vol. 80. Is. 1. С. 3–10.Yaser Hassan Dewir, Abdulhakim A. Aldubai, Mafatlal M. Kher, Abdullah A. Alsadon, Salah El-Hendawy, Nasser A. Al-Suhaibani. Optimization of media formulation for axillary shoot multiplication of the red-peeled sweet potato (Ipomea batatas [L.] Lam.) ‘Abees’. Chilean journal of agricultural research, 2020, vol. 80, is. 1, pp. 3–10.Мякишева Е.П., Таварткиладзе О.К., Дурникин Д.А. Новые особенности клонального микроразмножения сорта картофеля селекции Западной Сибири // Биологический вестник Мелитопольского государственного педагогического университета имени Богдана Хмельницкого. 2016. Т. 6. № 1. С. 375– 389.Myakisheva E.P., Tavartkiladze O.K, Durnikin D.A. Clonal micropropagation of potato varieties by Western Siberia selection – the new features. Biologicheskii vestnik Melitopol'skogo gosudarstvennogo pedagogicheskogo universiteta imeni Bogdana Khmel'nitskogo = Biological Bulletin of Bogdan Chmelnitskij Melitopol State Pedagogical University, 2016, vol. 6, no. 1, pp. 375–389. (In Russian).Munoz M., Diaz O., Reinún W., Winkler A., Quevedo R. Slow growth in vitro culture for conservation of Chilotanum potato germplasm // Chilean journal of agricultural research. 2019. Vol. 79. Is. 1. P. 26–35.Munoz M., Diaz O., Reinún W., Winkler A., Quevedo R. Slow growth in vitro culture for conservation of Chilotanum potato germplasm. Chilean journal of agricultural research, 2019, vol. 79, is. 1, pp. 26–35.Vettorazzil R.G., Carvalho V.S., Sudre C.P., Rodrigues R. Developing an in vitro optimized protocol to sweet potato landraces conservation // Acta Scientarium. Agronomy. 2017. Vol. 39. Is. 3. P. 359–367.Vettorazzil R.G., Carvalho V.S., Sudre C.P., Rodrigues R. Developing an in vitro optimized protocol to sweet potato landraces conservation. Acta Scientarium. Agronomy, 2017, vol. 39, is. 3, pp. 359–367.Bello-Bello J.J., García-García G.G., Iglesias-Andreu L. In vitro conservation of vanilla (Vanilla planifolia Jacks.) under slow growth conditions // Revista fitotecnia mexicana. 2015. Vol. 38. Is. 2. P. 165–171.Bello-Bello J.J., García-García G.G., Iglesias-Andreu L. In vitro conservation of vanilla (Vanilla planifolia Jacks.) under slow growth conditions. Revista fitotecnia Mexicana, 2015, vol. 38, is. 2, pp. 165–171.Романова М.С., Хаксар Е.В., Новиков О.О., Леонова Н.И., Семенов А.Г. Влияние различных составов питательной среды на развитие микрорастений картофеля сорта Антонина // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2020. Т. 50. № 6. С. 26–36. DOI: 10.26898/0370-8799-2020-6-3.Romanova M.S., Khaksar E.V., Novikov O.O., Leonova N.I., Semenov A.G. The effect of different compositions of growth media on the development of microplants of the Antonina potato variety. Sibirskii vestnik sel'skokhozyaistvennoi nauki = Siberian Herald of Agricultural Science, 2020, vol. 50, no. 6, pp. 26–36. (In Russian). DOI: 10.26898/0370-8799-2020-6-3.Новиков О.О., Романова М.С., Леонова Н.И., Хаксар Е.В., Чудинова Ю.В. Изучение влияния различного состава питательных сред на растения картофеля сортов Памяти Рогачева и Кетский в культуре in vitro // Инновации и продовольственная безопасность. 2018. № 4 (22). С. 39–45.Novikov O.O., Romanova M.S., Leonova N.I., Khaksar E.V., Chudinova Yu.V. The effect of various nutrient media on plants of potato varieties memory Rogachev and Ket in vitro. Innovatsii i prodovol'stvennaya bezopasnost' = Innovations and food safety, 2018, no. 4 (22), pp. 39–45. (In Russian).Ходаева В.П., Куликова В.И. Размножение сортов картофеля в культуре in vitro на различных питательных средах // Достижения науки и техники АПК. 2016. Т. 30. № 10. С. 66–68.Khodaeva V.P., Kulikova V.I. Reproduction of potato cultivars in vitro on different nutrient media. Dostizheniya nauki i tekhniki APK = Achievements of Science and Technology of AIC. 2016, vol. 30, no. 10, pp. 66–68. (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.