К.с.-х.н. Шарафова О.Ф., д.б.н. Поляков А.В., Лебедева Н.Н.

ГНУ ВНИИ овощеводства Россельхозакадемии, Россия

Оптимизированная технология клонального микроразмножения флокса метельчатого (Phlox paniculata L.)

Флокс метельчатый (Phlox paniculata L.) - очень красивая, декоративная цветочная культура. Она является одной из лучших многолетних декоративных культур для использования в цветниках. На территории средней полосы России он широко востребован в озеленении и ландшафтном дизайне. Традиционно принято считать, что флоксы, типичные представители домашнего сада, деревенского палисадника, они используются в группах, массивах, рабатках, миксбордерах, в цветниках пейзажного стиля, в имитациях цветущего луга, романтических композициях, в теневых садах, при оформлении опушек, у водоёмов и даже в авангардных цветниках [1,2]. В значительной мере популярность флокса связана с неприхотливостью и морозостойкостью, а также ярким пышным цветением и своеобразным ароматом. Цветки флокса собраны в большие соцветия длиной до 40 и шириной до 25 см. Сам цветок невелик – диаметром 3-4 см, но в соцветии их может быть до 90 штук. Форма и строение соцветий разнообразны: шаровидные, пирамидальные, овальные, щитковидные, плотные, рыхлые. Окраска цветков может быть яркой или нежной, пастельных оттенков; может быть пестрой с различными вариациями – с каемочками, глазками, пятнышками, полосочками. Продолжительность цветения – от 30 до 70 дней. Ранние сорта метельчатых флоксов зацветают в конце июня и, сменяя друг друга, цветут все лето и часть осени [2].

В настоящее время существует около 400 сортов флоксов, причем половина из них создана в нашей стране. Приятно отметить, что отечественные флоксы не только не уступают зарубежным, но часто превосходят их. Разнообразие сортов флоксов по высоте, окраске цветков, срокам цветения позволяет их использовать в любых видах цветников [2].

Обычно флоксы размножают черенками, корневыми отпрысками, семенами, а также делением кустов весной и осенью. Однако при вегетативном размножении в растениях накапливается инфекция. Наибольшую опасность для данной культуры представляют вирусы, нематоды, грибные и бактериальные болезни. Поэтому к посадочному материалу предъявляются серьезные требования. Он должен выглядеть безупречно здоровым: на листьях не должно быть никаких пятен, вздутий, деформации листьев, неровностей окраски. Особое внимание следует обратить на нижнюю сторону листьев, где пятна появляются в первую очередь. Побурение и опадание нижних листьев может быть признаком фомоза (грибкового заболевания), наличие ржаво-коричневых пятен на листьях и стебле - ржавчины; мелких сероватых пятен округлой или неправильной формы с буровато-красноватой каймой – септориоза (пятнистость листьев). Деформированные листья, цветки или стебли говорят о признаках вирусных инфекций. При заражении растения нематодами под кожицей стебля видны вздутия, стебли искривляются, края у листьев волнистые, сам лист сморщивается, а на верхушке стебля листья становятся нитевидными [2].

С данными болезнями трудно бороться обычными методами защиты растений. В связи с этим, наилучшим способом для получения свободного от внутренней инфекции материала и его быстрого размножения является технология клонального микроразмножения.

На сегодняшний день в ряде стран Европы и Америки уже невозможно представить систему производства оздоровленного посадочного материала без широкого использования методов клонального микроразмножения. Применение такого биотехнологического приема позволяет: ускоренно и в достаточном количестве получить посадочный материал, свободный от инфекций; быстро размножить ценный клон растения (генотип); получить в большом количестве вегетативное потомство трудно размножаемых в обычных условиях сортов и форм растений; круглогодично работать в лабораторных условиях и планировать выпуск партий растений к определенному сроку; миниатюризировать процесс размножения, обеспечивая тем самым экономию площадей, занятых маточными растениями; длительно сохранять растительный материал в условиях in vitro.

Ускоренное размножение и оздоровление посадочного материала флокса метельчатого также является актуальной задачей. Однако, не смотря на то, что современные технологии клонального микроразмножения in vitro разработаны более чем для 2400 видов растений, для каждого конкретного вида растений требуется оптимизация отдельных его этапов [3]. Как известно, процесс клонального микроразмножения включает четыре этапа: выбор растения-донора, изолирование эксплантов и получение хорошо растущей стерильной культуры; собственно микроразмножение, когда достигается получение максимального количества меристематических клонов; укоренение размноженных побегов с последующей адаптацией их к почвенным условиям; выращивание растений в условиях теплицы и подготовка их к реализации или посадке в питомнике (поле).

Клональное микроразмножение флокса метельчатого проводили на базе отдела биотехнологии ГНУ ВНИИ овощеводства совместно с Агрофирмой «Поиск». Для этого использовали перспективные линии, сорта и гибриды F₁, сорта, внесенные в Госреестр и формы, представляющие определенный интерес по отдельным признакам или их комплексу: Аметистовый, Боттичелли, Белый медведь, Магия, Вальс, Буклет, Голубка, Графика, Любовь Орлова, Маргри, Москвичка, Набат, Новинка, Облако, Оленька, Пламя, Подарок, Сказка, Фея, Цвет яблони и другие.

Для введения в культуру in vitro выбирали типичные растения. Донорные побеги от маточных кустов отбирали с начала июня (при появлении первых побегов) до конца июля (до стадии одеревенения ветвей). Срезанные побеги делили на сегменты стебля (черенки) длиной 1,5-2 см с листом и двумя пазушными почками. Далее их промывали в мыльном растворе в течение 1-2 часов, затем стерилизовали 30-60 секунд в 70 %-ном этаноле, затем дважды по 10 минут в 1 %-ном растворе гипохлорита натрия с последующей трехкратной промывкой в стерильной дистиллированной воде в течение 10-15 минут.

После чего от черенков скальпелем отделяли апикальные и пазушные почки, из которых выделяли меристемы, представляющие собой конус активно делящихся клеток. Поскольку меристему бывает трудно вычленить без повреждения, ее отделяли с 1-2 листовыми примордиями (апексы размером 0,1-0,25 мм). Использование меристем с большой степенью вероятности гарантирует от генетических нарушений регенерируемые растения.

Стерильные апексы помещали на агаризованную питательную среду Мурасига и Скуга [4], содержащую регуляторы роста: 6 – бензиламинопурин (БАП) и а - нафтилуксусную кислоту (а - НУК) и культивировали при температуре 22-240С, освещенности 4000 – 5000 люкс, 16 - ти часовом фотопериоде в течение 4 недель. Сформировавшиеся конгломераты трансплантов разделяли на отдельные почки и переносили в культивационные сосуды с питательной средой аналогичного состава для дальнейшего размножения и получения побегов. Через 3-4 недели часть образовавшихся побегов подвергали черенкованию. Для этого побег разрезали на сегменты стебля с листом и двумя пазушными почками (из расчета 5-8 черенков с 1 побега) и помещали вертикально на поверхность питательной среды для дальнейшего получения побегов. Другую часть образовавшихся побегов помещали на питательную среду для укоренения (без регуляторов роста). Через 2 недели пробирочные растения с корнями адаптировали к обычным условиям среды. Для этого в крышках культивационных сосудов проделывали отверстия, которые расширяли по мере адаптации растений. Этот период обычно длился 3 – 7 суток. Растения флокса с хорошо развитой корневой системой осторожно вынимали из колб или пробирок пинцетом с длинными концами. Корни отмывали от остатков агара и высаживали в горшки с почвенным субстратом, состоящим из песка, торфа и плодородной почвы в соотношении 1: 1: 2 или торфяные таблетки. Горшочки с растениями накрывали полиэтиленовой пленкой или крышкой и в течение 5 -10 суток выдерживали в условиях влажной камеры при освещенности 4000 – 5000 люкс, температуре 22-24⁰С и 16 - ти часовом фотопериоде. Через 20-30 дней после посадки, укоренившиеся растения подкармливали растворами минеральных солей Мурасига и Скуга. По мере роста растения рассаживали в большие емкости со свежим субстратом. После адаптации растения переносили на постоянное место выращивания - в теплицу или открытый грунт и ухаживали за ними, как за обычными, контролируя полив, подкормку, подвязывание и профилактическую обработку пестицидами.

Последующие наблюдения в открытом грунте за растениями-регенерантами флокса метельчатого, полученными в течение 5-10 субкультивирований, показало, что они были абсолютно здоровыми, не имели изменений по строению и окраске цветка, форме и размеру соцветия, типу и высоте куста, срокам цветения в сравнении с исходными образцами [5].

Использование описанного биотехнологического приема позволило значительно повысить коэффициент размножения флокса метельчатого и получать от одного маточного растения до 10⁵-10⁶ клонов в год в сравнении с 50-100 растениями, размноженными традиционным способом. Такой подход позволяет в 3-4 раза сократить сроки получения оздоровленного посадочного материала, существенно сократить число обработок растений пестицидами и повысить рентабельность производства.

Литература:

1. Фирсова Г.В., Кувшинов Н.В. Справочник озеленителя. М.: Высшая школа, 1995.-С.-117.

2. Константинова Е.А. Флоксы. – М.: ЗАО «Фитон+», 2002.-192 с.

3. Кутас Е.Н. Клональное микроразмножение — альтернативный путь сохранения биоразнообразия растений // botanicblog.ru: Биотехнология -2008.- http://botanicblog.ru/public/biotech-2008/stat412.

4. Murashige T. , Skoog F. A revised medium for the rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures // Physiol. Plant. - 1962. - V. 15. - P. 473-497.

5. Поляков А.В., Чикризова О.Ф., О.В., Лебедева Н.Н., Корчагин В.В., Борисова В.Г. Флокс метельчатый (Phlox paniculata L.) от пробирки до цветника. Методические рекомендации.-М.: Россельхозакадемия, 2007.- 22 с.