Соловых Н.В., Козаева М.И.

Всероссийский научно-исследовательский институт генетики и селекции

плодовых растений им. И.В. Мичурина, Россия, г. Мичуринск

Тестирование земляники in vitro на устойчивость к засолению

Избыточное засоление почв снижает продуктивность сельскохозяйственных растений, ухудшая их физиологическое состояние. Действуя постоянно, оно наносит больший суммарный вред, чем заморозки, засухи и другие эпизодические неблагоприятные условия [1, 2]. Между тем, площади засолённых территорий постоянно возрастают, и к середине текущего столетия, по прогнозам, достигнут 50% [3]. Поэтому необходимо научиться использовать засолённые земли, для чего нужны устойчивые виды и сорта культурных растений. Чтобы получать и отбирать такие формы необходимы надёжные методы тестирования растений на солеустойчивость.

Наиболее надёжную оценку данного признака можно получить путём выращивания растений на почвах с различной степенью засоления. Но такой способ является очень трудоёмким и требует больших затрат времени. Более оперативен метод диагностики солеустойчивости сортов по прорастанию семян в растворах хлорида натрия. Он был предложен ещё в первой половине прошлого столетия Е. Шратцем [4] и широко применялся на зерновых культурах и хлопчатнике. Но для гетерозиготных, вегетативно размножаемых плодовых и ягодных растений данный метод неприменим, поскольку генотип сорта не соответствует генотипам семян.

Для практических целей большое значение имеют биотехнологические методы, позволяющие в строго контролируемых условиях in vitro проводить одновременную оценку большого числа генотипов. Для семечковых культур предложена оценка устойчивости к засолению по росту каллусов и побегов на средах с хлоридом натрия [5]. Проводимые нами исследования были направлены на разработку метода диагностики устойчивости земляники к избыточному засолению с использованием стерильной культуры по росту, размножению и некротизации листьев.

В работе использовали два сорта земляники ананасной (Fragaria ´ ananassa Duch.): Урожайная ЦГЛ и Золушка, а также вид земляника овальная (Fragаria ovalis Rydb.) . Для оценки устойчивости к хлоридному засолению розетки растений культивировали на агаризованных питательных средах с минеральным составом по прописи MS [6], содержащих 30 г/л сахарозы, 1,0 мг/л 6-бензиламинопурина (6-БАП), 0,1 мг/л ß-индолил-3-масляной кислоты (ИМК) и 1,0 мг/л гибберелловой кислоты (ГК). Хлорид натрия вносили в среду в концентрациях 17, 50, 100, 150 и 200 мМ. Контролем служила среда, не содержащая NaCl. Учитывали коэффициенты размножения растений, их рост и процент некротизированных листьев в условиях засоления через 15, 30 и 45 суток с начала культивирования.

Установлено, что с увеличением концентрации хлорида натрия уменьшается интенсивность роста розеток и коэффициенты размножения земляники in vitro, а также увеличивается процент некротизированных листьев. Между изучаемыми генотипами обнаружены существенные различия по всем трём показателям. Наиболее удобным для оценки солеустойчивости земляники оказался коэффициент размножения растений в присутствии хлорида натрия. Оптимальной являлась концентрация NaCl равная 100 мМ. При меньших концентрациях различия между генотипами были выражены слабо, более высокие концентрации приводили к полному прекращению размножения. Среди изучаемых форм наименьшее по отношению к контролю снижение коэффициента размножения наблюдали у сорта Золушка, наибольшее – у земляники овальной. Сорт Урожайная ЦГЛ занял промежуточное положение (табл.).

Таблица

Коэффициенты размножения земляники на контрольных и содержащих хлорид натрия средах (45 суток культивирования)

Вид, сорт	Концентрация хлорида натрия, мМ
	0 (контроль)	100
Земляника ананасная, сорт Урожайная ЦГЛ	4,0±0,3	0,5±0,1
Земляника ананасная, сорт Золушка	4,2±0,4	1,9±0,3
Земляника овальная	5,7±0,5	0,3±0,1

Аналогичные данные по сравнительной солеустойчивости данных видов и сортов были получены методом листовой диагностики, методами импульсно-модулированной хлорофиллфлуоресценции и лазерного анализа микроструктуры тканей [7].

Размножение микропобегов на засолённых средах позволяет существенно сократить процесс тканевой селекции на солеустойчивость за счёт совмещения отбора резистентных форм и их мультипликации. Такой подход позволяет исключить укоренение и достаточно трудоемкий этап адаптации in vivo растений-регенерантов, не обладающих резистентностью к хлориду натрия. Он был успешно применён во ВНИИГиСПР им. И.В. Мичурина в ходе тканевой селекции земляники на устойчивость к избыточному засолению.

Литература

1. Строгонов Б.П. Метаболизм растений в условиях засоления / Б.П. Строгонов // М.: Наука, 1976. – 646 с.

2. Удовенко Г.В. Солеустойчивость культурных растений / Г.В. Удовенко // – Ленинград: Колос, 1977. – 220 с.

3. Ashraf  M. Breeding for Salinity Tolerance in Plant / M. Ashraf // Crit. Rev. Plant Sci., 1994. – V. 13. – P. 17 – 42.

4. Schratz E. Beitrage zur Biologie der Halophyten I. Zur Keimungsphysiologie. Jahrb. Wiss. Bot. 1934. – Bd. 80, – H.1.

5. Леонченко В.Г. Разработка методов прогнозирования устойчивости плодовых растений к засолению / В.Г. Леонченко, Р.П. Евсеева // Экологические аспекты интенсификации сельскохозяйственного производства: Материалы междунар. научно-практ. конф. Пенза, 12-14 марта 2002 г. – Пенза, 2002. Т. 1. – С. 46 – 48.

6. Murashige T.. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures / T. Murashige, F. Skoog // Physiol.Plant.-1962.-V.15, №13. – Р.473-497

7. Соловых, Н. В. Биотехнологические и биофизические методы оценки солеустойчивости земляники / Н.В. Соловых, А.В. Будаговский, О.Н. Будаговская // Вестник РАСХН. – 2009. – № 1 – С. 53 – 55.