Биологические науки. Ресурсоведение и интродукция растений

Аспирант Атаманченко М.П.

ГНУ «Ставропольский научно-исследовательский институт

сельского хозяйства» РАСХН

Реинтродукция растений - регенерантов ириса карликового (Iris pumila L. s. I.) методом агростепей

В соответствии с пятью категориями статуса вида (Красная книга ..,2003) выделяемых Международным союзом охраны природы (МСОП), ирис карликовый (Iris pumila L.) относится к III категории (Танфильев, 1976), т. е. является редким видом, которому в настоящее время не грозит исчезновение, но он встречается в небольшом количестве весьма рассеяно на ограниченных территориях и может исчезнуть при неблагоприятном изменении среды обитания под воздействием природы или антропогенных факторов.

Согласно статусу редкости вида, который определяется состоянием популяции, ирис карликовый имеет статус 3 (R), т.е. относится к сокращающим свой ареал видам. Истребление Iris pumila L.связано с его декоративными свойствами, используемыми на озеленение и на букеты.

Восстановление численности популяции Iris pumila L. в природе идет медленно в силу хозяйственного освоения территории и степных пожаров. Поэтому необходим поиск способов ускоренного получения особей этого вида для возврата - реинтродукции их в естественную среду. Одним из путей решения этой проблемы могут быть биотехнологические методы, которые позволяют провести клонирование, тиражирование редких и исчезающих видов в культуре in vitro, с последующим переносом растений - регенерантов в фитоценозы, воссозданные методом агростепей. В этом состояла цель данного исследования.

В качестве эксплантов использовали почки Iris pumila L. Растения отбирались в течение вегетации в ботаническом заказнике Шалево, расположенном северо-западнее г. Ставрополя. При этом испытывались различные концентрации и соотношения фитогормонов ауксина (2, 4 D), цитокенинов (кинетин, 6 БАП), гиббереллина (ГК₃) на основе питательной среды Мурасиге-Скуга. Клонирование проводилось путем снятия апикального доминирования и развития множества побегов из пазушных почек (рис. 1).

Рис. 1. Индукция побегов I. pumila L.

Укоренение растений – регенерантов проводили на среде Уайта без гормонов с половинным содержание витаминов и сахарозы (рис. 2).

Рис. 2. Развитие корней и ювенильные растения-регенеранты I. Pumila

Для стерилизации эксплантов применяли: этиловый спирт (1-2 мин.), 6% раствор аптечного хлорамина Б и 0,05% раствор хлоргексидина (10-20 мин.). Полученные растения – регенеранты ириса карликового, после адаптации к естественным условиям, были реинтродуцированы в 23-летнюю агростепь, воссозданную методом агростепей Д. С. Дзыбова (2001). Приведем наиболее важные показатели этой воссозданной степи (Дзыбов и др., 2007). Почвы – низкопродуктивный каменистый чернозем. Ассоциация – Festuca valesiaca + Bromopsis inermis + Galium ruthenicum. Проективное покрытие поверхности почвы надземной фитомассой равно 100%. Основная масса (97%) подземных органов растений сосредоточена в дерновом горизонте 0-20 см, в котором конкурентная борьба за оси увлажнения, элементы питания и освещенности оказывается самой напряженной. Флористическое богатство на 100 м² -86, на 0,25 м²- 19. Но укажем наиболее обильные растения агростепи – акцептора регенеранта- Iris pumila.

Amoria ambigua	sp2	Medicago lupulina	sp1
Amoria montana	sp3	Medicago romanica	cop1
Bromopsis inermis	cop3	Melilotus officinalis	sp1
Bromopsis riparia	sp3	Peucedanum rutenicum	sp1
Dactylis glomerata	sp2	Phlomis pungens	sp1
Echium russicum	sp1	Plantago lanceolata	sp2
Euphrasia hirtella	sp1	Plantago media	sp2
Festuca valesiaca	soc	Poa angustifolia	sp3
Silene ifalica	sp1	Polygala caucasica	sp2
Filipendula vulgaris	sp3	Rhinauthus minor	sp1
Galium ruthenicum	cop2	Rumex thyrsiflorus	soc
Gypsophila paniculata	sp1	Scabiosa ahroleuca	sp2
Gypsophila stevenii	sp2	Stachys atherocalyx	sp3
Jurinia arachnoidea	sp1	Trifolium medium	sp1
Koeleria cristata	sp3	Vicia angustifolia	sp1
Lotus caucasicus	sp2	Vicia tenuifolia	sp3

Данный агростепной ценоз включает: злаковых -16 видов (18,6%), бобовых 15(17,4%), разнотравы -55(64%); многолетников – 74(86,1%), двулетников – 7(8,1%), однолетников -5(5,8%). Биопродуктивность агростепи – 40 ц/га возд. сух. массы.

В отличие от реинтродукции растений, полученных методом in vitro в коллекции ботанических садов и выращивании их в монокультуре, метод агростепей позволяет произвести реинтродукцию растений - регенерантов в воссоздаваемую растительность близкую к естественной растительности (Орлова, Атаманченко, 2008). Для посадки регенерантов был скошен травостой агростепи, площадью 2х2 м, удален дерновый горизонт на глубину 30 см и диаметром 50 см. Днище ямы было разрыхлено на глубину 10 см и оттуда выбрана корневая система. Следующий этап работы заключался в заполнении посадочной ямы черноземным слоем почвы 40 см, свободном от вегетативных органов растений. Этот слой был подвергнут уплотнению. В подготовленную посадочную площадь высаживались растения – регенеранты Iris pumila с поливом до полной влагоемкости последующим мульчированием сухими растительными остатками (рис. 3).

Рис. 3. Момент реинтродукция растений-регенерантов I. Pumila

Через 38 дней после высадки растений - регенерантов в агростепь прирост их надземной части составил 1,5 см (рис. 4).

Рис. 4. Прирост надземной части I. Pumila, см

На основании проведенных исследований можно сделать следующий вывод:

- ирис карликовый относится к редким видам, и внесен в Красную книгу РСФСР, поэтому клонирование с последующей реинтродукцией в флористически богатые агростепи, воссозданные методом Д. С. Дзыбова может способствовать восстановлению численности популяций этого вида в природе.

Литература:

1. Дзыбов Д.С. Метод агростепей. Ускоренное восстановление природной растительности (методическое пособие). Саратов – 2001. С. – 40.

2. Дзыбов Д. С., Дудченко И. С., Дудченко Л. В. Интродукция разнотравно-дерновиннозлаковой степи в техногенный каменистый грунт//Эволюционно-экологические аспекты интродукции растений на современном этапе (вопросы теории и практики).- Краснодар - 2007. – С. 155-163.

3. Красная книга Ставропольского края. Растения. – Ставрополь, 2002. – 23 с.

4. Танфильев В.Г. Краткий обзор редких и исчезающих видов растений Ставропольского края подлежащих охране // Охрана ценных, редких и исчезающих видов растений Ставропольского края: Тр. Ставропольского НИИСХ. – Ставрополь, 1976. – Вып. 39. – С. 120-139.

5. Орлова И.Г., Атаманченко М.П. Биотехнологические методы в интродукции и сохранении биологического разнообразия растений //Materiály IV Mezinárodní vědecko-praktiká conference «VĔDA: TEORIA A PRAXE-2008». - Praha, Publishing Hause «Education and Science» s.r.o., 2008. – Dil 11. – 3-7 stran (88 stran). – 0.17 у.п.л.