Продуктивность растений картофеля в зависимости от генотипа и способов размножения оздоровленного материала в таджикистане
| Вид материала | Автореферат |
- Замалиева Фания Файзрахмановна, 935.84kb.
- Научно-методической комиссии по технологии возделывания, защите растений, хранению, 1342.92kb.
- Культура столонов и регуляция роста растений и клубнеобразования у картофеля in vitro, 342.87kb.
- Семенная продуктивность козлятника восточного в зависимости от способов посева в условиях, 285.38kb.
- Программа для поступающих в нввкус по специальности «Психология», 284.28kb.
- Влияние генотипа на мясную продуктивность и естественную резистентность свиней 06., 327.83kb.
- Влияние различных способов повышения питательности зерна пшеницы и продуктов его переработки, 450.28kb.
- Методические указания и задания к лабораторно-практическим занятиям по биотехнологии, 889.76kb.
- Обзор ситуации с соблюдением Прав Человека в Таджикистане, 223.19kb.
- Rupr et Maxim. Maxim, 155.41kb.
На правах рукописи
ЭМОМОВ ХОЛМУМИН АБДУШУКУРОВИЧ
ПРОДУКТИВНОСТЬ РАСТЕНИЙ КАРТОФЕЛЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ГЕНОТИПА И СПОСОБОВ РАЗМНОЖЕНИЯ ОЗДОРОВЛЕННОГО МАТЕРИАЛА В ТАДЖИКИСТАНЕ
Специальность 06.01.01. – общее земледелие
А В Т О Р Е Ф Е Р А Т
диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук
Душанбе – 2011
Работа выполнена на кафедре плодовощеводства и виноградарства Таджикского аграрного университета им. Ш. Шотемура
Научные руководители: доктор сельскохозяйственных наук,
профессор Салимов А.Ф.,
кандидат биологических наук
Назарова Н.Н.
Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,
профессор Норов Мастибек Самадович
кандидат сельскохозяйственных наук
Партоев Курбонали
Ведущая организация: Институт садоводства и овощеводства Таджикской академии сельскохозяйственных наук
Защита диссертации состоится 03 декабря 2011 г., в 13-00 часов на заседании диссертационного совета Д 737.003.01 по защите докторских диссертаций при Таджикском аграрном университете им. Ш. Шотемура по адресу: 734003, Республика Таджикистана, г. Душанбе, пр. Рудаки, 146. Факс: (992 37) 224-72-07, e-mail: rectortau@mail.ru, www.tajagroon.tj
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Таджикского аграрного университета им. Ш. Шотемура
Автореферат разослан 01 ноября 2011 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
доктор биологических наук,
профессор М. Исмоилов
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Для обеспечения устойчивого производства картофеля в Таджикистане важное значение имеет повышение качества семенного картофеля. Решение этой задачи требует развития и совершенствования системы получения безвирусного семенного материала, которая включает: оздоровление и выращивание сортов с использованием культуры меристем; отбор лучших, свободных от вирусов линий; клональное микроразмножение меристемных растений; налаживание системы получения микроклубней in vitro и выращивание безвирусного картофеля в условиях защищенного грунта (Алиев 2005; Салимов, 2008; Назарова и др., 2007).
Особое значение в повышении урожая и качества семенного картофеля имеет отбор здоровых исходных растений, выращиваемых в полевых условиях и тестированных в лаборатории методом иммуноферментного анализа (Анисимов, 1999).
Имеются работы по получению клубней из ростковых и стеблевых черенков (Чудинова и др., 1985). Такие же работы проведены и другими авторами (Боронов, 1991; Смоляков, 1992; Салимов, 2007), что позволило сократить площадь теплиц для выращивания безвирусного семенного картофеля и снизить затраты на его производство.
Показано, что в процессе инициации роста клубней картофеля в системе in vitro функционируют разные по длине поли (А)-последовательности РНК и их трансляционная активность, активация белок-синтезирующей системы регулируется соотношением содержания фитогормонов и углеводов (Мирзохонова и др., 2006). Разработана методика культивирования столонов картофеля in vitro (Назарова и др., 2006). Показано, что культивирование столонов in vitro открывает возможности для разработки новых биотехнологических приемов, позволяющих познать механизмы регуляции роста и развития растений. “Столоновые” растения по ряду морфологических признаков существенно не отличаются от растений, выращенных из меристемной ткани. Поэтому “столоновые” растения-регенеранты могут конкурировать с меристемными для получения безвирусного семенного материала, что требует дополнительного изучения.
В связи с этим изучение и оценка способов клонального макро- и микроразмножения, меристемных, столоновых растений-регенерантов и их сравнение с клубневыми единицами имеют научную и практическую ценность. Учитывая это, необходимо проведение системной работы по оздоровлению картофеля и налаживанию эффективной системы получения элитного семенного картофеля в Таджикистане.
Цель и задачи исследований. Целью работы явилось изучение и изыскание наиболее эффективных способов получения оздоровленного семенного картофеля, обеспечивающих повышение урожайности, количественного выхода элитного семенного материала в условиях Таджикистана.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
- провести оценку и выявить эффективные способы выращивания оздоровленного исходного семенного картофеля на основе пробирочных меристемных и столоновых культур, пробирочной рассадной культуры и клубней клоновых отборов;
- изучить особенности роста и развития растений, выращенных различными способами;
- провести оценку степени поражения вирусными, бактериальными и другими болезнями;
- оценить урожайность и его структуру, количественный выход элитного материала в зависимости от использованных способов выращивания исходного материала;
- изучить влияние схем посадки на продуктивность растений, выращенных с использованием различных приемов.
Научная новизна. Проведено сравнительное изучение комплекса приемов выращивания оздоровленного материала на основе использования клубней, рассады ростковых черенков, пробирочных растений и рассады из культуры столона. Получены новые результаты о влиянии схем посадки и использованных приемов выращивания при полевых испытаниях на продуктивность и выход оздоровленного материала. Оценка рассадной культуры пробирочных меристемных культур и культуры столонов в полевых условиях позволяет надежно контролировать сортовую типичность и ускорит в процесс получения первичного оздоровленного семенного картофеля.
Практическая значимость. Полученные экспериментальные данные подтверждены результатами полевой проверки изученных приемов в ряде хозяйств Вахдатского и Муминабадского районов Таджикистана, в процессе налаживания элитного семеноводства оздоровленного материала. Увеличение коэффициента размножения при использовании комплекса изученных приемов и повышение эффективности получения элитного материала, позволили существенно сократить сроки внедрения в производство новых сортов картофеля.
Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены (или представлены) на научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава Таджикского аграрного университета с 2009-2010 гг., Международном семинаре “Улучшение продовольствия и увеличение доходов региона Юго-Западной и Центральной Азии через культивирование сортов картофеля” (Индия, Гуджарат, 2010), на совместном семинаре факультетов агробизнеса, плодоовощеводства и биотехнологии Таджикского аграрного университета имени Ш. Шотемура.
Публикация. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 5 печатных трудах.
Объем и структуры работы: Диссертация изложена на 120 страницах машинописного текста и состоит из: введения, трёх главы, заключений и предложения производству, содержит 4 рисунка, 21 таблиц и 16 приложения. Список цитируемой литературы включает 215 наименований, из которых 32 работ иностранных авторов.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
ГЛАВА 2. Условия, объекты и методы исследований
2.1. Объекты исследования
Для опытов использовали районированные и перспективные сорта: Невский, Пикассо, Жуковский ранний, Муминобод и Файзобод. Исходные растения были получены в лаборатории молекулярной биологии и биотехнологии Института ботаники, физиологии и генетики растений АН Республики Таджикистан, в виде пробирочной культуры. Микроклональные размножение культуры in vitro проводилось в лаборатории молекулярной биологии и генной инженерии Института ботаники, физиологии и генетики растений АН Республики Таджикистан и в Таджикском аграрном университете имени Ш. Шотемура.
Схема полевых опытов. Полевые опыты проводили по схеме, рекомендованной Международным центром картофеля (Перу).
Полевые опыты проводились на участке Заргар Вахдатского района Гиссарской долины и участок Дехлоло Муминабадского района Республики Таджикистан. Эти участки расположены на высоте 800-850 м над уровнем моря. В данных зонах, развито производство картофеля на продовольственные и семенные цели (подробная характеристика этих зон приведена в диссертации).
Эти зоны значительно отличаются друг от друга по комплексу климатических факторов, влияющих на рост и продуктивность растений: по продолжительности безморозного периода, по сумме эффективных температур, по количеству атмосферных осадков, а также по типу почвы.
Экспериментальный участок был разделен на три делянки по три повторности. На каждой делянке высаживали экспериментальные генотипы (сорта) картофеля по 10 клубней в три ряда (всего по 30 клубней на делянке) по рендомезированному полноблочному плану, в трех повторностях (всего по 90 клубней каждого сорта). Наблюдения проводили по центральному ряду в каждой делянке. Расстояние между рядками 60х25 см по схеме.
Внесение удобрений проводили на всех делянках с использованием норм внесения удобрений (К, Р, N), рекомендованных для Вахдатского района Таджикистана: сульфат аммония – 20 г/погонный м (60 кг N/га), аммофос или фосфат аммония – 30 г погонный м (47 кг N или 97 кг Р2О5); сульфат калия - 20 г/погонный м (140 кг К2О).
Визуальную оценку растений проводили на 40, 60, 80 сутки после посадки. Высоту растений измеряли на 60 день после посадки. Сбор и учёт урожая проводили только на растениях в центральном ряду. Проводился учёты:
- количества клубней на растении,
- сырого веса клубней на растении,
- товарных клубней на растении,
- сырой и сухой биомассы стеблей, листьев, корней.
2.2. Схема отбора клубней картофеля для получения ростков
- Отбор здоровых растений на опытных участках.
- Сбор клубней с отобранных растений. Проверка отобранных клубней на вирусы при помощи иммуноферментного анализа (ИФА) и отбор здоровых клубней.
- Перенос промытых клубней в помещение для проращивания.
- Заготовление ростков достигших 3-5см длины. Выращивание ростков в песочной среде с использованием одно - или двухгодичных черенков.
- Перенос ростков достигших 5-6см, в поле для дальнейшего выращивания.
По такой схеме с одного клубня можно получить от 15 до 20 черенков, т.е. коэффициент размножения увеличивается максимально до 20 раз.
Семенной материал - клубни массой 100-150 г использовались как клубневые единицы. Перед посадкой клубни подвергались тестированию методом ИФА. Перед посадкой клубни разрезали на 4 части и сажали как клоны. Клубни третьей репродукции были отобраны из оздоровленных растений.
Для размножения ростковыми черенками использовали оздоровленные клубни массой 100-120 г, выращенные из оздоровленной рассады. Рассаду предварительно тестировали методом ИФА на наличие вирусных заражений.
Для выращивания рассады на песочно-торфяном субстрате использовали полиэтиленовые тазики. Полученный материал выращивали в полевых условиях. Для проведения полевых испытаний использовали следующую схему опытов: целые клубни (контроль); клубневые единицы; микрорастения; рассада из ростковых черенков.
Для изучения продуктивности оздоровленного материала в зависимости от способа выращивания использовали следующие процедуры. Чтобы получить ростковые черенки брали материал с междоузлиями от 1 до 2см и проращивали в условиях освещения и темноты с интервалом 10-12 суток (свет5-6 суток, темнота5-6 суток). Проросшие ростки высаживали в вегетационные ящики.
Рассаду, достигшую 5-8 см, высаживали в грунт. Посадку клубневых единиц, целых клубней и черенковой рассады проводили одновременно на площади 80 кв.м. с трехрядной последовательностью.
Уборку проводили покустно, больное клубневое поколение браковалось, на хранение оставляли только здоровые клоны.
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Приемы выращивания оздоровленного картофеля на основе рассадной и меристемной культуры
Главным условием клонового рассадного размножения в поле является проведение иммуноферментного анализа на вирусные и другие болезни. При использовании оздоровленного материала, полученного методом меристемы, сроки производства элитного семенного картофеля могут быть сокращены до 4-х лет, при увеличении коэффициента размножения. Результаты экспериментов по полевой приживаемости растений картофеля в зависимости от способов размножения и сортовых особенностей суммированы в табл. 1.
Таблица 1
Полевая приживаемость растений картофеля в зависимости
от вариантов размножения (%)
| Вариант, способ размножения | 2007 г. | 2008 г. | 2009 г. |
| Сорт Невский | |||
| Целые клубни (контроль) | 100 | 100 | 100 |
| Рассада из меристемных растений | 88,3 | 90,5 | 93,1 |
| Рассада из ростковых черенков | 81,7 | 84,3 | 86,2 |
| | Сорт Жуковский ранний | ||
| Целые клубни (контроль) | 100 | 100 | 100 |
| Рассада из меристемных растений | 91,3 | 94,2 | 96,3 |
| Рассада из ростковых черенков | 84,5 | 86,1 | 88,7 |
| | Сорт Пикассо | ||
| Целые клубни (контроль) | 100 | 100 | 100 |
| Рассада из меристемных растений | 80,3 | 91,2 | 96,4 |
| Рассада из ростковых черенков | 77,1 | 84,5 | 86,9 |
Результаты экспериментов показали, что у сортов Невский, Жуковский и Пикассо приживаемость рассады из ростковых черенков была несколько ниже по сравнению с меристемными и составила от 77 до 89% .
Явных различий по приживаемости между сортами не наблюдалось.
Из проведенных опытов следует, что на приживаемость пробирочных растений и оздоровленной рассады влияют условия выращивания, т.е. годы проведения экспериментов.
Период прохождения фенологических фаз картофеля при всех испытанных способах размножения соответствуют биологическим особенностям сортов (табл. 2).
Таблица 2
Фазы развития растений картофеля в зависимости
от способов размножения, (2008)
| Вариант, способ размножения | Посадка | Бутонизация | Цветение | Количество стеблей в фазу цветения | Период клубне- образования, дни |
| | | Сорт Невский | | ||
| Целые клубни (контроль) | 02,06 | 14.07 | 22.07 | 4.1  1,2 | 30 5 |
| Рассада из меристемных растений | 4,06 | 20,07 | 30,07 | 2,4 0,4 | 33 3 |
| Рассада из ростковых черенков | 03,06 | 20,07 | 30,07 | 1,6 0,1 | 32 3 |
| | | Сорт Жуковский ранний | | ||
| Целые клубни (контроль) | 07,06 | 25,07 | 4,08 | 3,1 0,8 | 35 6 |
| Рассада из меристемных растений | 08,06 | 29,07 | 8,08 | 2,8 0,5 | 30 4 |
| Рассада из ростковых черенков | 09,06 | 29,07 | 11,08 | 1,4 0,1 | 31 5 |
| | | Сорт Пикассо | | ||
| Целые клубни (контроль) | 07,06 | 30,07 | 8,08 | 4,2 0,9 | 46 4 |
| Рассада из меристемных растений | 08,06 | 3,07 | 11,08 | 3,8 0,6 | 40 4 |
| Рассада из ростковых черенков | 09,06 | 2,07 | 13,08 | 1,9 0,5 | 41 3 |
Выяснялось, что период клубнеобразования у меристемных растений и рассады меньше, в контроле (зеленые клубни). Так, период клубнеобразования у сорта Невский колебался от 32 до 40 дней в зависимости от способа размножения. У сорта Жуковский ранний период клубнеобразования составил от 30 до 35 дней, а у сорта Пикассо от 41 до 46 дней. Количество стеблей на кусте в варианте с пробирочными растениями составило у сортов: Невский – 2,4 шт./куст; Жуковский ранний – 2,8 шт./куст; Пикассо – 3,8 шт./куст. У растений, выращенных из ростковых черенков, количество стеблей оказалось примерно в два раза ниже и составило у сортов: Невский – 1,6 шт./куст; Жуковский ранний – 1,4 шт./куст и Пикассо – 1,9 шт./куст. У растений, выращенных из целых клубней, количество стеблей гораздо больше, чем в других вариантах, и колебалось в зависимости от сортов от 3,1 до 4,2 шт./куст. Из полученных результатов следует, что прохождение фенологических фаз растений зависит от способов размножения и особенностей сортов. Определение числа стеблей на кусте у картофеля в фазе полного цветения является одним из важных показателей формирования урожая.
В последующих наших экспериментах необходимо было определить продуктивность растений в зависимости от способов размножения, а также от биологических особенностей сорта.
На формирование массы клубня особое влияние оказал способ размножения (табл. 3).
Таблица 3