CS270236B2

CS270236B2 - Method of potatoes minibulb production from plants multiplied in vitro by means of tissue culture

Info

Publication number: CS270236B2
Application number: CS881183A
Authority: CS
Inventors: Ferenc Dr Foglein; Zoltan Osvath; Jozsef Balogh
Original assignee: Novotrade R T
Priority date: 1988-02-24
Filing date: 1988-02-24
Publication date: 1990-06-13
Also published as: CS118388A2

Abstract

In the prodn. of potato minitubers from in vitro plants propagated by tissue culture and rooted in liq. media, (a) tuber formation is induced in vitro on rooted plants, (b) the induced plants are planted into solid media in glasshouses and tubers developed while growth of the plants haulm is limited by spraying regularly and periodically with antigibberellic chemicals, and (c) developed tubers are collected, and replanted in soil, with further limiting of the growth of haulm. Removal and planting back are repeated periodically during the plant vegetation period.

Description

Vynález se týká účinného způsobu produkce bramborových minihlíz in vltro - in vívo.The present invention relates to an efficient method for producing potato mini tubers in vitro.

□e znám způsob hromadné výroby bramborového množitelského materiálu prostého virů a viroidů kultivací rostlinné tkáně, při kterém se tkáňové buňky výhonku kultivují a množí in vitro na živném prostředí, pak se výhonky zakořeňují nebo se na nich navozuje vytváření minihlíz, in vitro zakořeněné rostliny se vysázují do skleníku к růstu in vivo jakožto mateřských rostlin, nebo se na nich in vitro může navozovat vytváření minihlíz, z těchto minihlíz se mohou pěstovat další mateřské rostliny a z nich se mohou získávat semenáčky nebo malé hlízy jakožto množitelský materiál, nebo se jakožto množ itelského materiálu může používat minihlíz. Vytváření semenáčku nebo hlíz se může řídit ovlivňováním patatinové syntézy mateřských rostlin.We have known a method for mass production of virus-free and viral-free potato propagation material by cultivating plant tissue, in which the tissue cells of the shoot are propagated and propagated in vitro on a culture medium, then the shoots are rooted or induced to produce mini tubers. into the greenhouse for in vivo growth as parent plants, or in vitro can produce mini tubers, from these mini tubers other parent plants can be grown and seedlings or small tubers can be obtained as propagation material, or can be propagated as propagation material. use mini-tubers. Seedling or tuber formation can be controlled by influencing the patatin synthesis of the parent plants.

Rychlost pomnožení bramborového množítelského materiálu tradičními způsoby je * nízká, maximálně 10 až 12 násobně ročně, takže je nutno udržovat tradiční kultivar 8 až 12 let· Současně dostupné kultivary brambor jsou citlivé na různé houbové, bakteriální a virová onemocnění· Uchování tradičního kultivaru je možné jen v oblastech, kde je úroveň onemocnění dostatečně nízká pro příznivé ekologické faktory· ’The rate of propagation of potato propagation material by traditional methods is * low, maximum 10 to 12 times a year, so traditional cultivar must be maintained for 8 to 12 years · Currently available potato cultivars are sensitive to various fungal, bacterial and viral diseases in areas where disease levels are low enough for favorable environmental factors

Obsah vody v bramborovém množitelském materiálu je přibližně 90 %_t takže pro dopravu a skladování jsou nutné zvláštní podmínky· V určitém případě náklady na dopravu mohou být vyšší než je cena brambor v místě pěstování· .The water content of the potato propagation material is approximately 90% _t, so special conditions for transport and storage are required. · In some cases the transport costs may be higher than the price of potatoes at the place of cultivation.

Známý způsob je vhodný pro eliminování shora uvedených obtíží· Za použití popsaného způsobu je rychlost množení vysoká, doba potřebná pro uchovávání kultivaru se může snížit na 1 až 2 roky, je.možno produkovat zdravý množitelský materiál, naklady na dopravu a skladování se mohou podstatně snížit množením minihlíz· podle shora uvedeného způsobu se bramborový množitelský materiál může produkovat v laboratoři nebo ve skleníku· Oelikož investiční a údržbové náklady Jsou vysoké v obou případech, je výnosnost způsobu závislá na množství produkovaného množitelského materiálu na jednotku plochy· Založeni skleníku je nákladnější nežli zřízení laboratoře· přesazování rostlin vyprodukovaných v laboratoři potřebuje dobrou technickou úroveň ve skleníku (zařízení к přesnému vyhřívání půdy, regulace vlhkosti, přídavné osvětlování)· Nutno vzít v úvahu, že rostliny přesazené z laboratoře do skleníku mají růst ekonomicky a to se může zajistit v případě produkce minihlíz jedině nejlepším využitím skleníku· Podle dřívějších procesů autorů bylo možno produkovat 400 a 800 minihlíz na m²· Tato skutečnost omezuje využitelnost skleníku pro produkci minihlíz· Nyní byl vypracován způsob к podstatnému zvýšení účinnosti produkce minihlíz na jednotku plochy· Při způsobu podle vynálezu - což ze známého stavu techniky není zřejmé - se může účinnost dřívějšího způsobu zvýšit alespoň o 300 až 500 %. ¹ The known method is suitable for eliminating the above mentioned problems. · Using the described method, the rate of propagation is high, the time required for the cultivation of the cultivar can be reduced to 1-2 years, healthy propagation material can be produced, transport and storage costs can be significantly reduced multiplication of mini tubers · according to the above method potato propagation material can be produced in a laboratory or in a greenhouse · Because the investment and maintenance costs are high in both cases, the yield of the method depends on the quantity of propagation material produced per unit area · Transplanting of plants produced in the laboratory needs a good technical level in the greenhouse (equipment for precise heating of the soil, humidity control, additional lighting) · It must be taken into account that plants transplanted from the laboratory e in the greenhouse have to grow economically, and it can provide in the event of production minihlíz only the best use of greenhouse · According to previous processes, the authors could be producing 400 and 800 minihlíz per m ² · This limits the usefulness of greenhouse production minihlíz · Now has developed a method к substantial Increasing the Production Efficiency of Mini-Tubes Per Unit Area In the process of the invention - which is not apparent from the prior art - the efficiency of the prior art process can be increased by at least 300-500%. ¹

Při způsobu podle vynálezu se chorob prosté množitelské rostliny produkují známými způsoby kultivace tkání a zakořenováním v kapalném prostředí in vitro za steril- □ nich laboratorních podmínek» jakmile rostlina vyvine kořeny, vymění se živné prostředí obsahující antigibberellové chemikálie pro indukování hlíz a rostlina se inkubuje v tomto prostředí· Po navození vzniku hlíz se rostliny ošetří chemikálií, která podporuje zakořeňování a rostliny še vysázejí do pevného prostředí ve skleníku· Vegetativní růst rostlin se omezuje snižováním obsahu gibberellinu na obsah cytokininu periodicky a pravidelně a produkované minihlízy se sbírají z kořenů, rostlina se pak ošetří zakořeňovacím hormonem a přesadí se zpět do pevného prostředí a ošetřuje se pravidelně a periodicky antigibverellovou chemikálií a pak se opět produkované minihlízy sesbírají.In the method of the invention, disease-free propagation plants are produced by known tissue culture methods and in-vitro rooting under sterile laboratory conditions. Once the plant has developed roots, the nutrient-containing medium containing antigibberellum tuber-inducing chemicals is exchanged and incubated in the plant. environment · After induction of tubers, the plants are treated with a chemical that promotes rooting and plants are planted in a solid environment in the greenhouse · Vegetative plant growth is reduced by reducing gibberellin content to cytokinin content periodically and regularly and produced mini tubers harvested from the roots. by rooting hormone and transplanted back into a solid environment and treated periodically and periodically with the antigibverelline chemical, and then the produced mini tubers are harvested.

Při způsobu podle vynálezu se produkují chorob prosté rostliny z tkáňové kultury o sobě známými způsoby· Virů a nemocí prosté rostliny se mohou množit jakýmkoliv známým způsobem pro pěstování tkání· Rostliny, množené tkáňovou kulturou, se zakoře2 nu j í v kapalném prostředí. Po vytvoření kořenů, když již rostliny mají kořeny, se zakořeňovací proces změní za prostředí navozující vytváření hlíz, což je hlavně prostředí MS (Murashige and Skoog; physiol· Plant. 15, 473 až 397 /1962/) a toto prostředí je odlišné v množství zdroje anorganického dusíku (10 % původního prostředí) a požadavek rostlin na dusík se zajištuje přidáním zdroje organického dusíku (glutamin, asparagin) v průběhu navozování vzniku hlíz. Koncentrace sacharozy v navozovacím prostředí je vyšší než v prostředí MS, s výhodou se používá sacharozy 40 g/1* prostředí, používané pro navozování vzniku hlíz, obsahuje cytokininy ve vysoké koncentraci, vhodné je množství 5 až 10 tng/1. podstatné části prostředí používaného pro navozování vzniku hlíz jsou různé antigibberelllhy· Takovými chemikáliemi jsou kumarin a jeho deriváty, chlořeholinchlorid (CCC), s výhodou dichloracetykhexamethylenimi. oichloracetylhexamethylenimin má růst omezující a antidotové působení· V rostlinách navozuje vznikání hlíz snižováním obsahu gibberellinu v poměru к cytokinimům a má výhodné působení na strukturu buněčných membrán rostlin· Při způsobu podle vynálezu se může používat dichloracetylhexamethyleniminu v koncentraci 6 až 20 mg/1·The method of the invention produces tissue-free plants from tissue culture by methods known per se. Virus and disease-free plants can be propagated by any known method for growing tissues. Plants multiplied by tissue culture are rooted in liquid media. Once roots are formed, when the plants already have roots, the rooting process changes to a tuber-inducing environment, which is mainly MS (Murashige and Skoog; physiol. Plant. 15, 473-397 (1962)) and varies in amount. sources of inorganic nitrogen (10% of the original environment) and the plant's nitrogen requirement is ensured by the addition of an organic nitrogen source (glutamine, asparagine) during the induction of tuber formation. The concentration of sucrose in the inducing medium is higher than in the MS medium, preferably a 40 g / l sucrose medium used for inducing tuber formation, contains cytokinins in a high concentration, preferably 5-10 tng / l. a substantial part of the environment used to induce tuber formation is various antigibberelllhy. Such chemicals are coumarin and its derivatives, chlorochlorin chloride (CCC), preferably dichloroacetykhexamethylenimides. oichloroacetylhexamethylenimine has growth-inhibiting and antidote effects · In plants it causes tuber formation by reducing the content of gibberellin relative to cytokinimes and has a beneficial effect on plant cell membrane structure · The method according to the invention may use dichloroacetylhexamethylenimine at a concentration of 6 to 20 mg / l ·

Rostliny se inkubují v prostředí navozujícím vznik hlíz za teploty 18 až 20 °C při osmihodinovém osvětlování po dobu 10 až 14 dní·The plants are incubated in a tuber-inducing environment at 18 to 20 ° C for 8 to 14 days of illumination ·

Po navození se hlízy brambor vyvíjejí v pevném prostředí ve sklenících· před přesazením do skleníku se navozující prostředí z kořenů vymyje а к podpoření zakořeňování а к předcházení infikování rostlin Rhizoctonia se rostliny ponoří do kapaliny obsahující indol-octovou kyselinu v množství 0,05 mg/1 a 0,2% Previcur-N/propyl-N- /3-dimethylaminopropyl/karbamáthydrochlorid/·After induction, the tubers evolve in a solid environment in greenhouses · before transplanting into the greenhouse, the inducing environment is washed out of the roots and to promote rooting and to prevent infection of plants Rhizoctonia the plants are immersed in a liquid containing indole acetic acid at 0.05 mg / l and 0.2% Previcur-N (propyl-N- (3-dimethylaminopropyl) carbamate hydrochloride) ·

Po zakořenění rostlin ve sklenících - tři týdny po přesazení - se rostliny postříkají roztokem obsahujícím kumarinu 10 mg/1 a/nebo dichloracetylhexamethyleniminu 5 až 10 mg/1 jednou týdně* Tak rostliny zůstávají malé, avšak jejich fyziologický stav je vhodný pro vytváření hlíz· Oe důležité, že se rostliny mohou zbrzdit к předcházení delšího růstu· .After rooting the plants in greenhouses - three weeks after transplanting - the plants are sprayed with a solution containing 10 mg / l coumarin and / or 5 to 10 mg / l dichloroacetylhexamethylenimine once a week * Thus the plants remain small but their physiological condition is suitable for tuber formation. important that plants can slow down to prevent longer growth.

po přesazení do skleníku (za 1,5 až 2 měsíce) se rostliny vyjmou z půdy a hlízy větší než 0,5 cm se z kořenů seberou· Může se získat přibližně 1000 hlíz z m² z rostlin pěstovaných tímto způsobem při prvním oddělování hlíz· při vyjmutí rostliny z půdy a při sbírání hlíz se kořeny mohou poškodit· stonek rostliny se opět ponoří do roztoku obsahujícího indol-acetonovou kyselinu v množství 0,05 mg/1 a 0,2 % Previcur-N a pak se rostlina zasadí do původní nebo do nové pudy· Po fázi zakořeňování se opakuje předchozí opatření (10 mg/1 kumarinu a/nebo 6 mg/1 dichloracetylhexamethyleniminu)· Odstranění hlíz, ošetření shora popsaným roztokem a přesazení rostlin se může opakovat po 3 až 4 týdnech· při druhé sklizni se může získat hlíz 2000 až 3000/m²· Když Jsou rostliny staré - 4 měsíce po zasazení - vyjmou se z půdy a zničí se· Rostliny, ošetřované shora popsaným způsobem, mohou vytvořit 2500 až 4000 hlíz/m² v závislosti na kultivaru a toto množství je 3 až 4 krát větší než bylo možné získat známým způsobem·After transplanting into the greenhouse (1.5 to 2 months), the plants are removed from the soil and tubers bigger than 0,5 cm are collected from roots · It can be obtained about 1000 zm ² tubers from plants grown in this manner at the first separating tubers during · removal of the plant from the soil and the roots may be damaged when harvesting the tubers · the plant stem is again immersed in a solution containing indole-acetic acid at 0.05 mg / l and 0.2% Previcur-N, and then the plant is placed in the original or new soils · After the rooting phase the previous measures are repeated (10 mg / l coumarin and / or 6 mg / l dichloroacetylhexamethylenimine) · Removal of tubers, treatment with the above solution and transplanting of plants can be repeated after 3 to 4 weeks · obtain tubers 2000 to 3000 / m ² · When plants are old - 4 months after planting - they are removed from the soil and destroyed · Plants treated as described above can produce 2500 and up to 4000 tubers / m ² depending on the cultivar, and this amount is 3 to 4 times greater than can be obtained in a known manner ·

Sebrané hlízy se nechávají zkorkovatět po dobu dvou týdnů za difuzního světla a 70% vlhkosti, pak se roztřídí a skladují se při teplotě 2 aŽ 5 °C·The collected tubers are corked for two weeks in diffuse light and 70% humidity, then sorted and stored at 2 to 5 ° C ·

Způsob podle vynálezu se může opakovat dva a půl krát ročně, to znamená, že se účinnost produkce minihlíz zvýší 4 až 5 krát ve srovnání se známým způsobem· Následující příklad vynález objasňuje a uvádí nejlepší způsob provádění vynálezu·The process according to the invention can be repeated two and a half times a year, i.e. the production efficiency of the mini-tubers is increased 4 to 5 times compared to the known method.

PříkladExample

Bramborový kultivar Somogy Gyongye* se množí tkáňovou kulturou o sobě známým způsobem, po očíslování se výhonky zakoření v kapalném prostředí, po dvoutýdenním zakořeňování se kapalné prostředí vymění za jiné prostředí к navozování vzniku hlíz.The Somogy Gyongye * potato cultivar is propagated by a tissue culture in a manner known per se, after numbering, the shoots are rooted in a liquid medium, after a two-week rooting the liquid medium is exchanged for another medium to induce tuber formation.

Prostředí pro navozování vzniku hlíz má toto složení: základní prostředí MurashigeThe tuber-inducing environment has the following composition: Murashige basic environment

CS 270236 02 a skoog (MS), 1/10 koncentrace, dusičnan amonný a dusičnan draselný, 20 mg/1 gluternové kyseliny, 40 g/1 sacharózy, 5 mg/1 benzyladeninu, 25 mg/1 kuearinu a 6 mg/1 dich loracety lhexaoiethyleniminu· Rostliny se inkubují v tomto prostředí к navození vzniku hlíz po dobu 10 dní za 8 hodinového oevitu 200 lux/m² a při teplotě 10 °c. po navození vzniku hlíz se svazky rostlin vyjmou z kultivační banky, rostliny se omyjí ve vodě z vodovodu, oklepou se к odstranění nadbytku vody a ponoří se do roztoku obsahujícího 0,08 mg/1 indol-octové kyseliny a 0,2% Previcur n, pak se vysázejí do rašelinové směsi, 50 rostlin/m². Po zakořeněni rostlin se vytvoří malé brázdičky (2 cm), pak od druhého týdnu po vysázení rostlin se rostliny postříkají roztokem obsahujícím 10 mg/1 kumarinu a 6 mg/1 dichlorecetylhexamethyleniminu jednou týdně· po vysázení - za 1,5 až 2 měsíce - rozkošetělé rostliny se vyjmou z půdy· Hlízy větší než 0,5 cm ae oddělí ručně hřebenem vyrobeným pro tento účel· Rašelina a hlína se setřepe z rostlin, které se ponoří do roztoku obsahujícího 0,08 mg/1 indol-octové kyseliny a 0,2% Prfevicur-N a pak se zpět zasází do původní půdy a zavlaží se* V ošetření rostlin se pokračuje postříkáním roztokem obsahujícím 10 mg/1 kumarinu а 6 ag/1 dlchloracetyIhexamethyleniminu· po 2 až 4 týdnech se sběr hlíz a zasazení rostlin opakuje· Rostliny se ošetří seříznutím к udrženi vhodného malého vzrůstu rostlin· získané řízky bez kořenů se mohou použít pro další množení a vytváření hlíz.CS 270236 02 and skoog (MS), 1/10 concentration, ammonium nitrate and potassium nitrate, 20 mg / l gluternic acid, 40 g / l sucrose, 5 mg / l benzyladenine, 25 mg / l kuearin and 6 mg / l dich lhexaoiethylenimine loracets · The plants are incubated in this environment to induce tubers for 10 days at an 8 hour oevit of 200 lux / m ² and at a temperature of 10 ° C. after induction of tubers, the bunches of plants are removed from the culture flask, washed in tap water, shaken to remove excess water and immersed in a solution containing 0.08 mg / l indole acetic acid and 0.2% Previcur n, then they are planted in a peat mixture, 50 plants / m ² . After rooting of plants, small furrows (2 cm) are formed, then from the second week after planting the plants are sprayed with a solution containing 10 mg / l coumarin and 6 mg / l dichlorecetylhexamethylenimine once a week · after planting - 1.5 to 2 months - delighted the plants are removed from the soil · Tubers larger than 0.5 cm and separated by hand using a comb made for this purpose · Peat and clay are shaken off from the plants, which are immersed in a solution containing 0.08 mg / l indole-acetic acid and 0.2 % Prfevicur-N and then replanted into the original soil and irrigated * Plant treatment is continued by spraying with a solution containing 10 mg / l coumarin and 6 g / l dlchloracetylhexamethylenimine · after 2-4 weeks the collection of tubers and planting is repeated · Plants · The cuttings without roots can be used for further propagation and tuber formation.

Rostliny 'somogy Gyongye* pěstované a množené tímto způsobem vytvářejí 3500 mini2 hlíz/m za 4 měsíce·'Somogy Gyongye * plants grown and propagated in this way produce 3500 mini2 tubers / m in 4 months ·

Claims

A method for producing potato mini-tubers from plants propagated in vitro by tissue culture in a liquid medium, characterized in that the tuber formation is induced in vitro on rooted plants, the tuber-induced plants are planted in a solid environment in a greenhouse and tuber and evolved in greenhouses, while plant stem growth is limited by spraying antigibberellins such as coumarin and its derivatives or chlorcholine chloride regularly at least three times during their development, the developed mini tubers are harvested, plants are planted back into the soil, stem growth is further reduced and plants are removed from the soil and replanted periodically repeats during the vegetation period of plants ·

Method according to claim 1, characterized in that the formation of tubers is induced by using Murashige and Skoog basal medium containing ammonium nitrate and potassium nitrate in a concentration of 1/10, 20 mg / l glutamic acid, 40 g / l sucrose, 5 eg / l benzylade- ^я Nina, 25 mg / 1 and coumarin 6 mg / 1 · w dichloracethyIhexamethyleniminu

Method according to claim 1, characterized in that, before planting in the greenhouse, the plant is provided with a chemical which induces rooting and, where appropriate, a means of preventing infection with Rhizoctonia.

4. The method according to claim 3, wherein the plants are treated with indole acetic acid and optionally propyl N- (3-dimethylaminopropyl) carbamate hydrochloride in the form of a solution prior to planting in the greenhouse.