RU2617948C2 - Method of clonal propagation of plants under autotrophic conditions on hydroponics - Google Patents

Method of clonal propagation of plants under autotrophic conditions on hydroponics Download PDF

Info

Publication number
RU2617948C2
RU2617948C2 RU2015124228A RU2015124228A RU2617948C2 RU 2617948 C2 RU2617948 C2 RU 2617948C2 RU 2015124228 A RU2015124228 A RU 2015124228A RU 2015124228 A RU2015124228 A RU 2015124228A RU 2617948 C2 RU2617948 C2 RU 2617948C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plants
hydroponics
carried out
autotrophic conditions
clonal propagation
Prior art date
Application number
RU2015124228A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015124228A (en
Inventor
Захар Талхумович Абрамов
Борис Викторович Габель
Лев Наумович Цоглин
Original Assignee
Открытое акционерное общество научно-производственный центр "Продкартофель"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество научно-производственный центр "Продкартофель" filed Critical Открытое акционерное общество научно-производственный центр "Продкартофель"
Priority to RU2015124228A priority Critical patent/RU2617948C2/en
Publication of RU2015124228A publication Critical patent/RU2015124228A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2617948C2 publication Critical patent/RU2617948C2/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01HNEW PLANTS OR NON-TRANSGENIC PROCESSES FOR OBTAINING THEM; PLANT REPRODUCTION BY TISSUE CULTURE TECHNIQUES
    • A01H4/00Plant reproduction by tissue culture techniques ; Tissue culture techniques therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01HNEW PLANTS OR NON-TRANSGENIC PROCESSES FOR OBTAINING THEM; PLANT REPRODUCTION BY TISSUE CULTURE TECHNIQUES
    • A01H5/00Angiosperms, i.e. flowering plants, characterised by their plant parts; Angiosperms characterised otherwise than by their botanic taxonomy
    • A01H5/04Stems

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Developmental Biology & Embryology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
  • Hydroponics (AREA)

Abstract

FIELD: biotechnology.
SUBSTANCE: invention is a method for clonal propagation of plants under autotrophic conditions hydroponically wherein the clonal reproduction of plants is carried out by grafting of regenerants and rooting on a nutrient medium, where graft rooting is carried out under autotrophic conditions on hydroponics using liquid nutrient media containing only mineral elements, plant cultivation is carried out under normal or elevated concentration of CO2 in the crop, at an intensity of irradiation at least 60 W PAR/m2, irrigation and aeration of graft bases and plants root system is provided by periodic flooding by the nutrient solution.
EFFECT: invention achieves stable reproduction of the original genotype, high reproduction rate of regenerated plants, as well as their rapid adaptation during planting on soil or hydroponics.
4 cl

Description

Изобретение относится к биотехнологии и сельскому хозяйству, а именно к растениеводству, и может быть использовано для клонального размножения растений в автотрофных условиях культивирования на гидропонике.The invention relates to biotechnology and agriculture, namely to crop production, and can be used for clonal propagation of plants in autotrophic conditions of cultivation in hydroponics.

Клональное микроразмножение широко используется для размножения новых сортов и трансгенных растений, а также для размножения существующих сортов с целью массового получения оздоровленного посадочного материала. Эффективность клонального размножения определяется стабильностью воспроизводства исходного генотипа, скоростью роста и развития растений-регенерантов, а также их способностью адаптироваться к последующим условиям культивирования.Clonal micropropagation is widely used for propagation of new varieties and transgenic plants, as well as for propagation of existing varieties in order to mass produce healthy planting material. The effectiveness of clonal propagation is determined by the stability of reproduction of the original genotype, the growth rate and development of regenerated plants, as well as their ability to adapt to subsequent cultivation conditions.

Известен способ клонального микроразмножения растений (Пузанков О.П., Гришанович А.К. и др. Методические указания по оздоровлению семенного картофеля. Минск, Урожай, 1988, с. 29), основанный на активации уже существующих у растения меристем путем снятия апикального доминирования за счет удаления верхушечной части стебля и последующего микрочеренкования in vitro с добавлением в питательную среду веществ цитокининового типа действия, индуцирующих развитие пазушных побегов. Недостатком способа являются низкие скорости размножения, нестабильное воспроизводство исходного генотипа, длительный адаптационный период при высадке растений в грунт, высокая трудоемкость.A known method of clonal micropropagation of plants (Puzankov O.P., Grishanovich A.K. et al. Guidelines for the improvement of seed potatoes. Minsk, Urozhai, 1988, p. 29), based on the activation of existing plant meristems by removing apical dominance due to the removal of the apical part of the stem and subsequent microcherenking in vitro with the addition of cytokinin type substances to the nutrient medium that induce the development of axillary shoots. The disadvantage of this method is the low rate of reproduction, unstable reproduction of the original genotype, a long adaptation period when planting plants in the ground, high complexity.

Наиболее близким способом к заявляемому изобретению является способ клонального микроразмножения растений (Патент РФ №2080780, МПК А01Н 4/00, опубл. 10.06.1997 г.), в котором клональное микроразмножение растений осуществляется в культуре in vitro путем микрочеренкования регенерантов и укоренения черенков на питательной среде, в которой в качестве источника углерода для укоренения используют фруктозу или смесь фруктозы с сахарозой.The closest method to the claimed invention is a method for clonal micropropagation of plants (RF Patent No. 2080780, IPC A01H 4/00, publ. 06/10/1997), in which clonal micropropagation of plants is carried out in vitro by microcirculation of regenerants and rooting of cuttings on nutritious an environment in which fructose or a mixture of fructose with sucrose is used as the carbon source for rooting.

Недостатком способа является то, что культивирование черенков осуществляют в преимущественно гетеротрофных условиях, что обуславливает существенно более низкие скорости роста и развития растений-регенерантов в сравнение с автотрофными условиями культивирования. Это следует из того, что фотосинтетический рост растений-регенерантов в культуре in vitro ограничен низкой концентрацией СО2 внутри пробирки, так как поступление углекислого газа из окружающего воздуха через изолирующую от внешней среды пробку незначительно из-за отсутствия достаточной разницы парциальных давлений. Для обеспечения высокой скорости фотосинтетического роста необходимо поступление в пробирку 400 мг (200 мл) СО2 за световой период, т.е. диффузия через пробку должна быть, по крайней мере, на порядок более интенсивной (Цоглин Л.Н. и др. Газообмен и фотосинтез растений картофеля в условиях in vitro // Доклады Академии Наук СССР, т. 316, №.4, 1991).The disadvantage of this method is that the cultivation of cuttings is carried out under predominantly heterotrophic conditions, which leads to significantly lower growth and development rates of regenerated plants in comparison with autotrophic cultivation conditions. This follows from the fact that the photosynthetic growth of regenerated plants in an in vitro culture is limited by a low concentration of CO 2 inside the tube, since the intake of carbon dioxide from the ambient air through the tube isolating from the environment is insignificant due to the absence of a sufficient difference in partial pressures. To ensure a high rate of photosynthetic growth, it is necessary that 400 mg (200 ml) of CO 2 enter the tube during the light period, i.e. diffusion through the cork should be at least an order of magnitude more intense (Tsoglin L.N. et al. Gas exchange and photosynthesis of potato plants in vitro // Reports of the USSR Academy of Sciences, vol. 316, No. 4, 1991).

Важнейшим условием реализации фотосинтетического роста также является светообеспечение растений. Для фотоавтотрофного роста растений в естественных условиях характерны высокие (150÷200 Вт ФАР/м2) значения интенсивности света. Однако культивирование растений в пробирках при таких уровнях облучения практически невозможно из-за их перегрева в условиях естественного конвективного теплосъема. Поэтому в светокультуре растений культивирование in vitro осуществляют при интенсивностях света не выше 20÷30 Вт ФАР/м2.The most important condition for the implementation of photosynthetic growth is also the light supply of plants. Photoautotrophic plant growth under natural conditions is characterized by high (150 ÷ 200 W PAR / m 2 ) values of light intensity. However, the cultivation of plants in test tubes at such irradiation levels is almost impossible due to their overheating under conditions of natural convective heat removal. Therefore, in vitro plants cultivation in vitro is carried out at light intensities not higher than 20 ÷ 30 W PARA / m 2 .

Таким образом в культуре in vitro имеет место преимущественно гетеротрофный рост растений-регенерантов, для обеспечения которого питательная среда должна содержать достаточное количество углеродсодержащих органических соединений, витаминов, гормонов и микроэлементов. Такие питательные среды являются также хорошим субстратом и для широкого спектра грибов и микроорганизмов, что определяет высокие требования к стерильности культивирования.Thus, in vitro culture, predominantly heterotrophic growth of regenerated plants takes place, for which the nutrient medium must contain a sufficient amount of carbon-containing organic compounds, vitamins, hormones and trace elements. Such culture media are also a good substrate for a wide range of fungi and microorganisms, which determines high requirements for sterility of cultivation.

Биологически активные компоненты питательных сред способны вызывать генетические изменения в клетках, что приводит к генетической вариабельности получаемых регенерантов. В процессе размножения в культуре in vitro генетические изменения накапливаются, увеличивается количество регенерантов со значительным морфофизиологическим разнообразием и утратой ценных хозяйственных признаков, а также снижением фотосинтетического потенциала (Леонова Н.С. "Использование метода культуры ткани в селекции картофеля". Сибирский вестник с/х науки, 1986, N3, с. 18-26; Grout B.W. et. al. Transplanting of Cauliflower Plants Regenerated from Meristem Culture. Carbon Dioxide Fixation and the Development of Photosynthetic Ability // Hort. Res. 1978. V. 17. №2. P. 65; Sutter E.G. et. al. Morphological Adaptation of Leaves of Strawberry Plants groun in vitro after Removal from Culture // Tissue Cult. Forest. and Agr. Proc. 3-rd Tenn. Symp. Plant Cell and Tissue Cult. Knoxville, Tenn. (9-13 Sept. 1984) N. Y.; L., 1985, p. 358). Причиной этого является не только биологически активные компоненты питательных сред, но и гетеротрофный рост в культуре in vitro и селекция по гетеротрофному признаку в процессе размножения при многократном пассировании растений (оператор отбирает лучшие растения для черенкования, т.е. наилучшим образом адаптированные именно к гетеротрофным условиям роста). Таким образом направленность автоселекционного процесса в популяции идет в сторону, обеспечивающую максиальную реализацию условий роста и развития, которую предоставляет именно гетеротрофный способ культивирования.The biologically active components of the culture media are capable of causing genetic changes in the cells, which leads to the genetic variability of the resulting regenerants. In the process of propagation in an in vitro culture, genetic changes accumulate, the number of regenerants increases with significant morphophysiological diversity and the loss of valuable economic traits, as well as a decrease in photosynthetic potential (N. Leonova, "Using the tissue culture method in potato breeding." Siberian Bulletin agricultural Science, 1986, N3, pp. 18-26; Grout BW et al. Transplanting of Cauliflower Plants Regenerated from Meristem Culture. Carbon Dioxide Fixation and the Development of Photosynthetic Ability // Hort. Res. 1978. V. 17. No. 2 . P. 65; Sutter EG et. Al. Morphological Adaptation of Leaves of Strawberry Plants groun in vitro after Removal from Culture // Tissue Cult. Forest. And Agr. Proc. 3-D Tenn. Symp. Plant Cell and Tissue Cult. Knoxville, Tenn. (9-13 Sept. 1984) N. Y .; L., 1985, p. 358). The reason for this is not only the biologically active components of the nutrient media, but also heterotrophic growth in vitro culture and selection according to the heterotrophic trait in the process of reproduction with repeated passage of plants (the operator selects the best plants for cuttings, i.e., those best adapted specifically to heterotrophic conditions growth). Thus, the direction of the auto-selection process in the population goes in the direction that ensures the maximum implementation of the conditions of growth and development, which is provided precisely by the heterotrophic method of cultivation.

В рассматриваемом прототипе разработан способ, предусматривающий снижение отрицательного воздействия компонентов питательных сред на клетки и на стабильность воспроизведения исходного генотипа в процессе клонального микроразмножения растений. Для этого предлагается модифицировать питательную среду путем использования в качестве источника углерода фруктозы в количестве 10000-20000 мг/л или смеси фруктозы и сахарозы в соотношении 0,5-1:1. По сути это является борьбой со следствием, но никак не с причиной, что собственно и подтверждают авторы, претендуя лишь на «увеличение выхода регенерантов с исходным генотипом».In the prototype under consideration, a method was developed that provides for the reduction of the negative effect of nutrient medium components on cells and on the stability of reproduction of the original genotype in the process of clonal micropropagation of plants. To do this, it is proposed to modify the nutrient medium by using fructose in the amount of 10000-20000 mg / l or a mixture of fructose and sucrose in a ratio of 0.5-1: 1 as a carbon source. In essence, this is a struggle with the investigation, but not with the cause, which is exactly what the authors confirm, claiming only to "increase the yield of regenerants with the original genotype."

При культивировании растений в культуре in vitro как на жидких, так и на твердых питательных средах аэрация корневой системы существенным образом затруднена, что препятствует нормальному развитию корневой системы растений-регенерантов. Слабо развитые фотосинтетический аппарат и корневая система растений-регенерантов, размноженных в культуре in vitro, обуславливают длительный адаптационный период и плохую приживаемость растений при высадке в грунт или гидропонику (вследствие светового шока, отмирания старой корневой системы и образования новой).When cultivating plants in vitro on both liquid and solid nutrient media, aeration of the root system is significantly hindered, which impedes the normal development of the root system of regenerated plants. The poorly developed photosynthetic apparatus and the root system of regenerated plants propagated in vitro culture determine the long adaptation period and poor survival of plants when planting in the ground or hydroponics (due to light shock, dying of the old root system and the formation of a new one).

Массовое производство (от нескольких тысяч до нескольких десятков тысяч) растений-регенерантов в культуре in vitro к заданному сроку для высадки в грунт или гидропонику сопряжено со значительными трудозатратами. Трудозатраты определяются, главным образом, множественностью ручных операций по подготовке тысяч пробирок: мытье, сушка, розлив в каждую пробирку заданного количества питательной среды, стерилизация пробирок, пробок и сред, фиксация черенка в пробирке и т.д. В себестоимость пробирочных растений вносит заметный вклад и достаточно высокая стоимость используемых органических питательных сред.Mass production (from several thousand to several tens of thousands) of regenerated plants in an in vitro culture by a given date for planting in soil or hydroponics is associated with significant labor costs. Labor costs are determined mainly by the multiplicity of manual operations for preparing thousands of tubes: washing, drying, pouring into each tube a predetermined amount of nutrient medium, sterilizing the tubes, tubes and media, fixing the cuttings in a tube, etc. The cost of test plants makes a significant contribution and the relatively high cost of the used organic nutrient media.

В основу изобретения положена задача, заключающаяся в создании способа клонального размножения растений, в котором при низких трудоемкости и затратах обеспечивается стабильность воспроизводства исходного генотипа, высокая скорость размножения растений-регенерантов, а также способность их к быстрой адаптации при высадке в грунт или гидропонику.The basis of the invention is the task of creating a method for clonal propagation of plants, in which, at low labor costs and costs, stability of reproduction of the original genotype, high reproduction rate of regenerated plants, and their ability to adapt quickly when planting in soil or hydroponics are ensured.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе клонального микроразмножения растений, осуществляемом путем микрочеренкования регенерантов и укоренения черенков на питательной среде, содержащей в качестве источника углерода фруктозу в количестве 10000-20000 мг/л или смесь фруктозы и сахарозы в соотношении 0,5-1:1, согласно изобретению укоренение черенков производят в гидропонной установке на жидких питательных средах, содержащих только минеральные элементы, путем периодического орошения оснований черенков, а в дальнейшем и корневой системы растений при нормальных либо повышенных концентрация СО2 в атмосфере и интенсивности облучения посева не менее 60 Вт ФАР/м2.The specified technical result is achieved by the fact that in the known method of clonal micropropagation of plants, carried out by microcherenking regenerants and rooting cuttings on a nutrient medium containing, as a carbon source, fructose in an amount of 10000-20000 mg / l or a mixture of fructose and sucrose in a ratio of 0.5- 1: 1, according to the invention, rooting of cuttings is carried out in a hydroponic installation on liquid nutrient media containing only mineral elements, by periodically irrigating the bases of the cuttings, and in Nation and plant root system under normal or elevated CO 2 concentration in the atmosphere and planting irradiation intensity of not less than 60 W FAS / m 2.

Введение в известный способ совокупности существенных отличительных признаков позволяют реализовать фотоавтотрофные условия для культивирования растений-регенерантов и черенков.Introduction to the known method of the combination of essential distinguishing features allows you to implement photoautotrophic conditions for the cultivation of regenerated plants and cuttings.

Скорость фотосинтетического роста растений значительно выше гетеротрофного. Адаптированные к условиям роста in vivo (при нормальных или повышенных концентрациях CO2) растения-регенеранты способны увеличивать свою биомассу на 200 мг в сутки, а при росте in vitro - не более чем на 50 мг (Цоглин Л.Н. и др. Газообмен и фотосинтез растений картофеля в условиях in vitro II Доклады Академии Наук СССР, т. 316, №.4, 1991). В отличие от гетеротрофно выращенных растений, растения-регенеранты, выращенные в фотоавтотрофных условиях, имеют больший вес и большую площадь листовой поверхности, а их фотосинтетический аппарат хорошо развит, что обуславливает отсутствие адаптационного периода и практически 100% приживаемость при высадке в грунт или гидропонику. При клональном микроразмножении автотрофное культивирование растений-регенерантов определяет направленность автоселекционного процесса в популяции в сторону максимальной реализации условий фотосинтетического роста, т.е. в сторону улучшения хозяйственных качеств растений (Цоглин Л.Н., Габель Б.В. Селекционные процессы при гетератрофном и фототрофном микроклональном размножении растений // Доклады Академии Наук РФ, т. 334, №4, с. 533-534, 1994 г.; Tsoglin, L., Gabel, В., Satilo, V. Autoselection during plant micropropagation: potato phototrophic micropropagation in vitro. Conference on "PROGRESS IN PLANT SCIENCES from Plant Breeding to Growth Regulation" (17-19 June 1996), Mosonmagyarovar - Hungary, 1996, p. 11-13).The rate of photosynthetic plant growth is much higher than heterotrophic. Regenerant plants adapted to in vivo growth conditions (at normal or elevated concentrations of CO 2 ) can increase their biomass by 200 mg per day, and when growing in vitro, by no more than 50 mg (Tsoglin L.N. et al. Gas exchange and photosynthesis of potato plants in vitro II. Reports of the USSR Academy of Sciences, vol. 316, No. 4, 1991). Unlike heterotrophically grown plants, regenerant plants grown under photoautotrophic conditions have a greater weight and a large leaf surface area, and their photosynthetic apparatus is well developed, which leads to the absence of an adaptation period and almost 100% survival during planting in soil or hydroponics. In clonal micropropagation, autotrophic cultivation of regenerated plants determines the direction of the auto-selection process in the population towards the maximum realization of photosynthetic growth conditions, i.e. in the direction of improving the economic qualities of plants (Tsoglin L.N., Gabel B.V. Selection processes during heterotrophic and phototrophic microclonal propagation of plants // Reports of the Academy of Sciences of the Russian Federation, vol. 334, No. 4, p. 533-534, 1994 ; Tsoglin, L., Gabel, B., Satilo, V. Autoselection during plant micropropagation: potato phototrophic micropropagation in vitro. Conference on "PROGRESS IN PLANT SCIENCES from Plant Breeding to Growth Regulation" (17-19 June 1996), Mosonmagyarovar - Hungary, 1996, p. 11-13).

При автотрофном росте и развитии отпадает необходимость использования органических соединений в питательном растворе. Достаточно лишь обеспечить нелимитированное минеральное питание растений. Отсутствие биологически активных компонентов в питательной среде исключает вероятность генетических изменений в клетках и, соответственно, генетическую вариабельность регенерантов. Использование жидких питательных растворов на минеральной основе позволяет радикально снизить требования к стерильности условий культивирования. Это, в свою очередь, позволяет отказаться от необходимости размещения каждого черенка в изолированном от внешней среды объеме (пробирке), существенно упростить технологические процессы и снизить трудозатраты. Кроме этого использование жидких питательных растворов позволяет с помощью простых технических решений обеспечить эффективную аэрацию корневой системы растений и реализовать размножение растений на промышленной основе в гидропонных установках (Патент РФ №2049384, МПК A01G 31/02, опубл. 10.12.1995 г.,), существенно снизив при этом себестоимость растений в сравнение с традиционной технологией культивирования in vitro.With autotrophic growth and development, there is no need to use organic compounds in a nutrient solution. It is enough to provide unlimited mineral nutrition of plants. The absence of biologically active components in the nutrient medium excludes the probability of genetic changes in the cells and, accordingly, the genetic variability of regenerants. The use of liquid nutrient solutions on a mineral basis can radically reduce the requirements for sterility of cultivation conditions. This, in turn, eliminates the need to place each shank in a volume (test tube) isolated from the external environment, significantly simplify technological processes and reduce labor costs. In addition, the use of liquid nutrient solutions allows using simple technical solutions to ensure effective aeration of the root system of plants and to implement plant propagation on an industrial basis in hydroponic plants (RF Patent No. 2049384, IPC A01G 31/02, publ. 10.12.1995,), while significantly reducing the cost of plants in comparison with traditional in vitro cultivation technology.

Предлагаемый способ клонального размножения растений е автотрофных условиях на гидропонике реализуется следующим образом. Черенкование исходных растений проводят в ламинар-боксе. Удаляют верхушечную меристему стебля и затем черенкуют побег в соответствии с количеством междоузлий таким образом, чтобы на каждом черенке остался один лист, а длина стебля ниже пазушной почки составляла 0.5-1.0 см. Черенки высаживают вдоль кассеты (Авторское свидетельство СССР №1287795, МПК A01G 31/02, опубл. 08.10.1986 г.) между ее вертикальными стенками и упругим вкладышем в шахматном порядке с шагом вдоль каждой 7The proposed method for clonal propagation of plants under autotrophic conditions in hydroponics is implemented as follows. Cuttings of the source plants are carried out in a laminar box. The apical meristem of the stem is removed and then the shoot is cut in accordance with the number of internodes so that one leaf remains on each stalk and the length of the stem below the axillary bud is 0.5-1.0 cm. Cuttings are planted along the cassette (USSR Author's Certificate No. 1287795, IPC A01G 31 / 02, published on 08.10.1986) between its vertical walls and the elastic insert in a checkerboard pattern with a step along each 7

стороны, например, для картофеля и стевии 4 см, а для топинамбура - 5 см. При этом основание черенка заглубляют в кассету так, чтобы пазушная почка располагалась на уровне сопряжения упругого вкладыша со стенкой кассеты. Затем кассету с черенками размещают в вегетационной ванне гидропонной установки (Патент РФ на промышленный образец №42795, опуб. 16.09.1996 г.), которая периодически заполняется питательным раствором до уровня сопряжения упругого вкладыша со стенкой кассеты. В паузах между подтоплениями происходит аэрация корневой системы растений. Гидропонную установку размещают в чистом помещение, удовлетворяющем фитосанитарным требованиям. Культивирование растений в установке осуществляют до образования 4-0 междоузлей, например, для картофеля, стевии и тапинабура - 14-18 суток (в культуре in vitro - 27-34 дня). Затем растения можно опять отчеренковать и, высадив черенки в кассету, продолжить размножение в установке. Размноженные таким образом растения высаживают в грунт. В процессе размножения растений поддерживают следующие параметры культивирования: интенсивность облучения посева не менее 60 Вт ФАР/м2; концентрация СО2 в посеве - 0,04 до 0,4%; фотопериод - 16÷48 час./сут.; время наполнения ванны раствором - 5 мин, время аэрации корневой системы - 20 мин.; температура воздуха в режиме «День» - 21-23°С; температура воздуха в режиме «Ночь» -18-20°С; температура питательного раствора в баке 16-20°С; относительная влажность воздуха в помещение - 75-85% (круглосуточно).sides, for example, for potatoes and Stevia 4 cm, and for Jerusalem artichoke - 5 cm. In this case, the base of the stem is buried in the cassette so that the axillary bud is located at the level of conjugation of the elastic insert with the wall of the cassette. Then the cassette with the cuttings is placed in the vegetation bath of the hydroponic plant (RF Patent for industrial design No. 42795, publ. September 16, 1996), which is periodically filled with nutrient solution to the level of coupling of the elastic insert with the cassette wall. In the pauses between flooding, aeration of the plant root system occurs. The hydroponic installation is placed in a clean room that meets phytosanitary requirements. Cultivation of plants in the installation is carried out until the formation of 4-0 internode, for example, for potatoes, stevia and tapinabur - 14-18 days (in vitro culture - 27-34 days). Then the plants can be rediscovered again and, having planted the cuttings in the cassette, continue propagation in the plant. Plants propagated in this way are planted in the ground. In the process of plant propagation, the following cultivation parameters are supported: irradiation intensity of sowing of at least 60 W PAR / m 2 ; the concentration of CO 2 in the crop - 0.04 to 0.4%; photoperiod - 16 ÷ 48 hours / day .; the time for filling the bath with the solution is 5 minutes; the aeration time of the root system is 20 minutes; air temperature in the Day mode - 21-23 ° С; air temperature in the Night mode -18-20 ° С; the temperature of the nutrient solution in the tank 16-20 ° C; relative humidity in the room - 75-85% (around the clock).

Композицию питательного раствора для каждого вида растений подбирают в соответствие с характерным для них выносом минеральных макро- и микроэлементов. Например, для картофеля это питательный раствор на основе среды Пилгремма с половинной концентрацией состава минеральных элементов, а для стевии и топинамбура питательный раствор на основе среды Кнопа.The composition of the nutrient solution for each type of plant is selected in accordance with their characteristic removal of mineral macro- and microelements. For example, for potatoes, this is a nutrient solution based on Pilgrim's medium with a half concentration of the composition of mineral elements, and for stevia and Jerusalem artichoke, a nutrient solution based on Knop's medium.

88

Клональное размножение в автотрофных условиях культивирования в сравнение с размножением в гетеротрофных условиях обладает следующими преимуществами:Clonal propagation under autotrophic cultivation conditions in comparison with propagation under heterotrophic conditions has the following advantages:

- более высокой скоростью роста и развития растений и, соответственно, большей скоростью размножения;- a higher rate of growth and development of plants and, accordingly, a greater rate of reproduction;

- направленностью автоселекционных процессов в сторону отбора растений с лучшими фотосинтетическими свойствами;- orientation of auto-selection processes towards the selection of plants with the best photosynthetic properties;

- надежностью воспроизводства исходного генотипа растений;- reliability of reproduction of the original plant genotype;

- практически 100% приживаемостью растений при высадке в грунт или гидропонику и отсутствием адаптационного периода;- almost 100% survival of plants when planting in soil or hydroponics and the absence of an adaptation period;

- использованием простых жидких питательных сред без органических соединений;- the use of simple liquid nutrient media without organic compounds;

- существенно более низкими требованием к стерильности процессов микрочеренкования и культивирования;- significantly lower requirements for the sterility of microcherenking and cultivation processes;

- низкими затратами на питательные среды- low cost of nutrient media

- низкой трудоемкостью.- low labor intensity.

Claims (4)

1. Способ клонального размножения растений в автотрофных условиях на гидропонике, в котором клональное размножение растений осуществляют путем черенкования регенерантов и укоренения черенков на питательной среде, отличающийся тем, что укоренение черенков проводят в автотрофных условиях на гидропонике с использованием жидких питательных сред, содержащих только минеральные элементы.1. The method of clonal propagation of plants under autotrophic conditions in hydroponics, in which the clonal propagation of plants is carried out by propagation of regenerants and rooting of cuttings in a nutrient medium, characterized in that rooting of cuttings is carried out in autotrophic conditions in hydroponics using liquid nutrient media containing only mineral elements . 2. Способ клонального размножения растений в автотрофных условиях на гидропонике по п. 1, отличающийся тем, что культивирование растений осуществляют при нормальных либо повышенных концентрациях СО2 в посеве.2. The method of clonal propagation of plants under autotrophic conditions on hydroponics under item 1, characterized in that the cultivation of plants is carried out at normal or elevated concentrations of CO 2 in the crop. 3. Способ клонального размножения растений в автотрофных условиях на гидропонике по п. 1, отличающийся тем, что культивирование растений осуществляют при интенсивности облучения посева не менее 60 Вт ФАР/м2.3. The method of clonal propagation of plants under autotrophic conditions on hydroponics according to claim 1, characterized in that the cultivation of plants is carried out at a planting irradiation intensity of at least 60 W PAR / m 2 . 4. Способ клонального размножения растений в автотрофных условиях на гидропонике по п. 1, отличающийся тем, что орошение и аэрация оснований черенков и корневой системы растений производят путем периодического подтопления их питательным раствором.4. The method of clonal propagation of plants under autotrophic conditions on hydroponics under item 1, characterized in that the irrigation and aeration of the bases of the cuttings and root system of plants is carried out by periodically flooding them with a nutrient solution.
RU2015124228A 2015-06-23 2015-06-23 Method of clonal propagation of plants under autotrophic conditions on hydroponics RU2617948C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015124228A RU2617948C2 (en) 2015-06-23 2015-06-23 Method of clonal propagation of plants under autotrophic conditions on hydroponics

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015124228A RU2617948C2 (en) 2015-06-23 2015-06-23 Method of clonal propagation of plants under autotrophic conditions on hydroponics

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015124228A RU2015124228A (en) 2017-01-10
RU2617948C2 true RU2617948C2 (en) 2017-04-28

Family

ID=57955613

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015124228A RU2617948C2 (en) 2015-06-23 2015-06-23 Method of clonal propagation of plants under autotrophic conditions on hydroponics

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2617948C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2670485C1 (en) * 2017-12-27 2018-10-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Горский государственный аграрный университет" Method for propagation of immune-resistant potato samples in vitro on aerohydroponic culture

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2080780C1 (en) * 1994-05-11 1997-06-10 Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной биотехнологии РАСХН Clonal plant micro propagation method

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2080780C1 (en) * 1994-05-11 1997-06-10 Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной биотехнологии РАСХН Clonal plant micro propagation method

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЗЕРНОВ В.Н., и др., Развитие и анализ технологического и технического обеспечения производства мини-клубней выращиваемых в условиях вегетационных сооружений, Инновационное развитие АПК России на базе интеллектуальных машинных технологий, Сборник научных докладов Международной научно-технической конференции 17-18 сентября 2014 г., Москва, с. 149-153. *
ЦОГЛИН Л.Н., и др., Селекционные процессы при гетеротрофном микроклональном размножении растений, Доклады Академии наук, том 334, номер 4, 1994, с.533-534. *
ЦОГЛИН Л.Н., и др., Селекционные процессы при гетеротрофном микроклональном размножении растений, Доклады Академии наук, том 334, номер 4, 1994, с.533-534. ЗЕРНОВ В.Н., и др., Развитие и анализ технологического и технического обеспечения производства мини-клубней выращиваемых в условиях вегетационных сооружений, Инновационное развитие АПК России на базе интеллектуальных машинных технологий, Сборник научных докладов Международной научно-технической конференции 17-18 сентября 2014 г., Москва, с. 149-153. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2670485C1 (en) * 2017-12-27 2018-10-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Горский государственный аграрный университет" Method for propagation of immune-resistant potato samples in vitro on aerohydroponic culture

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015124228A (en) 2017-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7901938B2 (en) Method for mass production of seedling of seed potato
Corrêa et al. A comparison of potato seed tuber yields in beds, pots and hydroponic systems
CN106134997A (en) The group training fast seedling-cultivating method of apple rootstock M26
Jones et al. Micropropagation of adult birch trees: production and field performance
JPS5914725A (en) Production of plant propagating material
KR101926384B1 (en) Method for hydroponics of nicotina benthamiana
KR20030028522A (en) The methods for tow branch growth of young Pear tree
Muthoni et al. Multiplication of seed potatoes in a conventional potato breeding programme: a case of Kenya's national potato programme
RU2617948C2 (en) Method of clonal propagation of plants under autotrophic conditions on hydroponics
CN103477976A (en) Stem tissue culture seedling method of dendrobium candidum
CN105409748A (en) Fast breeding method for scirpus mariqueter
JP2003116382A (en) Method for cultivating papaya
KR101064947B1 (en) The mass producing method of regenerated plant from the leaf segment of calanthe discolor
Idol et al. Vegetative and micropropagation of leucaena
JPS6258934A (en) Mass propagation of potato by tissue culture
CN104054578B (en) The tissue culture and rapid propagation method of Dian clove
KR20140037510A (en) Multiple propagation methods of in vitro plantlets derived from node cultures of aronia using tissue culture techniques
Opata et al. Macropropagation of banana (Musa AAA): Responses to hormonal and mechanical corm manipulation
JP6530584B2 (en) Method of producing seedlings of licorice genus plant
JP5993157B2 (en) Wasabi seed germination method
CN106613689B (en) Method for rapidly breeding paeonia suffruticosa
RU2627194C1 (en) Method for clonal micro-reproduction of betulaceae family plants
HU206012B (en) In vitro - in vivo method of high activity for producing potato small sized tubers
Attaya et al. Regulation of organogenesis via PGRs and LEDs light technology for Jatropha curcas L. plants
Batukaev et al. In vitro microclonal propagation of strawberries and ex vitro adaptation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170624