RU2821889C2 - Method of populating cranberry roots with oidiodendron maius barron micromycete - Google Patents
Method of populating cranberry roots with oidiodendron maius barron micromycete Download PDFInfo
- Publication number
- RU2821889C2 RU2821889C2 RU2022110579A RU2022110579A RU2821889C2 RU 2821889 C2 RU2821889 C2 RU 2821889C2 RU 2022110579 A RU2022110579 A RU 2022110579A RU 2022110579 A RU2022110579 A RU 2022110579A RU 2821889 C2 RU2821889 C2 RU 2821889C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cranberry
- micromycete
- maius
- plants
- roots
- Prior art date
Links
- 240000001717 Vaccinium macrocarpon Species 0.000 title claims abstract description 67
- 241001310950 Oidiodendron maius Species 0.000 title claims abstract description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 235000012545 Vaccinium macrocarpon Nutrition 0.000 title claims abstract description 24
- 235000004634 cranberry Nutrition 0.000 title claims abstract description 24
- 235000002118 Vaccinium oxycoccus Nutrition 0.000 title claims abstract description 23
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims abstract description 24
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000005648 plant growth regulator Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 claims description 5
- 239000008272 agar Substances 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 230000028070 sporulation Effects 0.000 claims description 2
- 239000008223 sterile water Substances 0.000 claims description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 abstract description 40
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 9
- 235000021019 cranberries Nutrition 0.000 abstract description 8
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 abstract description 6
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 230000003562 morphometric effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000013425 morphometry Methods 0.000 abstract description 3
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 abstract description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 22
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 13
- 244000078534 Vaccinium myrtillus Species 0.000 description 12
- 235000017537 Vaccinium myrtillus Nutrition 0.000 description 10
- 235000003095 Vaccinium corymbosum Nutrition 0.000 description 8
- 235000021014 blueberries Nutrition 0.000 description 8
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 7
- 244000291414 Vaccinium oxycoccus Species 0.000 description 6
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 6
- 230000031068 symbiosis, encompassing mutualism through parasitism Effects 0.000 description 6
- 241000208422 Rhododendron Species 0.000 description 5
- 241000736767 Vaccinium Species 0.000 description 5
- 235000021028 berry Nutrition 0.000 description 5
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 235000021186 dishes Nutrition 0.000 description 5
- 239000001965 potato dextrose agar Substances 0.000 description 5
- 235000007575 Calluna vulgaris Nutrition 0.000 description 4
- 241000372057 Oxydendrum Species 0.000 description 4
- 235000012511 Vaccinium Nutrition 0.000 description 4
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 241000208421 Ericaceae Species 0.000 description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 244000235659 Rubus idaeus Species 0.000 description 3
- 241000187180 Streptomyces sp. Species 0.000 description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229930024421 Adenine Natural products 0.000 description 2
- GFFGJBXGBJISGV-UHFFFAOYSA-N Adenine Chemical compound NC1=NC=NC2=C1N=CN2 GFFGJBXGBJISGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000093727 Berzelia alopecuroides Species 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 2
- 229920000298 Cellophane Polymers 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 2
- 235000011552 Rhamnus crocea Nutrition 0.000 description 2
- 244000111388 Rubus occidentalis Species 0.000 description 2
- 235000003942 Rubus occidentalis Nutrition 0.000 description 2
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 description 2
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 description 2
- 241001557892 Xylaria sp. Species 0.000 description 2
- 229960000643 adenine Drugs 0.000 description 2
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 2
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 2
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 2
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 2
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 2
- 235000012015 potatoes Nutrition 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 2
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 2
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 2
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 2
- 108020004465 16S ribosomal RNA Proteins 0.000 description 1
- MKPCNMXYTMQZBE-UHFFFAOYSA-N 7h-purin-6-amine;sulfuric acid;dihydrate Chemical compound O.O.OS(O)(=O)=O.NC1=NC=NC2=C1NC=N2.NC1=NC=NC2=C1NC=N2 MKPCNMXYTMQZBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 240000002804 Calluna vulgaris Species 0.000 description 1
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012778 Empetrum nigrum Nutrition 0.000 description 1
- 240000006251 Fragaria virginiana Species 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 241001204973 Macrocarpus Species 0.000 description 1
- 241000218922 Magnoliophyta Species 0.000 description 1
- 241001310956 Myxotrichum Species 0.000 description 1
- 241001310945 Oidiodendron Species 0.000 description 1
- 241000233855 Orchidaceae Species 0.000 description 1
- 241001086202 Rhododendron fortunei Species 0.000 description 1
- 235000009122 Rubus idaeus Nutrition 0.000 description 1
- 238000012300 Sequence Analysis Methods 0.000 description 1
- 241000736285 Sphagnum Species 0.000 description 1
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 1
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 1
- 208000035199 Tetraploidy Diseases 0.000 description 1
- JZRWCGZRTZMZEH-UHFFFAOYSA-N Thiamine Natural products CC1=C(CCO)SC=[N+]1CC1=CN=C(C)N=C1N JZRWCGZRTZMZEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 1
- 244000098338 Triticum aestivum Species 0.000 description 1
- GLNADSQYFUSGOU-GPTZEZBUSA-J Trypan blue Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Na+].C1=C(S([O-])(=O)=O)C=C2C=C(S([O-])(=O)=O)C(/N=N/C3=CC=C(C=C3C)C=3C=C(C(=CC=3)\N=N\C=3C(=CC4=CC(=CC(N)=C4C=3O)S([O-])(=O)=O)S([O-])(=O)=O)C)=C(O)C2=C1N GLNADSQYFUSGOU-GPTZEZBUSA-J 0.000 description 1
- 244000077923 Vaccinium vitis idaea Species 0.000 description 1
- 235000017606 Vaccinium vitis idaea Nutrition 0.000 description 1
- 230000036579 abiotic stress Effects 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 238000010352 biotechnological method Methods 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 1
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 1
- 244000038559 crop plants Species 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 230000005059 dormancy Effects 0.000 description 1
- 239000012636 effector Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 235000015810 grayleaf red raspberry Nutrition 0.000 description 1
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 1
- 238000009396 hybridization Methods 0.000 description 1
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- CDAISMWEOUEBRE-GPIVLXJGSA-N inositol Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)[C@@H]1O CDAISMWEOUEBRE-GPIVLXJGSA-N 0.000 description 1
- 229960000367 inositol Drugs 0.000 description 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000009456 molecular mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000015816 nutrient absorption Nutrition 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 1
- 230000008121 plant development Effects 0.000 description 1
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000037452 priming Effects 0.000 description 1
- 235000021013 raspberries Nutrition 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- CDAISMWEOUEBRE-UHFFFAOYSA-N scyllo-inosotol Natural products OC1C(O)C(O)C(O)C(O)C1O CDAISMWEOUEBRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000003206 sterilizing agent Substances 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
- KYMBYSLLVAOCFI-UHFFFAOYSA-N thiamine Chemical compound CC1=C(CCO)SCN1CC1=CN=C(C)N=C1N KYMBYSLLVAOCFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960003495 thiamine Drugs 0.000 description 1
- 235000019157 thiamine Nutrition 0.000 description 1
- 239000011721 thiamine Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к биотехнологии, разведению растений из тканевых культур, в частности, получению растений клюквы, корневая система которых заселена симбиотическим микромицетом Oidiodendron maius Barron, и может быть использовано в сельском хозяйстве для получения растений клюквы для промышленного и частного ягодоводства, а также фундаментальных исследований.The present invention relates to biotechnology, breeding plants from tissue cultures, in particular, the production of cranberry plants, the root system of which is populated by the symbiotic micromycete Oidiodendron maius Barron, and can be used in agriculture to produce cranberry plants for industrial and private berry growing, as well as fundamental research .
Клюква относится к растениям рода Vaccinium (Oxycoccus) семейства Ericaceae (Вересковые), насчитывающему около 450 видов растений. Растения этого рода произрастают в дикой природе по всему миру. Существует множество названий растений рода Vaccinium, обладающих съедобными ягодами: голубика, клюква, черника, брусника, водяника, красника и др. (Matua M.A. Vaccinium Post-Entry Quarantine Testing Manual. - New Zeland: Ministry for Primary Industries, 2016. - 38 p.). Клюква крупноплодная и клюква болотная наряду с голубикой являются единственными массово выращиваемыми коммерческими культурами этого рода.Cranberry belongs to the genus Vaccinium (Oxycoccus) family Ericaceae (Heather), numbering about 450 plant species. Plants of this genus grow wild throughout the world. There are many names for plants of the genus Vaccinium, having edible berries: blueberries, cranberries, bilberries, lingonberries, crowberries, redberries, etc. (Matua M.A. Vaccinium Post-Entry Quarantine Testing Manual. - New Zealand: Ministry for Primary Industries, 2016. - 38 p.). Large-fruited cranberries and swamp cranberries, along with blueberries, are the only mass-grown commercial crops of this genus.
Клюква болотная (четырехлепестная) - V. oxycoccos L. (O. palustris Pers., O. quadripetalus Gilib.) - вечнозеленый полукустарник с тонкими стеблями, мелкими кожистыми листьями и темно-красными ягодами (Жизнь растений. В 6-ти т. / Гл. ред. Ал.А. Федоров. Т. 5. Ч. 2. Цветковые растения / Под ред. Тахтаджяна А.Л. М.: “Просвещение”, 1980. 576 с.). Широко распространена по болотам, во влажных лесах, на вырубках в Евразии и Северной Америке (Помология. В 5 т. Т. V. Земляника. Малина. Орехоплодные и редкие культуры / Под ред. Седова Е.Н., Грюнер Л.А. Орел: Изд-во ВНИИСПК, 2014. 592 с.).Swamp cranberry (four-petalled) - V. oxycoccos L. ( O. palustris Pers ., O. quadripetalus Gilib.) - evergreen subshrub with thin stems, small leathery leaves and dark red berries (Plant Life. In 6 volumes / Chief ed. Al.A. Fedorov. T. 5. Part 2. Flowering plants / Edited by A.L. Takhtadzhyan: “Education”, 1980. 576 pp. Widely distributed in swamps, in humid forests, in clearings in Eurasia and North America (Pomology. In 5 vols. T. V. Strawberries. Raspberries. Nut and rare crops / Edited by Sedov E.N., Gruner L.A. Orel: Publishing house VNIISPK, 2014. 592 p.).
Клюква крупноплодная - V. macrocarpon Ait. (O. macrocarpus (Ait.) Pers.) -вечнозеленый ветвистый кустарничек с горизонтальными побегами длиной до 120 см, вертикальными - до 15 см. Растет на бедных торфяных почвах Северной Америки (Eck P. The american cranberry. New Brunswick: Rutgers Univ. Press, 1990. 420p.). От клюквы болотной отличается более крупными размерами листьев, цветков и ягод, а также плоидностью: клюква крупноплодная - диплоид, клюква болотная - тетраплоид, в связи с чем гибридизация затруднена. Клюква крупноплодная в США и Канаде была введена в культуру в первой половине XIX в. (Polashock J.J., Vorsa N. Cranberry transformation and regeneration. In: Khachatourians G.G., McHughen A., Scorza R., Nip W.K., Hui Y.H. Transgenic plants and crops. NY: Marcel Dekker, 2002. P. 383-396).Large-fruited cranberry - V. macrocarpon Ait. ( O. macrocarpus (Ait.) Pers.) - evergreen branched shrub with horizontal shoots up to 120 cm long, vertical shoots up to 15 cm. Grows on poor peat soils of North America (Eck P. The american cranberry. New Brunswick: Rutgers Univ. Press, 1990. 420p.). It differs from swamp cranberry in the larger size of leaves, flowers and berries, as well as ploidy: large-fruited cranberry is diploid, swamp cranberry is tetraploid, and therefore hybridization is difficult. Large-fruited cranberry was introduced into cultivation in the USA and Canada in the first half of the 19th century. (Polashock JJ, Vorsa N. Cranberry transformation and regeneration. In: Khachatourians GG, McHughen A., Scorza R., Nip WK, Hui YH Transgenic plants and crops. NY: Marcel Dekker, 2002. P. 383-396).
Корни растений клюквы нуждаются в симбиозе с микоризообразующими микромицетами, необходимыми для полноценного развития этих растений (Смит С.Э., Рид Д.Дж. Микоризный симбиоз. Пе. с 3-го англ. издания Е.Ю. Ворониной. Москва: Товарищество научных изданий КМК. 2012. 776 с.). Симбиотические микромицеты участвуют в регуляции экспрессии генома растения-хозяина, влияя на рост и развитие (Vujanovic V., Vujanovic J. Mycovitality and mycoheterotrophy: where lies dormancy in terrestrial orchid and plants with minute seeds? // Symbiosis. 2007. V. 44, №1-3. P. 93-99.), поглощение питательных веществ (Smith S.E., Read D.J. Mycorrhizal symbiosis. Amsterdam, Boston, Heidelberg, L., NY, Oxford, Paris, San Diego, San Francisco, Singapore, Sydney, Tokio: Acad. Press, 2008. 804 p.), устойчивость к негативным воздействиям окружающей среды, в частности, к болезням (Singh L.P., Gill S.S., Tuteja N. Unraveling the role of fungal symbionts in plant abiotic stress tolerance // Plant Signal. Behav. 2011. V. 6, №2. P. 175-191), а также участвуют в структурировании почвы и взаимодействуют с бактериями-симбионтами (Nowak J., Pruski K. Priming tissue cultured propagules. In: Low cost options for tissue culture technology in developing countries. Vienna: IAEA, 2004. P. 69-81). Наличие симбиотических микроорганизмов в корнях растений клюквы является необходимым как для диких, так и для культурных форм.The roots of cranberry plants need symbiosis with mycorrhizal micromycetes necessary for the full development of these plants (Smith S.E., Reed D.J. Mycorrhizal symbiosis. Pe. from the 3rd English edition by E.Yu. Voronina. Moscow: Partnership of Scientific KMK publications. 2012. 776 pp.). Symbiotic micromycetes are involved in the regulation of the expression of the host plant genome, affecting growth and development (Vujanovic V., Vujanovic J. Mycovitality and mycoheterotrophy: where lies dormancy in terrestrial orchid and plants with minute seeds? // Symbiosis. 2007. V. 44, No. 1-3. P. 93-99.), nutrient absorption (Smith S.E., Read D.J. Mycorrhizal symbiosis. Amsterdam, Boston, Heidelberg, L., NY, Oxford, Paris, San Diego, San Francisco, Singapore, Sydney, Tokio: Acad. Press, 2008. 804 p.), resistance to negative environmental influences, in particular to diseases (Singh L.P., Gill S.S., Tuteja N. Unraveling the role of fungal symbionts in plant abiotic stress tolerance // Plant Signal . Behav. 2011. V. 6, No. 2. 175-191), and also participate in soil structuring and interact with symbiont bacteria (Nowak J., Pruski K. Priming tissue cultured propagules. In: Low cost options for tissue culture technology in developing countries. Vienna: IAEA, 2004. P. 69-81). The presence of symbiotic microorganisms in the roots of cranberry plants is necessary for both wild and cultivated forms.
Для получения оздоровленного посадочного материала культурных растений широко используется биотехнологический метод клонального микроразмножения в условиях in vitro (Размножение плодовых растений в культуре in vitro / Н.В. Кухарчик [и др.]; под общ. ред. Н.В. Кухарчик. - Минск: Беларуская наука, 2016. - 208 с.). Все существующие на настоящий момент протоколы ввода растений в культуру in vitro предполагают их обработку стерилизующими агентами для удаления микроорганизмов, в т.ч. симбиотических, и использование в качестве исходного материала преимущественно надземных частей растений, при этом необходимые симбиотические микроорганизмы обитают в корневой системе. Соответственно, полученные микрорастения, лишенные симбионтов, предположительно, будут труднее адаптироваться к условиям ex vitro и полевым условиям. Подселение симбиотических микромицетов на последних стадиях клонального микроразмножения позволяет растениям формировать микоризу на ранних стадиях своего развития.To obtain healthy planting material of cultivated plants, the biotechnological method of clonal micropropagation in vitro is widely used (Reproduction of fruit plants in culture in vitro / N.V. Kuharchik [et al.]; edited by N.V. Kuharchik. - Minsk : Belarusian Science, 2016. - 208 p.). All currently existing protocols for introducing plants into in vitro culture involve their treatment with sterilizing agents to remove microorganisms, incl. symbiotic, and the use of predominantly aerial parts of plants as starting material, while the necessary symbiotic microorganisms live in the root system. Accordingly, the resulting microplants lacking symbionts would presumably be more difficult to adapt to ex vitro and field conditions. The introduction of symbiotic micromycetes at the last stages of clonal micropropagation allows plants to form mycorrhizae in the early stages of their development.
O. maius - это широко распространенный гифомицет, который выделяется из различных субстратов, хотя большинство изолятов выделено из корней вересковых растений (Rice A.V., Currah R.S. New Perspectives on the Niche and Holomorph of the Myxotrichoid Hyphomycete, Oidiodendron Maius. Mycological Research. 2002. V. 106, P. 1463-1467). O. maius является обычным компонентом прикорневой зоны и корней вересковых растений (Sigler L., Gibas C., Fe C. Utility of a cultural method for identification of the ericoid mycobiont Oidiodendron maius confirmed by ITS sequence analysis // Studies in Mycology. 2005. V. 53. P. 63-74). O. maius is a widespread hyphomycete that is isolated from a variety of substrates, although most isolates are isolated from the roots of ericaceous plants (Rice AV, Currah RS New Perspectives on the Niche and Holomorph of the Myxotrichoid Hyphomycete, Oidiodendron Maius. Mycological Research. 2002. V . 106, pp. 1463-1467). O. maius is a common component of the basal zone and roots of heather plants (Sigler L., Gibas C., Fe C. Utility of a cultural method for identification of the ericoid mycobiont Oidiodendron maius confirmed by ITS sequence analysis // Studies in Mycology. 2005. V. 53. P. 63-74).
Формирование симбиотических отношений с O. maius у растений сем. Вересковых, в том числе рода Vaccinium, облегчает адаптацию к окружающей среде, улучшает минеральное питание и повышает устойчивость к тяжелым металлам у растений-хозяев (Rice A.V., Currah R.S. Oidiodendron: A survey of the named species and related anamorphs of Myxotrichum // STUDIES IN MYCOLOGY 53. P. 83-120. 2005; Rice A.V., Currah R.S. Oidiodendron maius: saprobe in sphagnum peat, mutualist in ericaceous roots? //in Microbial Roots Endophytes, eds. B.J.E. Shulz, C.J.C. Boyle, T.N. Sieber (Berlin:Springer-Verlag), 2006. 227-246; Wei X, Chen J, Zhang C., Pan D. A New Oidiodendron maius Strain Isolated from Rhododendron fortunei and its Effects on Nitrogen Uptake and Plant Growth. Front. Microbiol. 2016. 7:1327. doi: 10.3389/fmicb.2016.01327; Daghino S., Martino E., Perotto S. Model system to unravel the molecular mechanisms of heavy metal tolerance in the ericoid mycorrhizal symbiosis // Mycorrhiza. 2016. 26. P. 263-274. doi:10.1007/s00572-015- 0675-y).Formation of symbiotic relationships with O. maius in plants of the family. Heathers, including the genus Vaccinium, facilitates adaptation to the environment, improves mineral nutrition and increases resistance to heavy metals in host plants (Rice AV, Currah RS Oidiodendron: A survey of the named species and related anamorphs of Myxotrichum // STUDIES IN MYCOLOGY 53. P. 2005; Rice AV, Currah RS Oidiodendron maius : saprobe in sphagnum peat, mutualist in ericaceous roots? // in Microbial Roots Endophytes, eds. -Verlag), 2006. 227-246; Wei X, Chen J, Zhang C., Pan D. A New Oidiodendron maius Strain Isolated from Rhododendron fortunei and its Effects on Nitrogen Uptake and Plant Growth Front. 2016. 7: 1327. doi: 10.3389/fmicb.2016.01327; Daghino S., Martino E., Perotto S. Model system to unravel the molecular mechanisms of heavy metal tolerance in the ericoid mycorrhizal symbiosis // Mycorrhiza 2016. 26. P. 263-274. doi:10.1007/s00572-015-0675-y).
Известны способы применения симбиотических микроорганизмов для повышения биомассы и устойчивости растений зерновых культур с применением штаммов Streptomyces sp. для обработки семян, способ промышленного производства микоризованных саженцев рододендрона гор Чанбайшань, инокулянт и способ подготовки инокулянта и дальнейшей биотизации голубики для производства экологически чистых ягод.There are known methods of using symbiotic microorganisms to increase the biomass and resistance of grain crop plants using strains of Streptomyces sp. for seed treatment, a method for the industrial production of mycorrhized rhododendron seedlings of the Changbai Mountains, an inoculant and a method for preparing the inoculant and further biotization of blueberries for the production of environmentally friendly berries.
Применение штамма Streptomyces sp., депонированного в IDАС под номером IDАСUse of the Streptomyces sp. strain deposited in IDAC under IDAC number
081111-06, или культуры Streptomyces sp., где вышеуказанный штамм и культура содержат 16S рДНК с последовательностью, представленной в SEQ ID NO:6, для повышения биомассы корневых волосков, увеличения длины листа, повышения урожайности, повышения устойчивости зерновой культуры, где зерновая культура представляет собой пшеницу (RU 2723946 C2, кл. C12N 1/20; A01H 17/00; A01H 3/00; A01N 25/00; A01N 63/00; A01N 63/30, опубл. 18.06.2020 г.), где применение включает обработку семени злака указанным штаммом или указанной культурой и культивирование из семени злака растения первого поколения. Недостатком такого способа является обработка растений на стадии семян. Ягодные и многие декоративные растения преимущественно размножают вегетативными способами для сохранения сортовых признаков, не используя стадию семян, соответственно, на этой стадии их невозможно подвергнуть обработке.081111-06, or cultures of Streptomyces sp., where the above strain and culture contain 16S rDNA with the sequence presented in SEQ ID NO: 6, for increasing root hair biomass, increasing leaf length, increasing yield, increasing the stability of the cereal crop, where the cereal crop is wheat (RU 2723946 C2, class C12N 1/20; A01H 17/00; A01H 3/00; A01N 25/00; A01N 63/00; A01N 63/30, published 06/18/2020), where the application includes treating a cereal seed with the specified strain or specified crop and cultivating a first generation plant from the cereal seed. The disadvantage of this method is the treatment of plants at the seed stage. Berry and many ornamental plants are predominantly propagated by vegetative methods to preserve varietal characteristics, without using the seed stage; accordingly, at this stage they cannot be processed.
Способ промышленного производства микоризованных саженцев рододендронов гор Чанбайшань (CN 103039366B, A10H 4/00, опубл. 26.02.2014 г.) включает использование ветвей родододендронов гор Чайбашань для получения новых почек для микроразмножения, питательную среду для культивирования микрорастений рододендрона, микоризацию микрорастений рододендрона путем их погружения в жидкость, содержащую симбиотические микромицеты, и дальнейшее культивирование растений на грунте, пролитом симбиотическими микромицетами. Недостатком этого способа является отсутствие информации об этапе формирования корневой системы, на котором происходит заселение симбиотическими микромицетами.A method for the industrial production of mycorrhized seedlings of rhododendrons from the Changbai Mountains (CN 103039366B, A10H 4/00, published on February 26, 2014) involves the use of branches of rhododendrons from the Chaibai Mountains to obtain new buds for micropropagation, a nutrient medium for the cultivation of rhododendron microplants, mycorrhization of rhododendron microplants by immersing them in a liquid containing symbiotic micromycetes, and further cultivation of plants on soil spilled with symbiotic micromycetes. The disadvantage of this method is the lack of information about the stage of formation of the root system, at which colonization by symbiotic micromycetes occurs.
Инокулянт и способ подготовки инокулянта и дальнейшей биотизации голубики (PL 238335B1, кл. A01N63/30 опубл. 09.08.2021 г.) включает способ приготовления инокулянта, содержащего только симбионт Xylaria sp. № ККП 2073р или симбионт Xylaria sp. № ККП 2073р совместно с другими микромицетами, формирующими эрикоидную микоризу, а также способ биотизации голубики in vitro или путем добавления инокулянта в субстрат. Недостатком такого способа является отсутствие более подробной информации о микоризации in vitro и использование некоторых вариантов инокуляции на более поздних этапах формирования корней, а также трудоемкость процесса, при использовании нескольких штаммов микромицета.The inoculant and the method for preparing the inoculant and further biotization of blueberries (PL 238335B1, class A01N63/30 publ. 08/09/2021) includes a method for preparing an inoculant containing only the symbiont Xylaria sp. No. KKP 2073r or symbiont Xylaria sp. No. KKP 2073r together with other micromycetes that form ericoid mycorrhiza, as well as a method for biotizing blueberries in vitro or by adding an inoculant to the substrate. The disadvantage of this method is the lack of more detailed information on mycorrhization in vitro and the use of some inoculation options at later stages of root formation, as well as the laboriousness of the process when using several micromycete strains.
Общим недостатком известных способов является то, что они нацелены на заселение симбиотическими микромицетами не клюквы, а иных видов растений.A common disadvantage of the known methods is that they are aimed at colonizing other plant species rather than cranberries with symbiotic micromycetes.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является способ заселения корневой системы растений черники (Vaccinium myrtillus (Casarrubia S., Daghino S., Kohler A., Morin E., Khouja H.-R., Daguerre Y., Veneault-Fourrey C., Martin F.M., Perotto S., Elena M. The Hydrophobin-Like OmSSP1 May Be an Effector in the Ericoid Mycorrhizal Symbiosis // Frontiers in Plant Science. 2018. V. 9. Article 546. Р. 1-14). Способ включает внесение суспензии конидий O. maius на целлофановые мембраны, размещенные на поверхности модифицированной питательной среды Мелина-Норкранса, разлитой в чашки Петри, и помещение проростков черники, выращенных из семян, поверх суспензии конидий O. maius. Чашки Петри с проростками черники и суспензией O. maius заворачивают и помещают в климатическую камеру с фотопериодом 16/8 часов (день/ночь), интенсивностью освещения 170 μmol/m2s, температурой 23°C днем и 21°C ночью. Через 45 дней степень микоризации корней черники диким типом O. maius составляет 37% и происходит увеличение сырой массы побега на 25% и корней на 11%. Недостатком этого способа является небольшая высота чашек Петри для подселения симбионтов к корням клюквы, а также использование целлофановых мембран и суспензии конидий, что делает данный способ трудоемким и дорогостоящим. Кроме того, данный способ не адаптирован для микроклонально размноженных растений клюквы.The closest in technical essence and achieved technical result is the method of colonizing the root system of blueberry plants ( Vaccinium myrtillus (Casarrubia S., Daghino S., Kohler A., Morin E., Khouja H.-R., Daguerre Y., Veneault-Fourrey C., Martin F.M., Perotto S., Elena M. The Hydrophobin-Like OmSSP1 May Be an Effector in the Ericoid Mycorrhizal Symbiosis // Frontiers in Plant Science 2018. V. 9. Article 546. R. 1-14). The method involves adding a suspension of O. maius conidia to cellophane membranes placed on the surface of a modified Melin-Nocrans nutrient medium poured into Petri dishes, and placing blueberry seedlings grown from seeds on top of the suspension of O. maius conidia. Petri dishes with blueberry seedlings and the suspension. O. maius is wrapped and placed in a climate chamber with a photoperiod of 16/8 hours (day/night), a light intensity of 170 μmol/m 2 s, a temperature of 23°C during the day and 21°C at night. After 45 days, the degree of mycorrhization of blueberry roots by the wild type. O. maius is 37% and there is an increase in the fresh weight of shoots by 25% and roots by 11%. The disadvantage of this method is the small height of Petri dishes for introducing symbionts to cranberry roots, as well as the use of cellophane membranes and a suspension of conidia, which makes this method labor-intensive and expensive. In addition, this method is not adapted for microclonally propagated cranberry plants.
Следовательно, будет полезен способ, позволяющий снизить трудоемкость процесса подселения симбиотического микромицета O. maius к вересковым растениям и подходящий для заселения корневой системы растений клюквы, размноженных микроклонально.Therefore, a method would be useful to reduce the labor intensity of the process of introducing a symbiotic micromyceteO. maius to heather plants and suitable for colonizing the root system of cranberry plants propagated microclonally.
В задачу изобретения положен упрощенный способ заселения корней растений клюквы микромицетом O. maius.The purpose of the invention is a simplified method for colonizing the roots of cranberry plants with the micromycete O. maius .
Техническим результатом от использования предлагаемого изобретения является заселение корней клюквы микромицетом O. maius на ранних стадиях развития корней растений, размноженных методом клонального микроразмножения и увеличение ряда морфометрических показателей растений - индикаторов ускорения их развития.The technical result from the use of the proposed invention is the colonization of cranberry roots with the micromycete O. maius at the early stages of development of plant roots propagated by the method of clonal micropropagation and an increase in a number of morphometric parameters of plants - indicators of accelerating their development.
Поставленная задача достигается тем, что способ заселения корней растений клюквы микромицетом O. maius включает приготовление питательной среды Андерсона, или ее модификации, без или с регуляторами роста растений при нагревании, в дальнейшем приготовленную питательную среду разливают по культуральным сосудам, закрывают и автоклавируют, на полученной среде культивируют микрорастения клюквы до формирования корневой системы, стерильно вносят кусочки твердой питательной среды с мицелием микромицета O. maius, после этого микрорастения клюквы сокультивируют с микромицетом O. maius в течение 5 недель. Полученные растения клюквы после сокультивирования с O. maius высаживают в стерильный или нестерильный грунт для адаптации к условиям ex vitro. The goal is achieved by the fact that the method of colonizing the roots of cranberry plants micromycete O. maiusincludes the preparation of Anderson's nutrient medium, or its modification, without or with plant growth regulators when heated, then the prepared nutrient medium is poured into culture vessels, closed and autoclaved, cranberry microplants are cultivated on the resulting medium until the root system is formed, pieces of solid nutrient medium are added sterilely with micromycete mycelium O. maius, after this the cranberry microplants are co-cultivated with the micromycete O. maiuswithin 5 weeks. The resulting cranberry plants after co-cultivation with O. maius planted in sterile or non-sterile soil to adapt to conditions ex vitro.
Краткое описание чертежей:Brief description of drawings:
На фиг. 1 представлена диаграмма, отражающая увеличение длины побега растений клюквы сорта «Бен Лир» с корневой системой, заселенной микромицетом O. maius, по сравнению с растениями клюквы сорта «Бен Лир» с корневой системой, не заселенной симбиотическими микромицетами, на 22 неделе культивирования растений ex vitro. * - различия статистически значимы при р<0,05.In fig. Figure 1 shows a diagram showing the increase in shoot length of cranberry plants of the Ben Lear variety with a root system populated by the micromycete O. maius , compared to cranberry plants of the Ben Lear variety with a root system not populated by symbiotic micromycetes, at 22 weeks of plant cultivation ex vitro . * - differences are statistically significant at p<0.05.
На фиг. 2 представлена диаграмма, отражающая увеличение сырой массы побега растений клюквы сорта «Бен Лир» с корневой системой, заселенной микромицетом O. maius, по сравнению с растениями клюквы сорта «Бен Лир» с корневой системой, не заселенной симбиотическими микромицетами, на 22 неделе культивирования растений ex vitro. * - различия статистически значимы при р<0,05.In fig. Figure 2 shows a diagram showing the increase in the fresh weight of shoots of cranberry plants of the Ben Lear variety with a root system populated by the micromycete O. maius , compared to cranberry plants of the Ben Lear variety with a root system not populated by symbiotic micromycetes, at 22 weeks of plant cultivation ex vitro . * - differences are statistically significant at p<0.05.
На фиг. 3 представлена диаграмма, отражающая увеличение сухой массы побега растений клюквы сорта «Бен Лир» с корневой системой, заселенной микромицетом O. maius, по сравнению с растениями клюквы сорта «Бен Лир» с корневой системой, не заселенной симбиотическими микромицетами, на 22 неделе культивирования растений ex vitro. * - различия статистически значимы при р<0,05.In fig. Figure 3 shows a diagram showing the increase in the dry weight of shoots of cranberry plants of the Ben Lear variety with a root system populated by the micromycete O. maius , compared to cranberry plants of the Ben Lear variety with a root system not populated by symbiotic micromycetes, at 22 weeks of plant cultivation ex vitro . * - differences are statistically significant at p<0.05.
На фиг. 4 представлена диаграмма, отражающая увеличение длины корней у растений клюквы сорта «Ховес» с корневой системой, заселенной микромицетом O. maius, по сравнению с растениями клюквы сорта «Ховес» с корневой системой, не заселенной симбиотическими микромицетами, на 22 неделе культивирования растений ex vitro. * - различия статистически значимы при р<0,05.In fig. Figure 4 shows a diagram showing the increase in root length in cranberry plants of the “Hoves” variety with a root system populated by the micromycete O. maius , compared to cranberry plants of the “Hoves” variety with a root system not populated by symbiotic micromycetes, at 22 weeks of ex vitro plant cultivation . * - differences are statistically significant at p<0.05.
На фиг. 5 представлена диаграмма, отражающая увеличение количества боковых корней у растений клюквы сорта «Ховес» с корневой системой, заселенной микромицетом O. maius, по сравнению с растениями клюквы сорта «Ховес» с корневой системой, не заселенной симбиотическими микромицетами, на 22 неделе культивирования растений ex vitro. * - различия статистически значимы при р<0,05.In fig. Figure 5 shows a diagram showing the increase in the number of lateral roots in cranberry plants of the “Hoves” variety with a root system populated by the micromycete O. maius , compared to cranberry plants of the “Hoves” variety with a root system not populated by symbiotic micromycetes, at 22 weeks of plant cultivation ex vitro . * - differences are statistically significant at p<0.05.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.The proposed method is carried out as follows.
Сначала готовят питательную среду Андерсона (Anderson, W.S. Tissue culture propagation of red and black raspberry, Rubus idaeus and Rubus occidentalis/ W.S. Anderson / Acta Horticulturae. - 1980. - V. 112. - P. 13-20) или ее модификации (табл. 1), без или с регуляторами роста растений при нагревании.First, prepare Anderson's nutrient medium (Anderson, WS Tissue culture propagation of red and black raspberry, Rubus idaeus and Rubus occidentalis / WS Anderson / Acta Horticulturae. - 1980. - V. 112. - P. 13-20) or its modifications (Table . 1), without or with plant growth regulators when heated.
Доводят рН питательной среды до 4.9-5.1. Кислое значение рН предпочтительнее для растений семейства Вересковые (в т.ч. клюквы), однако при изменении рН ниже указанного диапазона питательная среда плохо застывает и становится непригодна для совместного культивирования клюквы и O. maius. Приготовленную питательную среду разливают по культуральным сосудам, закрывают фольгой и автоклавируют. В стерильных условиях микрочеренки или микрорастения клюквы помещают в культуральные сосуды с питательной средой Андерсона, культуральные сосуды стерильно закрывают и хранят на стеллажах с подсветкой до появления корней. При появлении корней в культуральные сосуды стерильно вносят кусочки твердой питательной среды с мицелием микромицета O. maius, после этого микрорастения клюквы сокультивируют с микромицетом O. maius в течение 5 недель. Сокультивирование клюквы и O. maius проводят при фотопериоде 16/8 часов (свет/темнота) и температуре 15-30°C.Adjust the pH of the nutrient medium to 4.9-5.1. An acidic pH value is preferable for plants of the Ericaceae family (including cranberries), however, when the pH changes below the specified range, the nutrient medium hardens poorly and becomes unsuitable for co-cultivation of cranberries and O. maius . The prepared nutrient medium is poured into culture vessels, covered with foil and autoclaved. Under sterile conditions, cranberry microcuttings or microplants are placed in culture vessels with Anderson's nutrient medium, the culture vessels are sterilely closed and stored on illuminated racks until roots appear. When roots appear, pieces of solid nutrient medium with the mycelium of the micromycete O. maius are sterilely added to the culture vessels, after which the cranberry microplants are co-cultivated with the micromycete O. maius for 5 weeks . Co-cultivation of cranberries and O. maius is carried out at a photoperiod of 16/8 hours (light/dark) and a temperature of 15-30°C.
Ниже представлены примеры конкретного осуществления изобретения.Below are examples of specific implementations of the invention.
Пример 1.Example 1.
Питательную среду Андерсона готовят при нагревании. При этом витамины и аденин добавляют в последнюю очередь. Затем доводят рН питательной среды до 4.9-5.1. Питательную среду разливают по культуральным сосудам, закрывают фольгой и автоклавируют 30 минут при 118°C в стерилизаторе паровом ВК-75-01 (ТЗМОИ, Россия). В стерильных условиях микрорастения клюквы крупноплодной сорта «Бен Лир» длиной 2 см помещают в культуральные сосуды с питательной средой Андерсона, культуральные сосуды стерильно закрывают и хранят на стеллажах с подсветкой до появления корней в течение 2-3 недель. Готовят картофельно-декстрозный агар: 200 г очищенного и нарезанного картофеля кипятят в 1 л воды в течение 1 часа, остужают, фильтруют через ватно-марлевый фильтр, доводят объем до 1 л, добавляют 20 г агара и 20 г глюкозы, доводят pH до 6.5-7.0, автоклавируют при 121°C 15 мин, сразу после автоклавирования разливают в чашки Петри. Микромицет O. maius штамма ВКМ F-3860 высевают на приготовленный картофельно-декстрозный агар в чашках Петри и культивируют при естественном освещении и температуре 22°C. При появлении корней у микрорастений клюквы в культуральные сосуды к ним стерильно вносят кусочки твердой питательной среды картофельно-декстрозного агара размером 2×2×4 мм с мицелием микромицета O. maius штамма ВКМ F-3860, после этого микрорастения клюквы сокультивируют с микромицетом в течение 5 недель. Сокультивирование клюквы и O. maius проводят при фотопериоде 16/8 часов (свет/темнота), освещении 3000 люкс и температуре 23°C.Anderson's culture medium is prepared by heating. In this case, vitamins and adenine are added last. Then the pH of the nutrient medium is adjusted to 4.9-5.1. The nutrient medium is poured into culture vessels, covered with foil and autoclaved for 30 minutes at 118°C in a steam sterilizer VK-75-01 (TZMOI, Russia). Under sterile conditions, large-fruited cranberry microplants of the "Ben Lear" variety, 2 cm long, are placed in culture vessels with Anderson's nutrient medium, the culture vessels are sterilely closed and stored on illuminated shelves until roots appear within 2-3 weeks. Prepare potato dextrose agar: boil 200 g of peeled and chopped potatoes in 1 liter of water for 1 hour, cool, filter through a cotton-gauze filter, bring the volume to 1 liter, add 20 g of agar and 20 g of glucose, adjust the pH to 6.5 -7.0, autoclave at 121°C for 15 minutes, immediately after autoclaving, pour into Petri dishes. The micromycete O. maius strain VKM F-3860 is sown on prepared potato dextrose agar in Petri dishes and cultivated under natural light and a temperature of 22°C. When roots appear in cranberry microplants, pieces of a solid nutrient medium of potato dextrose agar measuring 2x2x4 mm with the mycelium of the micromycete O. maius strain VKM F-3860 are sterilely added to the culture vessels, after which the cranberry microplants are co-cultivated with the micromycete for 5 weeks Co-cultivation of cranberry and O. maius was carried out under a photoperiod of 16/8 hours (light/dark), illumination of 3000 lux and a temperature of 23°C.
Пример 2.Example 2.
Питательную среду Андерсона готовят при нагревании. При этом витамины, и аденин добавляют в последнюю очередь. Затем доводят рН питательной среды до 4.9-5.1. Питательную среду разливают по культуральным сосудам, закрывают фольгой и автоклавируют 30 минут при 120°C в стерилизаторе паровом ВК-75-01 (ТЗМОИ, Россия). В стерильных условиях микрочеренки клюквы крупноплодной сорта «Ховес» с 2 листочками помещают в культуральные сосуды с питательной средой Андерсона, культуральные сосуды стерильно закрывают и хранят на стеллажах с подсветкой до появления корней в течение 3-5 недель. Готовят картофельно-декстрозный агар: 200 г очищенного и нарезанного картофеля кипятят в 1 л воды в течение 1 часа, остужают, фильтруют через ватно-марлевый фильтр, доводят объем до 1 л, добавляют 20 г агара и 20 г глюкозы, доводят pH до 6.5-7.0, автоклавируют при 121°C 15 мин, сразу после автоклавирования разливают в пробирки. Микромицет O. maius штамма ВКМ F-3860 высевают на приготовленный скошенный картофельно-декстрозный агар в пробирках и культивируют при естественном освещении и температуре 22°C. На стадии спороношения O. maius штамма ВКМ F-3860 на скошенном агаре в пробирку добавляют 5 мл стерильной воды и взбалтывают. При появлении корней у растений клюквы крупноплодной сорта «Ховес» на поверхность среды в культуральные сосуды стерильно вносят полученную суспензию спор O. maius штамма ВКМ F-3860, после этого микрорастения клюквы сокультивируют с микромицетом в течение 5 недель. Сокультивирование клюквы и O. maius проводят при фотопериоде 16/8 часов (свет/темнота), освещении 3000 люкс и температуре 25°C.Anderson's culture medium is prepared by heating. In this case, vitamins and adenine are added last. Then the pH of the nutrient medium is adjusted to 4.9-5.1. The nutrient medium is poured into culture vessels, covered with foil and autoclaved for 30 minutes at 120°C in a steam sterilizer VK-75-01 (TZMOI, Russia). Under sterile conditions, microcuttings of the large-fruited cranberry variety “Hoves” with 2 leaves are placed in culture vessels with Anderson’s nutrient medium, the culture vessels are sterilely closed and stored on illuminated shelves until roots appear within 3-5 weeks. Prepare potato dextrose agar: boil 200 g of peeled and chopped potatoes in 1 liter of water for 1 hour, cool, filter through a cotton-gauze filter, bring the volume to 1 liter, add 20 g of agar and 20 g of glucose, adjust the pH to 6.5 -7.0, autoclave at 121°C for 15 minutes, immediately after autoclaving, pour into test tubes. Micromycete O. maius strain VKM F-3860 sown on prepared potato dextrose agar slants in test tubes and cultured under natural light and a temperature of 22°C. At the sporulation stage O. maius strain VKM F-3860 on slanted agar, add 5 ml of sterile water to the test tube and shake. When roots appear in large-fruited cranberry plants of the Hoves variety, the resulting suspension of spores is sterilely added to the surface of the medium into culture vessels O. maiusstrain VKM F-3860, after which cranberry microplants are co-cultivated with the micromycete for 5 weeks. Co-cultivation of cranberries and O. maius carried out under a photoperiod of 16/8 hours (light/dark), illumination of 3000 lux and a temperature of 25°C.
Полученные растения клюквы характеризуются наличием микоризы, образованной O. maius. В таблице 2 приведены показатели степени микоризной колонизации растений клюквы крупноплодной сорта «Бен Лир» (согласно Примеру 1) и «Ховес» (согласно Примеру 2). Подготовку препаратов для оценки степени микоризной колонизации осуществляют путем выбора случайных растений с подселенным микромицетом O. maius. Корни отмывают от питательной среды, после чего помещают в 10% раствор КОН на 30 минут при +90°С. Затем корни отмывают от КОН, погружая их в дистиллированную воду на 2 часа. Затем корни окрашивают в лактоглицериновом растворе (13 мл 85% молочной кислоты, 9,5 мл 99% глицерина, 9,3 мл деионизированной воды), содержащем 0,05% трипанового синего, оставляя их на ночь. Вынув из красителя, корни промывают лактоглицерином и оставляют в нем до определения колонизации (Scagel C.F., Wagner A., Winiarski P. Frequency and intensity of root colonization by ericoid mycorrhizal fungi in nursery production of blueberry plants //small fruits review. - 2005. - V. 4. - №. 4. - Р. 95-112). Оценку заселения корневой системы проводят, оценивая 3 параметра: частота микоризы в корневой системе (F%), интенсивность микоризной колонизации корневой системы (M%), интенсивность микоризной колонизации корневых фрагментов (m%). Для этого используют 15 фрагментов корней длиной 1 см, расположенных на одном стекле. С помощью микроскопа каждый фрагмент оценивают по специализированной шкале классов (Trouvelot A., Kough J.L., Gianinazzi-Pearson V. Estimation of vesicular arbuscular mycorrhizal infection levels. Research for methods having a functional significance // Physiological and genetical aspects of mycorrhizae= Aspects physiologiques et genetiques des mycorhizes: proceedings of the 1st European Symposium on Mycorrhizae, Dijon, 1-5 July 1985. - Paris: Institut national de le recherche agronomique, 1986). Эти классы дают возможность быстрой оценки уровня микоризной колонизации каждого фрагмента. Частота микоризы в корневой системе (F%), интенсивность микоризной колонизации корневой системы (M%), интенсивность микоризной колонизации корневых фрагментов (m%) рассчитывают по формулам:The resulting cranberry plants are characterized by the presence of mycorrhiza formed by O. maius. Table 2 shows the degree of mycorrhizal colonization of large-fruited cranberry plants "Ben Lear" (according to Example 1) and "Hoves" (according to Example 2). Preparation of preparations for assessing the degree of mycorrhizal colonization is carried out by selecting random plants with the micromycete O. maius. The roots are washed from the nutrient medium, after which they are placed in a 10% KOH solution for 30 minutes at +90°C. Then the roots are washed from KOH by immersing them in distilled water for 2 hours. The roots are then stained in a lactoglycerin solution (13 ml 85% lactic acid, 9.5 ml 99% glycerol, 9.3 ml deionized water) containing 0.05% trypan blue, leaving them overnight. Having been removed from the dye, the roots are washed with lactoglycerin and left in it until colonization is determined (Scagel CF, Wagner A., Winiarski P. Frequency and intensity of root colonization by ericoid mycorrhizal fungi in nursery production of blueberry plants //small fruits review. - 2005. - V. 4. - No. 4. - R. 95-112). The assessment of colonization of the root system is carried out by assessing 3 parameters: the frequency of mycorrhiza in the root system (F%), the intensity of mycorrhizal colonization of the root system (M%), the intensity of mycorrhizal colonization of root fragments (m%). To do this, use 15 fragments of roots 1 cm long, located on one glass. Using a microscope, each fragment is assessed according to a specialized class scale (Trouvelot A., Kough JL, Gianinazzi-Pearson V. Estimation of vesicular arbuscular mycorrhizal infection levels. Research for methods having a functional significance // Physiological and genetic aspects of mycorrhizae= Aspects physiologiques et genetiques des mycorhizes: proceedings of the 1st European Symposium on Mycorrhizae, Dijon, 1-5 July 1985. - Paris: Institut national de le recherche agronomique, 1986). These classes make it possible to quickly assess the level of mycorrhizal colonization of each fragment. The frequency of mycorrhiza in the root system (F%), the intensity of mycorrhizal colonization of the root system (M%), the intensity of mycorrhizal colonization of root fragments (m%) are calculated using the formulas:
F% = (число фрагментов с микоризой / общее число фрагментов) * 100,F% = (number of fragments with mycorrhiza / total number of fragments) * 100,
М% = (95n5 + 70n4 + 30n3 + 5n2 + n1) / общее число фрагментов, где n5 = количество фрагментов с баллом 5; n4 = количество фрагментов с баллом 4 и т.д.),M% = (95n5 + 70n4 + 30n3 + 5n2 + n1) / total number of fragments, where n5 = number of fragments with a score of 5; n4 = number of fragments with a score of 4, etc.),
m% = М * (общее число фрагментов) / число фрагментов с микоризой (Trouvelot A., Kough J. L., Gianinazzi-Pearson V. Estimation of vesicular arbuscular mycorrhizal infection levels. Research for methods having a functional significance // Physiological and genetical aspects of mycorrhizae= Aspects physiologiques et genetiques des mycorhizes: proceedings of the 1st European Symposium on Mycorrhizae, Dijon, 1-5 July 1985. - Paris: Institut national de le recherche agronomique, 1986).m% = M * (total number of fragments) / number of fragments with mycorrhiza (Trouvelot A., Kough J. L., Gianinazzi-Pearson V. Estimation of vesicular arbuscular mycorrhizal infection levels. Research for methods having a functional significance // Physiological and genetic aspects of mycorrhizae = Aspects physiologiques et genetiques des mycorhizes: proceedings of the 1st European Symposium on Mycorrhizae, Dijon, 1-5 July 1985. - Paris: Institut national de le recherche agronomique, 1986).
Для определения влияния данного способа заселения корней клюквы микромицетом O.maius на развитие растений растения клюквы с заселенной корневой системой высаживали в нестерильный грунт для адаптации к условиям ex vitro и через 22 недели культивирования ex vitro измеряли морфометрические показатели: длину корней, количество боковых корней, длину побегов, количество веток растений, сырую массу побега, сырую массу корня, сухую массу побега и сухую массу корня. У растений клюквы сорта «Бен Лир», с заселенной корневой системой O. maius (согласно Примеру 1), происходит увеличение длины побега на 82,4% (фиг. 1) и увеличение сырой массы побегов растений в 2,3 раза (фиг. 2) и увеличение сухой массы в 3,6 раза (фиг. 3) по сравнению с растениями клюквы сорта «Бен Лир», корневая система которых не была заселена симбиотическими микромицетами. У растений клюквы сорта «Ховес» с корневой системой, заселенной O. maius (согласно Примеру 2), происходит увеличение длины корневой системы на 58,5% и увеличение боковых корней в среднем на 3 боковых корня по сравнению с растениями сорта «Ховес», корневая система которых не была заселена симбиотическими микромицетами.To determine the effect of this method of colonizing cranberry roots with the micromycete O.maius on plant development, cranberry plants with a colonized root system were planted in non-sterile soil to adapt to ex vitro conditions, and after 22 weeks of ex vitro cultivation, morphometric parameters were measured: root length, number of lateral roots, length shoots, number of plant branches, shoot wet weight, root wet weight, shoot dry weight and root dry weight. In cranberry plants of the Ben Lear variety, with the root system populated by O. maius (according to Example 1), there is an increase in shoot length by 82.4% (Fig. 1) and an increase in the fresh weight of plant shoots by 2.3 times (Fig. 2) and an increase in dry weight by 3.6 times (Fig. 3) compared to cranberry plants of the Ben Lear variety, the root system of which was not populated by symbiotic micromycetes. In cranberry plants of the “Hoves” variety with a root system populated by O. maius (according to Example 2), there is an increase in the length of the root system by 58.5% and an increase in lateral roots by an average of 3 lateral roots compared to plants of the “Hoves” variety, the root system of which was not populated by symbiotic micromycetes.
Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает заселение корневой системы микроклонально размноженной клюквы симбиотическим микромицетом O. maius на ранних стадиях развития корней растений клюквы, и в зависимости от генотипа клюквы оказывает положительное влияние на развитие побега или корневой системы клюквы.Thus, the proposed invention ensures the colonization of the root system of microclonally propagated cranberries with the symbiotic micromycete O. maius at the early stages of development of the roots of cranberry plants, and, depending on the genotype of the cranberry, has a positive effect on the development of the shoot or root system of the cranberry.
Claims (1)
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2022110579A RU2022110579A (en) | 2023-10-19 |
| RU2821889C2 true RU2821889C2 (en) | 2024-06-27 |
Family
ID=
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| CASARRUBIA S, Vaccinium myrtillus, The Hydrophobin-Like OmSSP1 May Be an Effector in the Ericoid Mycorrhizal Symbiosis, Frontiers in Plant Science. 2018., V. 9. Article 546., p. 1-14. СТРУЧКОВА И.В., Перспективность использования гриба trichoderma virens для стимуляции роста адаптируемых микрорастенийклюквы крупноплодной, Вестник защиты растений 3(89), 2016. Материалы международной конференции, с.160-161. МАКАРОВ С.С., и др., Особенности клонального микроразмножения клюквы болотной;(Oxycoccus palustris Pers.), Техника и технология пищевых производств / Food Processing: Techniques and Technology, 2021 Т. 51 N 1, найдено в Интернет 12.12.2023, адрес сайта: https://doi.org/10.21603/2074-9414-2021-1-67-76. ВИНОГРАДОВА Ю.А., Биомасса грибов и разнообразие культивируемых микромицетов в сезонноталом слое бугристых торфяников южной тундры, Микология и фитопатология, 2021, том 55, N 2, с. 105-118. ЧУРКИНА Л.М., и др., Влияние состава питательной среды на рост аскомицета-;Микоризообразователя, " * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yamada et al. | Ectomycorrhiza formation of Tricholoma matsutake isolates on seedlings of Pinus densiflora in vitro | |
| CN104745483B (en) | A kind of Paecilonyces variotii strain SJ1 and its application | |
| Batukaev et al. | Use of growth regulators in grapes grinding by in vitro method | |
| CN103037684A (en) | Compositions and methods for increasing biomass, iron concentration, and tolerance to pathogens in plants | |
| CN105474995A (en) | Cultivation and domestication method of wild collybia albuminosa | |
| CN111944716B (en) | Special compound microbial agent for tobacco seedling culture and preparation method and application thereof | |
| CN113388526B (en) | Endophytic fungus FO-R20 and application thereof | |
| CN104686196B (en) | Method for preserving and separating toadstool strain through sporocarp dried in shade | |
| Declerck et al. | Entrapment of in vitro produced spores of Glomus versiforme in alginate beads: in vitro and in vivo inoculum potentials | |
| CN103733829A (en) | Salviae miltiorrhizae artificial cultivation method | |
| JP2007053928A (en) | New fungal strain and method for culturing new fruit body | |
| CN115537346B (en) | Mucillus mucilaginosus for promoting growth and differentiation of sansevieria trifasciata and application thereof | |
| CN108260470B (en) | Method for improving mycorrhizal seedling raising of tricholoma matsutake | |
| CN107125028A (en) | A kind of wild yellow ring squama agaric domestication and artificial culturing method | |
| CN114806895B (en) | Application of endophytic fungus M-B927 in improving rice grain yield | |
| CN114175996B (en) | Propagation method of arbuscular mycorrhizal fungi | |
| CN113564054A (en) | Method for improving disease resistance of plants by using beauveria bassiana blastospores | |
| CN108476981A (en) | A kind of screening technique of anti-blight banana germplasm | |
| CN111269841B (en) | New endophytic fungus TK815 and application thereof | |
| KR20100066321A (en) | Production method of the cauliflower mushroom hypha using grain medium and the hypha produced thereof | |
| RU2821889C2 (en) | Method of populating cranberry roots with oidiodendron maius barron micromycete | |
| JP3746440B2 (en) | Fungus bed for mushroom cultivation and cultivation method of mushroom | |
| CN101353628B (en) | Rapid identification method of Chinese caterpillar fungus fertile bacterial strain | |
| CN110724640B (en) | Tomato root knot nematode biocontrol bacteria, preparation and application thereof | |
| KR20020003485A (en) | A production method of cordyceps militaris including chitosan |