Біотехнологічні методи розмноження декоративних рослин.

Розвиток квітникарства стримують інфекційні хвороби, в основному віруси. Вони викликають втрату декоративних властивостей, погіршення фізіологічного стану рослин, наносять значні економічні втрати.

Особливо страждають від вірусних хвороб вегетативно розмножуванні квіткові культури, у яких постійним джерелом інфекції служить заражений садивний матеріал (цибулини, клубне цибулини, кореневища, живці).

Вірусні хвороби негативно впливають на репродуктивну здатність рослин, що приводить до фенотипічних змін ознак сортів, зниженню врожаю на 40 – 70% і виродження сортів. Особливо вироджуються від вірусної інфекції сорти тюльпанів, лілії, нарцисів, гладіолусів, фреєзі, хризантеми, жоржини.

Серед вірусів, які уражують квіткові рослини, є неспецифічні, здатні уражувати декілька рослин – господарів. Наприклад вірус огіркової мозаїки уражує не тільки овочеві рослини але і плодові, бобові культури, а також лілію, хризантему, гладіолус, тюльпани.

Вірус аспермії помідорів є резерватором вірусів хризантеми. Вірус жовтої мозаїки квасолі уражує фреєзію, гладіолус, рослини бобових.

Вірусні хвороби, виявлені на квіткових рослинах передаються з посадковим матеріалом. При безконтрольному розмноженні, особливо з використанням культури меристеми, інтенсивність розповсюдження збудників може стати вищою, ніж в природних фітоценозах. Різні агро прийоми позакореневе підживлення мікроелементами, обробка біологічно активними речовинами, хімічний захист від носіїв інфекції можуть лише знизити шкодочинність хвороб, зменшити швидкість розповсюдження збудників, але не звільнити хворі рослини від вірусів.

Для боротьби з вірусною інфекцією відпрацьований біотехнологічний метод розмноження декоративних рослин який включає наступні етапи.

Перевірка (тестування) вихідних рослин на зараженість вірусною інфекцією.

Така перевірка допомагає виявити віруси і визначити ступінь зараженості сортів і культур. Для тестування частіше всього використовують імунологічні методи серед яких найбільш перспективним рахується імунноферментний аналіз (ІФА), який характеризується високою чутливістю. Метод ІФА оснований на отриманні кон’югатів між імуноглобулінами антисироватки і білками високо очищених ферментів (фосфатази, пероксидази).

В тих випадках, коли відсутні специфічні антисиворотки для ІФА, застосовують метод подвійної дифузії в агар-агарі.

Більш трудомістким рахується індикаторний метод (метод біологічної перевірки) посередництвом механічної передачі віруса із соком хворої рослини хризантеми на рослини – індикатори (петунія). Він передбачає виявлення вірусної інфекції в отриманих після оздоровлення рослинах – регенерантах після 1,5 – 2 місяців після адаптації. Це дозволяє виявити залишкову концентрацію вірусних частинок, що збереглись.

Перевірка рослин на віруси співпадає по часу з першою прищипкою гвоздики і хризантеми.

Із безвірусних рослин створюють маточник безвірусного супер – су перелітного і суперелітного матеріалу.

Отримання оздоровленого вихідного матеріалу.

З цією метою використовують метод апікальної меристеми, термо – і хіміотерапію.

Метод апікальної меристеми оснований на вирощуванні рослин із апікальних зон клітин точок росту, що діляться, розміром 100 – 200 мкм . В хворій рослині вірус розповсюджується з відставанням від швидкоростучих молодих органів. В молодих недиференційованих тканинах концентрація вірусу може знижуватись до повної відсутності.

Верхня частина точки росту рослин, передставлена апікальною меристемою, у різних рослин має середній діаметр до 200 мкм і висоту 20 – 150 мкм. В більш нижніх шарах диференційовані клітини утворюють прокамбій, який дає пучком провідної системи. Така особливість будови апікальної меристеми виключає проникнення в неї вірусу шляхом швидкого транспортування по провідній системі.

Виділення апікальних меристем проводять в спеціально обладнаному мікробіологічному боксі. Для підвищення стерильності використовують ламі нар – бокси або камери – бокси. Росточки перед відокремленням стерилізують в 1 – 6% розчині гіпохлорита кальцію або гіпохлорита Na або в 1% розчині сулеми, потім промивають у стерильній воді.

Меристему кусочок тканини розміром 100 – 200 відокремлюють звичайною тонкою голкою, затиснутою в спеціальному тримачі. Потім її переносять в пробірку на поверхню поживної суміші, потім пробірку закривають пробкою над полум’ям і ставлять у штатив.

Рослини із меристеми вирощують на поживному середовищі (основні компоненти солі макро – і мікроелементів, вітаміни, органічні речовини, регулятори росту. Мінеральний склад поживного середовища повинен забезпечити меристему необхідними елементами живлення. Для культивування меристем рослин використовують середовище з мінеральною основою Мурасіґе і Скуга і її модифікації.

Застосування методу апікальної меристеми не забезпечує повного оздоровлення вихідного матеріалу від вірусів.

Вихід безвірусних рослин від оздоровлених залишається низьким (до 4%).

Найбільший ефект від оздоровлення квіткових рослин від вірусів має поєднання методу апікальної меристеми з термо – і хіміотерапією. При цьому вихід рослин оздоровлених від вірусів досягає 70 – 100%.

Метод термотерапії – оснований на обробці гарячим повітрям вегетативних квіткових рослин в спеціальних термокамерах з регульованою tº. Чим довша експозиція і більший приріст рослин, тим вища гарантія отримання безвірусних верхівок. Оптимальним режимом термотерапії рахується tº 37ºС, освітленність на рівні 500 лк за допомогою ламп денного освітлення, фотоперіод в залежності від культури 14 – 16г. В добу при відносній вологості повітря в термокамері 90%.

Довжина термотерапії залежить від складу вірусів і їх термостійкості. Якщо для гвоздики достатньо 10 – 12 тижнів дією теплом, то для звільнення хризантем від Б – вірусу, цей період продовжують до 16 тижнів. Хризантеми краще переносять екстремальні умови теплової обробки. В той же час антуріум і цибулинні культури анологічні умови не витримують, для них найбільш перспективна термотерапія рослин – регенерантів в пробірках.

Високі tº добре впливають на початку росту і процеси морфогенезу гвоздики, хризантеми, фреєзії в пробірочних умовах. Термообробка стимулює адаптацію рослин – регенерантів після пересадки із пробірок в субстрат.

Хіміотерапія основна на добавлянні в поживне середовище речовин інгібіторів вірусів (вірацидів). Із збільшенням числа синтезованих віроцидів метод хіміотерапії для звільнення рослин від вірусів застосовують все ширше.

Високоефективне сумісне застосування хіміотерапії і культивування меристемної тканини у троянди. Застосування вірациду під назвою віразон в концентрації 20 і 50 мг/л забезпечило звільнення троянди від комплексної мозаїки. При використанні віроцидів деколи спостерігається їх фітотоксична дія затримання процесів диференціації меристематичних тканин і проліферація адвентивних пагонів.

Культура тканини і регенерація рослин в пробірках. Пробірки з меристемою переносять в спеціальну камеру з постійним світовим і волого – температурним режимом. Для цього використовують приміщення з люмінесцентними лампами з кондиціонуванням повітря або спеціальні світлові установки для вирощування рослин з верхівкових меристем.

Час культивування меристемної тканини і отримання рослин – регенератів залежить від виду рослини (1,5 – 4 місяці). У гвоздики і хризантеми нормально розвинуті рослини – регенеранти формуються за 1,5 – 2 місяці, у троянди за 4,5, у лілії, гіацинту за 3 – 4 місяці. У антуріума 8 – 10 місяців.

Вживання первинного експлантат на поживному середовищі залежить від його походження і розміру. Чим більший розмір виділеної меристеми, тим більша гарантія її диференціації.

Умови вирощування (поживне середовище температури, освітленість і довжина фотоперіоду) експлантантів і рослин – регенератів створюють індивідуально для кожної культури. Поживне середовище складають відповідно етапам морфогенезу рослин (диференціація, проліферація, органогенез).

Для кожної культури повинно бути певне співвідношення вітамінів, вуглеводів, фітогормонів). Часто використовують поживне середовище Мурасіґе і Скуга в різних модифікаціях.

Температура повітря в кліматичних камерах підтримують в межах 18 - 20ºС для цибулевих рослин; 22 - 23 ºС для гвоздики, хризантеми, троянди; 24 - 25 ºС для цимбідіума; 26 - 28 ºС для антуріума.

Освітленість в межах 2500 – 5000 лк з фотоперіодом 14 – 16 год.

Адаптація рослин в стерильному субстраті. Перед тим, коли рослини – регенеранти будуть розміщені в природні умови, вони повинні пройти період адаптації. Для цього рослини висаджують в перліт або торфоперлітову суміш і створюють умови, близькі до тих, які були при вирощуванні їх в пробірках. Через 3 – 4 тижні адаптації рослини переносять в ізольовану теплицю для дорощування і тестування на віруси.

Наприклад: маленькі рослини хризантем (3 – 4см) з добре розвинутою надземною і кореневою системою пересаджують із пробірок в стерильний субстрат (торф і перліт 2:1). Рослини адаптуються при tº 20 - 22 ºС відносної вологості 70 – 80%, освітленості 3000 – 4000 лк в перші 10 днів і 5000 – 7000 лк в послідуючі при фотоперіоді 14 – 16 г.

При дотриманні оптимальних умов пересадки і догляду за рослинами прижив складає 80 – 90%.

Перевірка адаптованих рослин на віруси і отримання безвірусних рослин репродукції Мо.

Рослини вирощені із меристеми, позначають Мо, із Мо – М1 і т.д.

Одним із важливих етапів технології отримання безвірусного посадкового матеріалу є його ретельна перевірка. Для своєчасного виявлення зараження вірусами меристемних рослин Мо і репродуктивних М1 провірку проводять двічі. Перший раз провіряють в період, коли після пересадки із пробірок рослини досягають висоти 15см, що співпадає по часу з першою прищепкою. Заражені рослини вибраковують а здорові пересаджують в більш просторніші вазони.

Друге тестування проводять перед початком розмноження.

Створення суперелітного посадкового матеріалу М1 і перевірка рослин на зараження вірусною інфекцією.

Розмножені рослини М1, які вирощують в якості безвірусного маточника, також двічі провіряють на відсутність вірусів: І-раз перед зняттям живців, ІІ- через 2 – 3 місяці, після першого повіряння.

Живці з маточних рослин Мо знімають регулярно по мірі їх придатності. За добу перед їх зняттям рослини добре поливають. Неможна знімати з маточника всі пагони, бо це різко знижує продуктивність рослин. Живці хризантем укорінюються 3 – 4 тижні при оптимальних умовах корені з'являються через 7 днів. Репродукцію М1 використовують для закладання суперелітного безвірусного маточника і подальшого розмноження елітного матеріалу.

Елітним посадковим матеріалом рахується репродукція М2. Прийоми і методи вирощування безвірусних маточників не відрізняються від вирощування звичайних маточників хризантеми, за виключенням більш жорсткішого фітосанітарного контролю.

Кожну репродукцію слід утримувати в окремій теплиці. Зовсім недопустимо поява в теплицях попелиці, білокрилки, трипсів, що переносять віруси. Потрібно витримувати просторову ізоляцію між посадками елітних маточників і рослин які вирощують на квіти. Хімічна боротьба з шкідниками – перенощиками вірусів і щорічна зміна ділянок для боротьби з нематодами підвищують декоративність і якість квіткової продукції.

Нітрагіни – це препарати бульбочкових бактерій, які живуть на коренях бобових рослин. Сама назва говорить про те, що головна їх робота – добувати азот. У кожної бобової рослини бульбочкових бактерії свої, а розроблялись ці препарати в основному для с/г культур. Самим доступним для квітника відкритого ґрунту є люпиновий нітроген він підживить не тільки люпин, але і всіх його сусідів.

Азотобактерин – має також азотфіксуючі бактерії, але не бульбочкові, а вільно ростучі, і тому може бути корисним любій рослині. Він особливо ефективний на рихлих грунтах.

Силікатні бактерії – здатні вивільняти із складних зєднань і переводити в доступні для рослин форми – калій і фосфор (а заодно і мікроелемент алюміній).

Фосфоробактерин – спеціалізується на забезпеченні рослин фосфором.

Препарат АМБ – «автохтона мікрофлора Б» Авто (авто-хтоний – те саме, що аборигенний, тобто який постійно живе в одному місці. Такий препарат містить готову співдружність різноманітних бактерій, аналогічно живучих у грунті.

Головним недоліком у застосуванні традиційних бактеріальних добрив є те, що порції їх розраховані на великі с/г площі, так що навіть для невеликої дачної ділянки вони, як правило занадто великі. А що говорити про кімнатні рослини.

Крім загального поняття про поживні речовини потрібно пам’ятати, що квіткові рослини мають неоднакову здатність до вбирання поживних речовин із ґрунту. Самий довгий період живлення – у кореневищах багатолітників, самий коротший – у цибулинних.