Improvements in the technology of grapevine clonal micropropagation

Abstract

Статья обобщает научные достижения лаборатории биотехнологии Всероссийского научно-исследовательского института виноградарства и виноделия имени Я.И. Потапенко в области клонального микроразмножения винограда. Клональное микроразмножение растений обеспечивает получение генетически однородного, оздоровленного безвирусного посадочного материала. На процесс клонального микроразмножения оказывает влияние комплекс генетических, физиологических, гормональных и физических факторов, степень влияния которых зависит от генотипа. Для полной реализации морфогенетического потенциала растений необходима оптимизация приемов клонального микроразмножения. С учетом этого разработана технология клонального микроразмножения винограда при помощи культуры апикальных меристем размером 0,1-0,2 мм, усовершенствована схема регенерации растений, разработаны новые биотехнологические приемы для всех этапов размножения, начиная от формирования меристематических зон до высадки оздоровленных растений в открытый грунт. Разработаны: способ комбинированной обработки меристем электромагнитным полем (ЭМП) сверхвысокой частоты (СВЧ) в комплексе с узкополосным лазером; способ повышения эффективности оздоровления от вирусной и бактериальной инфекции при помощи регулятора роста Эмистим, салициловой кислоты, антибиотиков гентамицин и цефотаксим; способ применения растительной добавки из тонкоразмолотых семян винограда. Разработан метод водной терапии с последующей культурой апикальных меристем. Оптимизированы этапы собственно микроразмножения и микрочеренкования. Установлены оптимальные параметры интенсивности и длительности освещения. Разработан способ адаптации оздоровленных растений к нестерильным условиям среды. Усовершенствованы способы тестирования на наличие вирусной инфекции. Разработаны способы посадки оздоровленных вегетирующих саженцев в пленочных, стационарных теплицах и открытом грунте. Логичным завершением проделанной работы явилась закладка уникального базисного маточника в условиях песчаной почвы Усть-Донецкого опорного пункта. The article summarizes scientific achievements of the Biotechnology Laboratory of All-Russian Scientific Research Institute of Viticulture and Winemaking named after Ya.I. Potapenko in the field of grapevine clonal micropropagation. Clonal micropropagation of plants ensures the production of genetically homogeneous, healthy virus-free planting material. The process of clonal micropropagation is influenced by a complex of genetic, physiological, hormonal and physical factors, efficiency of which depends on the genotype. In order to fully realize the morphogenetic potential of plants, it is necessary to optimize the methods of clonal micropropagation. With this purpose, the technology of clonal micropropagation of grapes using a culture of apical meristems with a size of 0.1-0.2 mm was upgraded. The scheme of plant regeneration was improved, new biotechnological techniques were developed for all stages of propagation, starting from the formation of meristematic zones to the planting of healthy plants in open ground. Following methods were developed: a method of combined processing of meristems by electromagnetic field (EMF) of very high frequency (VHF) in combination with a narrow-band laser; a method for improving the effectiveness of recovery from viral and bacterial infection using growth regulator Emistim, salicylic acid, gentamicin and cefotaxime antibiotics; a method of using herbal supplement from fine-grained grape seeds. A method of water therapy with subsequent culture of apical meristems was developed. Optimization of stages of factual micropropagation and micrografting was carried out. Optimal parameters of intensity and duration of lighting were established. A method of adaptation healthy plants to non-sterile environmental conditions was developed. Methods of testing for the presence of viral infection were improved. Methods of planting healthy vegetating seedlings in film, stationary greenhouses and open ground were developed. Logical conclusion of the studies was the establishment of unique basic nursery in the conditions of sandy soils of Ust-Donetsk control station.