ADAPTATION OF TRIPLOID ASPEN TO EX VITRO CONDITIONS USING A HYDROPONIC SYSTEM
- Authors: Makarov S.S.1,2, Antonov A.M.2, Alexandrova Y.V.2, Lebedeva O.P.2, Kuznetsova I.B.3
-
Affiliations:
- Russian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural Academy
- Northern (Arctic) Federal University named after M. V. Lomonosov
- Kostroma State Agricultural Academy
- Issue: No 3 (2023)
- Pages: 27-33
- Section: RESEARCH ARTICLES
- URL: https://journals.rcsi.science/2311-1410/article/view/350588
- DOI: https://doi.org/10.15372/SJFS20230304
- ID: 350588
Cite item
Full Text
Abstract
The results of the studies of the features of adaptation of triploid aspen regenerants obtained in vitro using a hydroponic system are discussed in the article. Triploid clones of aspen ( Populus tremula L.) are characterized by rapid growth, high wood quality and increased resistance to diseases and pests compared to diploid clones and can be used to create forest plantations. Use of clonal micropropagation is advisable to preserve the valuable gene pool of triploid forms of aspen, while the adaptation of plants to ex vitro conditions is the most difficult process. Growing plants using the hydroponic method has several advantages. Triploid aspen regenerants, in which the length of the green mass prevails over the root mass, have a normal development without signs of infection and a good turgor of the green mass when they are removed from the test tube during the adaptation. Triploid aspen regenerants with decapitation of the apical shoot have the ratio of the lengths of the green mass to the root mass is close to 1:1, while the predominance of roots with values above the average is observed. Aspen plants with a predominance of root mass over green are formed from regenerants with leaving of 2 internodes and have an average of 2 roots of the first order. Triploid aspen plants-regenerants with biometric parameters of roots 5-7 cm and green mass up to 5 cm had the highest survival rates (94.7-100 %). A gradual decrease in the leaf surface area contributes to a better survival of regenerants, while it is necessary to reduce the humidity level from 100 % at the initial stage of adaptation to 60 % within 5 days, then - on 20 % with an interval of 3 days. The period of adaptation of triploid aspen plants in a hydroponic system is 16 days.
Keywords
About the authors
S. S. Makarov
Russian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural Academy; Northern (Arctic) Federal University named after M. V. Lomonosov
Author for correspondence.
Email: makarov_serg44@mail.ru
Moscow, Russian Federation; Arkhangelsk, Russian Federation
A. M. Antonov
Northern (Arctic) Federal University named after M. V. Lomonosov
Email: a.antonov@narfu.ru
Arkhangelsk, Russian Federation
Yu. V. Alexandrova
Northern (Arctic) Federal University named after M. V. Lomonosov
Email: yu.aleksandrova@narfu.ru
Arkhangelsk, Russian Federation
O. P. Lebedeva
Northern (Arctic) Federal University named after M. V. Lomonosov
Email: o.lebedeva@narfu.ru
Arkhangelsk, Russian Federation
I. B. Kuznetsova
Kostroma State Agricultural Academy
Email: sonnereiser@yandex.ru
Karavaevo, Russian Federation
References
- Анохина Н. С., Коновалов В. Ф., Ханова Э. Р. Микроклональное размножение карельской березы и триплоидной осины in vitro // Экобиотех. 2021. Т. 4. № 2. С. 101-106.
- Антонов А. М., Александрова Ю. В., Пастухова Н. О., Лютикова А. И. Сравнительный анализ эффективности корнеобразования черенков в аэропонных и гидропонных системах // Вестн. КрасГАУ. 2019. № 2. С. 62-69.
- Багаев Е. С. Генетический резерват осины исполинской в Костромской области // Лесохоз. информ. 2008. № 10-11. С. 36-38.
- Багаев Е. С., Коренев И. А., Багаев С. С., Зонтиков Д. Н. Особенности формирования быстрорастущих клонов в генетическом резервате исполинской осины // Лесн. хоз-во. 2013. № 2. С. 26-28.
- Багаев Е. С., Макаров С. С., Багаев С. С., Родин С. А. Исполинская осина: биологические особенности и перспективы плантационного выращивания. Пушкино: ВНИИЛМ, 2021. 72 с.
- Багаев Е. С., Рыжова Н. В., Шутов В. В. Ведение хозяйства в осиновых лесах Костромской области. Кострома: КГТУ, 2014. 138 с.
- Багаев С. Н. Отбор ценных форм осины и березы в Костромской области. М.: Проспект ВДНХ СССР, 1964. 4 с.
- Бутенко Р. Г. Биология клеток высших растений in vitro и биотехнологии на их основе. М.: ФБК-Пресс, 1999. 160 с.
- Вахмистров Д. Б. Растения без почвы. М.: Рипол Классик, 2013. 118 с.
- Гарипов Н. Р. Отбор и выращивание триплоидной осины (Populus tremula L.) c применением методов молекулярной генетики и биотехнологии в Республике Татарстан: дис. … канд. с.-х. наук: 06.03.01. М.: ВНИИЛМ, 2014. 128 с.
- Жигунов А. В. Приоритетные направления лесного селекционного семеноводства и плантационного лесовыращивания на Северо-Западе России // Лесохоз. информ. 2008. № 3-4. С. 11-15.
- Жигунов А. В., Шабунин Д. А., Бутенко О. Ю. Лесные плантации триплоидной осины, созданные посадочным материалом in vitro // Вестн. Поволж. гос. технол. ун-та. Сер.: Лес. экол. Природопольз. 2014. № 4 (24). С. 21-30.
- Зонтиков Д. Н., Зонтикова С. А., Сергеев Р. В. Размножение высокопродуктивных диплоидных и триплоидных форм осины (Populus tremula L.) в культуре in vitro // Агрохимия. 2016. № 7. С. 59-65.
- Калашникова Е. А. Клеточная инженерия растений: учеб. и практ. для вузов. М.: Юрайт, 2020. 333 с.
- Крылов В., Ковалева О., Смирнов А. Промышленные лесосырьевые плантации как новый лесной бизнес // ЛесПромИнформ. 2015. № 3 (109). С. 44-46.
- Кузнецов А. Осина как ценное древесное сырье // ЛесПромИнформ. 2009. № 8 (66). С. 94-98.
- Макаров П. Н., Макарова Т. А., Самойленко З. А., Гулакова Н. М. Технология выращивания эфиромасличных культур в закрытых системах // Вестн. Нижневарт. гос. ун-та. 2020. № 2. С. 53-59.
- Макаров П. Н., Макарова Т. А., Самойленко З. А., Гулакова Н. М. Элементы агротехники зверобоя продырявленного (Hypericum perforatum) в условиях светокультуры // Вестн. Алтай. гос. агр. ун-та. 2021. № 10 (204). С. 44-50.
- Машкина О. С., Исаков Ю. Н. Микроклональное размножение хозяйственно ценных генотипов осины // Сохранение, изучение и воспроизводство генетических ресурсов лесных древесных растений: сб. науч. тр. Воронеж: НИИЛГиС, 2007. С. 47-58.
- Машкина О. С., Шабанова Е. А., Вариводина И. Н., Гродецкая Т. А. Полевые испытания размноженных in vitro клонов осины (Populus tremula L.): рост, продуктивность, качество древесины, генетическая стабильность // ИВУЗ. Лесн. журн. 2019. № 6 (372). С. 25-38.
- Паничев Г. П. Плантационное выращивание лесных ресурсов // Лесн. вестн. Сер.: Экономика. 2014. № 3. С. 43-46.
- Руденко О. А. Черенкование хвойных видов семейства Cupressaceae на гидропонике: дис. … канд. с.-х. наук: 06.03.01. Красноярск: СибГТУ, 2002. 179 с.
- Руденко О. А., Шестак К. В. Черенкование интродуцентов на гидропонике // Хвойные бореал. зоны. 2006. Т. 23. № 2. С. 214-217.
- Сельскохозяйственная биотехнология и биоинженерия: учебник. 4-е изд., перераб. и доп. / под ред. акад. РАН В. С. Шевелухи. М.: URSS, 2015. 704 с.
- Селякова В. А., Полянская И. С. Выращивание саженцев сосны в гидропонике // Актуальные вопросы и перспективы развития науки и образования: Материалы Междунар. (заочн.) науч.-практ. конф. Нефтекамск: Мир науки, 2020. С. 40-43.
- Столярова Н. А. Выращивание посадочного материала триплоидной осины, полученного по технологии in vitro, и закладка плантаций // Изв. СПбЛТА. 2010. Вып. 193. С. 62-71.
- Стороженко В. Г., Михайлов Л. Е., Багаев С. Н. Ведение хозяйства в осинниках. М.: Агропромиздат, 1987. 145 с.
- Шишкин П. В., Антипова О. В. Бессубстратная технология гидропонного выращивания // Овощи России. 2017. № 3 (36). С. 56-61.
- Яблоков А. С. Исполинская форма осины в лесах СССР // Тр. ВНИИЛХ. М.: ВНИИЛХ, 1941. Вып. 23. C. 1-52.
- Яблоков А. С. Воспитание и разведение здоровой осины. М.: Гослесбумиздат, 1963. 441 с.
- Maboko M. M., Du Plooy C. P. High-plant density planting of basil (Ocimum basilicum) during summer/fall growth season improves yield in a closed hydroponic system // Acta Agr. Scand., Sect. B - Soil & Plant Sci. 2013. V. 63. Iss. 8. P. 748-752.
- Sharma N., Acharya S., Kumar K., Singh N., Chaurasia O. P. Hydroponics as an advanced technique for vegetable production: an overview //j. Soil Water Conserv. 2018. V. 17. Iss. 4. P. 364-371.
- Texier W. Hydroponics for everybody. All about home horticulture. Paris, France: Mama Publ., 2013. 328 p.
Supplementary files


