Введение к работе
Актуальность темы. Для удовлетворения все возрастающей потребности общества в древесине и продуктах ее переработки следует повысить продуктивность существующих и создать новые высокопродуктивные лесные насаждения. Повышение продуктивности лесов возможно в первую очередь за счет выращивания быстрорастущих древесных пород, особенно высококачественных форм местных пород.
Одной из таких пород является осина. Это - быстрорастущая древесная порода, возраст спелости ее древостоев наступает в 2-2,5 раза быстрее нежели хвойных пород и дуба. Древесина здоровой осины пользуется большим спросом как строительный и поделочный материал, а также в спичечной, целлюлозно-бумажной промышленности, производстве мебели и т.д. Однако, несмотря на это, в нашей стране древесина осины в целлюлозно-бумажной промышленности используется мало, в то время как за границей она имеет широкое применение в производстве специальных сортов бумаги. Плита OSB из длиннораз-мерной стружки изготавливается из балансовой и несортовой древесины осины и других пород в Канаде, США и других странах, и находит все большее применение в мебельной промышленности и в домостроении, вытесняя фанеру и ДСП. В Финляндии расширяется спрос на древесину осины в связи с развитием технологий целлюлозно-бумажной промышленности, особенно для производства специализированных видов бумаги. (Газизуллин и др., 2007).
К сожалению, осина сильно поражается грибными болезнями вызывающими сердцевинную гниль стволов, вследствие чего древесина осиновых древостоев характеризуется весьма низкой товарностью. Оздоровление осинников республики - одна из наиболее трудных и наиболее важных проблем лесного хозяйства страны. Размножать осину семенами трудно, так как они очень быстро теряют всхожесть, кроме того, полученное потомство будет наследовать ценные качества лишь частично. Вегетативное размножение осины черенками затруднено из-за плохой укореняемости. Также, при черенковании имеется опасность распространения скрытых инфекций, которые проявляются уже в лесных культурах.
Достижения в области культуры клеток и тканей привели к созданию принципиально нового метода вегетативного размножения - клонального микроразмножения (получение в условиях in vitro неполовым путем растений генетически идентичных исходному экземпляру). Технология размножения ценных клонов осины методом in vitro позволяет преодолеть трудности, возникающие при традиционных способах размножения. Микроклональное размножение позволяет переводить на промышленную основу и получать достаточное количество посадочного материала. Этот метод до сих пор не использовался в Татарстане с целью получения посадочного материала из элитных клонов осины.
Цель и задачи исследований. Целью нашего исследования является усовершенствование методов биотехнологии для получения здорового посадочно-
го материала осины в условиях Республики Татарстан. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
изучить современное состояние осинников Республики Татарстан;
освоить технологию размножения ценных клонов осины методом «in vitro»;
изучить особенности морфогенеза осины в условиях in vitro;
провести наблюдения и изучить сомаклональную изменчивость растений в процессе размножения осины in vitro в лабораторных условиях;
изучить особенности адаптации к условиям in vivo диплоидных и триплоидных растений-регенерантов осины.
Научная новизна работы. Впервые для республики Татарстан были
проведены исследования по оздоровлению и выращиванию безвирусного быст
рорастущего посадочного материала осины с применением метода клонального
микроразмножения. Усовершенствована технология регенерации растений из
первичной и пересадочной каллусной ткани. Выявлены особенности сомакло-
нальной изменчивости растений, полученных из первичной и пересадочной
каллусной ткани, по физиолого-биохимическим показателям. Установлено, что
у растений, обладающих быстрым ростом на протяжении 5 пассажей, суммар
ное содержание растворимых фенольных соединений было на уровне 30 - 33
мг/г сырой массы, а у растений с медленным ростом данный учитываемый по
казатель существенно возрос и составил 52-58 мґ/ґ сырой массы/Обнаружены
изменения и на уровне числа хлоропластов в замыкающих клетках устьиц у бы
строрастущих и медленнорастущих растений. Наибольшее их количество было
обнаружено у быстрорастущих растений, и наоборот -наименьшее - у медлен^
норастущих. ;;;';
Практическая ценность. Освоение этого метода в условиях Республики Татарстан и внедрение результатов исследования в промышленную технологию размножения элитных клонов осины позволяет заменить малоценные насаждения осины на здоровые, высокопродуктивные и устойчивые к гнили. Это существенно повысит товарность и продуктивность осиновых древостоев республики. Изучение роста полученных in vitro диплоидных и триплоидных растений проходит в дендросаде Сабинского лесничества. Полученные результаты применяются в учебном процессе при чтении курса по дисциплине «Генетика».
Положения, выносимые на защиту:
Особенности сомаклональной изменчивости в процессе размножения осины «/и vitro»;
Особенности морфогенеза осины в условиях in vitro;
Влияние генотипа осины на рост и развитие растений-регенерантов (диплоидные и триплоидные формы).
Личный вклад автора заключается в постановке цели, задач, разработке программы, выборе объектов и методике их изучения, проведении экспериментов, обработке и анализе материала, формулировке положений и выводов.
Обоснованность выводов и степень достоверности результатов проведенных исследований подтверждается большим объемом проведенных исследований, современной математической обработкой данных с использованием компьютерной техники, методов математического анализа и стандартных пакетов программ.
Апробация работы. Научные разработки были представлены на всероссийских конференциях (Казань 2005, 2006, 2007), на VIII молодежной научной конференции «Биотехнология в растениеводстве, животноводстве и ветеринарии» (Москва, 2008), на Международной научной конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 145-летию Академии имени К.А Тимирязева (Москва, 2010), опубликована статья в рецензируемом ВАК журнале «Вестник Казанского ГАУ» (Казань, 2008).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ, из которых две статьи в журнале, рекомендованном ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 113 страницах машинописного текста. Содержит введение, обзор литературы, материалы и методы исследований, экспериментальную часть, выводы, заключение, а также приложение и список цитируемой литературы, который включает 183 источника, из которых 14 на иностранном языке. Диссертация содержит 19 рисунков, 14 таблиц, 4 приложения.
