agronaukaАграрная наука Евро-Северо-ВостокаAgricultural Science Euro-North-East2072-90812500-1396FARC North-East10.30766/2072-9081.2021.22.5.682-688agronauka-878Research ArticleРАСТЕНИЕВОДСТВОPLANT GROWINGПолучение микроклубней картофеля на основе оптимизации условий культивирования in vitroThe obtaining potato microtubers on the basis of optimization of in vitro cultivation conditionshttps://orcid.org/0000-0002-7917-8738СомоваЕ. Н.SomovaE. N.

Сомова Елена Николаевна - старший научный сотрудник.ул. Ленина 1, с. Первомайский, Завьяловского района, 427007.

Elena N. Somova - senior researcher, Udmurt Scientific Research Institute of Agriculture - structural subdivision of the Federal State Budgetary Scientific Institution «Udmurt Federal Research Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences».Lenin st., 1, v. Pervomaisky, Zaviyalovsky district, 427007.

ugniish@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9427-6766МарковаМ. Г.MarkovaM. G.

Маркова Марина Геннадьевна - научный сотрудник.ул. Ленина 1, с. Первомайский, Завьяловского района, 427007.

Marina G. Markova - researcher, Udmurt Scientific Research Institute of Agriculture - structural subdivision of the Federal State Budgetary Scientific Institution «Udmurt Federal Research Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences».Lenin st., 1, v. Pervomaisky, Zaviyalovsky district, 427007.

markovamg@udman.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8037-0199ВласевскаяЕ. А.VlasevskayaE. A.

Власевская Елена Александровна - научный сотрудник.ул. Ленина 1, с. Первомайский, Завьяловского района, 427007.

Elena A. Vlasevskaya - researcher, Udmurt Scientific Research Institute of Agriculture - structural subdivision of the Federal State Budgetary Scientific Institution «Udmurt Federal Research Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences».Lenin st., 1, v. Pervomaisky, Zaviyalovsky district, 427007.

ugniish@yandex.ruУдмуртский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наукРоссияUdmurt Federal Research Center of the Ural Branch of the Russian Academy of SciencesRussian Federation202126102021225682688Copyright © Сомова Е.Н., Маркова М.Г., Власевская Е.А., 20212021Сомова Е.Н., Маркова М.Г., Власевская Е.А.Somova E.N., Markova M.G., Vlasevskaya E.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.agronauka-sv.ru/jour/article/view/878

В 2018-2020 гг. проведена поисковая работа по оптимизации таких условий культивирования картофеля in vitro, как фотопериод, объем питательной среды, выбор источника углеводного питания и его концентрации, а также регуляторов роста ауксиновой и цитокининовой природы. Микрорастения картофеля раннеспелых (Алена, Латона, Ред-Скарлетт), среднеранних (Адретта, Чародей, Свитанок киевский) и среднеспелых (Наяда, Ладожский, Скарб) сортов культивировались при освещенности 75-85 мМоль/м2 с-1, 6500 К, температуре воздуха 22...25 С, относительной влажности воздуха 70-75 % и фотопериоде от 4 До 16 ч. По результатам трехлетних исследований установлено, что при культивировании картофеля in vitro всех групп спелости оптимальными для микроклубнеобразования являлись питательная среда Мурасиге-Скуга в модификации Всероссийского НИИ картофельного хозяйства им. А. Г. Лорха с 6-процентной концентрацией сахарозы в объеме 10 мл на одно микрорастение и 12-часовой фотопериод. Взаимодействие Данных условий культивирования позволило получить в среднем на одно микрорастение 2,5 шт. микроклубней по раннеспелым сортам картофеля, 2,4 шт. по среднеранним и 3,2 шт. по среднеспелым. Оптимальные приемы культивирования картофеля in vitro послужили основой для новой методики получения микроклубней картофеля, при соблюдении которой возросла доля микрорастений с микроклубнями на 6 % у раннеспелых, на 12 % у среднеранних и на 9 % у среднеспелых сортов, а также сократилась продолжительность периода микроклубнеобразования на 14 суток у среднеранних и на 28 суток у раннеспелых и среднеспелых сортов картофеля. Также отмечено, что микрорастения раннеспелых и среднеранних сортов картофеля образовывали более крупные микроклубни, тогда как среднеспелые лидировали по количественному выходу.

Search work for optimization of such conditions for in vitro cultivation of potatoes as photoperiod, volume of nutrient medium, choice of a source of carbohydrate nutrition and its concentration, as well as growth regulators of auxin and cytokinin nature, was carried out in 2018-2020. Potato microplants of early-ripening (Alena, Latona, Red-Scarlett), middle-early (Adretta, Charodei, Svitanok Kievsky) and mid-season (Naiada, Ladozhskiy, Skarb) varieties were cultivated at illumination of 75-85 mMol/m2 s-1, 6500 K, air temperature 22...25 °C, relative air humidity 70-75 % and photoperiod from 4 to 16 hours. The results of three years of research have shown that the Murashige-Skooga nutrient medium modified by the Russian Potato Research Center with a 6 % sucrose concentration in a volume of 10 ml per microplant and a 12-hour photoperiod were optimal for micro-tuberization during in vitro cultivation of potatoes of all ripeness groups. The interaction of these cultivation conditions made it possible to obtain an average of 2.5 pcs. of microtubers per microplant of early-ripening potato varieties, 2.4 pcs. - middle-early and 3.2 pcs. - mid-season varieties. Optimal methods of in vitro cultivation of potatoes served as the basis for a new technique for obtaining potato microtubers. If this method was followed, the share of microplants with microtubers of early-ripening varieties increased by 6 %, middle-early varieties - by 12 % and mid-season ones - by 9 %. In addition, the duration of the micro-tuberization period in middle-early varieties was reduced by 14 days, in early-ripening and mid-season potato varieties by 28 days. Microplants of early-ripening and middle-early potato varieties formed larger microtubers, while mid-season varieties were in the lead in terms of quantitative yield.

картофельклональное микроразмножениемикроклубнеобразованиефотопериодрегуляторы ростаpotatoclonal micropropagationmicrotuber formationphotoperiodgrowth regulatorsРабота выполнена при поддержке Минобрнауки РФ в рамках Государственного задания ФГБУН «Удмуртский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук» (тема № 0427-20190033). Авторы благодарят рецензентов за их вклад в экспертную оценку данной работы.The work was supported by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation within the state assignment of the Udmurt Federal Research Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences (theme No. 0427-2019-0033). The authors thank the reviewers for their contribution to the expert evaluation of this work.ReferencesТерентьева Е. В., Ткаченко О. В. Получение мини-клубней картофеля аэропонным способом. Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 2018;(4):61-72. DOI: https://doi.org/10.26897/0021-342X-2018-4-61-72Terent'eva E. V., Tkachenko O. V. Poluchenie mini-klubney kartofelya aeroponnym sposobom. [Aero-ponic production of potato mini-tubers]. Izvestiya Timiryazevskoy sel'skokhozyaystvennoy akademii = Izvestiya of Timiryazev Agricultural Academy. 2018;(4):61-72. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.26897/0021-342X-2018-4-61-72Кокшарова М. К. Микроклубни как посадочный материал. Картофель и овощи. 2016;(3):31-32. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=25691978Koksharova M. K. Mikroklubni kakposadochnyy material. [Microtubers as a seed material]. Kartofel' i ovoshchi = Potato and Vegetables. 2016;(3):31-32. (In Russ.). URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=25691978Oves E. V., Gaitova N. A., Shishkina O. A. In vitro tuberization in potato varieties of different ripe time. Research on crops. 2021;22(S):22-25. DOI: https://doi.org/10.31830/2348-7542.2021.006Oves E. V., Gaitova N. A., Shishkina O. A. In vitro tuberization in potato varieties of different ripe time. Research on crops. 2021;22(S):22-25. DOI: https://doi.org/10.31830/2348-7542.2021.006Кокшарова М. К., Лепп Ф. Р, Келик Л. А. Влияние продолжительности светового периода на образование микроклубней in vitro. АПК России. 2017;24(3):596-599. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=30777438Koksharova M. K., Lepp F. R., Kelik L. A. Vliyanie prodolzhitel'nosti svetovogo perioda na obrazovanie mikroklubney in vitro. [Effect of lighting period on the formation of microtubers in vitro], APK Rossii = AgroIndustrial Complex of Russia. 2017;24(3):596-599. (In Russ.). URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=30777438Chen L., Xue X., Yang Ya., Chen F., Zhao J., Wang X., Khan A. T., Hu Yu. Effects of red and blue LEDs on in vitro growth and microtuberization of potato single-node cuttings Front. Agr. Sci. Eng. 2018;(5(2)):197-205. DOI: https://doi.org/10.15302/J-FASE-2018224Chen L., Xue X., Yang Ya., Chen F., Zhao J., Wang X., Khan A. T., Hu Yu. Effects of red and blue LEDs on in vitro growth and microtuberization of potato single-node cuttings Front. Agr. Sci. Eng. 2018;(5(2)):197-205. DOI: https://doi.org/10.15302/J-FASE-2018224Овэс Е. В., Гаитова Н. А., Шишкина О. А. Индуцирование микроклубнеобразования новых перспективных сортов картофеля в асептической культуре. Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2020;15(4(60)):48-54. DOI: https://doi.org/10.12737/2073-0462-2021-48-54Oves E. V., Gaitova N. A., Shishkina O. A. Indutsirovanie mikroklubneobrazovaniya novykh perspektivnykh sortov kartofelya v asepticheskoy kul'ture. [Induction of microtubing of new promising potato varieties in aseptic culture]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta = Vestnik of the Kazan State Agrarian University. 2020;15(4(60)):48-54. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.12737/2073-0462-2021-48-54Oves E. V, Zhevora S. V, Gaitova N. A. Boyko Y P Fenina N. A., Shishkina O. A. Assessment of potato in vitro morphogenesis. Iop conference series: earth and environmental science_International Conference on Engineering Studies and Cooperation in Global Agricultural Production. Bristol, 2021;659(1): 012093. DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/659/1/012093Oves E. N., Zhevora S. V, Gaitova N. A. Boyko Y. P Fenina N. A., Shishkina O. A. Assessment of potato in vitro morphogenesis. Iop conference series: earth and environmental science International Conference on Engineering Studies and Cooperation in Global Agricultural Production. Bristol, 2021;659(1): 012093. DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/659/1/012093Бондарев Н. И., Козлова Н. Ю., Бондарева Т. А., Ульянова А. А., Мельникова А. А. Регуляция клуб-необразования у картофеля (solanum tuberosum l.) в условиях in vitro. Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов. 2020;(4 (63)):3-7. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=43363334Bondarev N. I., Kozlova N. Yu., Bondareva T. A., Ul'yanova A. A., Mel'nikova A. A. Regulyatsiya klubneobrazovaniya u kartofelya (Solanum tuberosum L.) v usloviyakh in vitro. [Regulation of tuberization in potatoes (Solanum tuberosum L.) in vitro]. Tekhnologiya i tovarovedenie innovatsionnykh pishchevykh produktov. 2020;(4 (63)):3-7. (In Russ.). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=43363334Етдзаева К. Т., Овэс Е. В., Марзоев З. А., Карданова И. С. Влияние различных технологий на процесс образования in vitro микроклубней картофеля. Вестник АПК Ставрополья. 2018;(2 (30)):138-142. DOI: https://doi.org/10.31279/2222-9345-2018-7-30-138-142Etdzaeva K. T., Oves E. V., Marzoev Z. A., Kardanova I. S. Vliyanie razlichnykh tekhnologiy na protsess obrazovaniya in vitro mikroklubney kartofelya. [Ehe impact of different technologies on the process of in vitro formation of potato microtubers]. Vestnik APK Stavropol'ya = Agricultural Bulletin of Stavropol Region. 2018;(2 (30)):138-142. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.31279/2222-9345-2018-7-30-138-142Тустубаева Ш. Т., Кузьмина Г. Н., Акзамбек А. М. Применение технологии получения микроклубней картофеля in vitro для оригинального семеноводства. Актуальные научные исследования в современном мире. 2018;(1-8 (33)):33-39. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=32366649Tustubaeva Sh. T., Kuzmina G. N., Akzambek A. M. Primenenie tekhnologii polucheniya mikroklubney kartofelya in vitro dlya original'nogo semenovodstva. [Production technology of potato microtubules in vitro for the original seed]. Aktual'nye nauchnye issledovaniya v sovremennom mire. 2018;(1-8 (33)):33-39. (In Russ.). URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=32366649Булдаков С. А., Плеханова Л. П. Влияние индолилмасляной кислоты на рост растений и образование микроклубней в культуре картофеля in vitro. Международный научно-исследовательский журнал. 2019 ;(8-1 (86)):89-92. DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2019.86.8.015Buldakov S. A., Plekhanova L. P Vliyanie indolilmaslyanoy kisloty na rost rasteniy i obrazovanie mikroklubney v kul'ture kartofelya in vitro. [Influence of indole butiric acid on plant growth and formation of microtubers in potato culture in vitro]. Mezhdunarodnyy nauchno-issledovatel’skiy zhurnal = International Research Journal. 2019;(8-1 (86)):89-92. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2019.86.8.015Овэс Е. В., Колесова О. С., Жевора С. В. Инновационный способ выращивания микроклубней картофеля in vitro. Картофелеводство: сб. научн. тр. Минск, 2016. C. 353-361. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=37205196Oves E. V., Kolesova O. S., Zhevora S. V. Innovatsionnyy sposob vyrashchivaniya mikroklubney kartofelya in vitro. [Innovative method of microtubers growing of potatoes in vitro]. Kartofelevodstvo: sb. nauchn. tr. [Potato growing: a collection of scientific papers]. Minsk, 2016. pp. 353-361. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=37205196Власевская Е. А., Мухаметшин И. Г. Влияние питательной среды и фотопериода на клубнеобразо-вание микрорастений картофеля в культуре in vitrn. Бюллетень науки и практики. 2019;(12):177-181. DOI: https://doi.org/10.33619/2414-2948/49/18Vlasevskaya E. A., Mukhametshin I. G. Vliyanie pitatel'noy sredy i fotoperioda na klubneobrazovanie mikrorasteniy kartofelya v kul'ture in vitro. [Influence of the nutrient medium and photoperiod on tuberization of potato micro-plants of promising potato varieties in vitro culture]. Byulleten' nauki i praktiki = Bulletin of Science and Practice. 2019;(12):177-181. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.33619/2414-2948/49/18Галушка П. А., Кравченко Д. В. Особенности формирования микроклубней картофеля в зависимости от фотопериода и температурного режима. Картофелеводство: сб. научн. тр. Минск, 2018. C. 267-271.Galushka P. A., Kravchenko D. V. Osobennosti formirovaniya mikroklubney kartofelya v zavisimosti ot fotoperioda i temperaturnogo rezhima. [Formation of potatoes microtubers depending on the photoperiod and temperature]. Kartofelevodstvo: sb. nauchn. tr. [Potato growing: a collection of scientific papers]. Minsk, 2018. pp. 267-271.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.