LIETUVOS ŢEMĖS ŪKIO UNIVERSITETAS AGRONOMIJOS FAKULTETAS Sodininkystės ir darţininkystės katedra Giedrė Kontrimavičienė KRIAUŠIŲ (PYRUS COMMUNIS L.) RIZOGENEZĖS TYRIMAI IN VITRO Magistro baigiamasis darbas Studijų sritis: Biomedicinos mokslai Studijų kryptis: Agronomija Studijų programa: Sodininkystė ir darţininkystė LŢŪU, 2011 Magistro baigiamojo darbo valstybinė kvalifikacinė komisija: (Patvirtinta Rektoriaus įsakymu Nr. 98-KS) Pirmininkas: Prof. habil. dr. Vidmantas Stanys LAMMC SDI Sodo augalų genetikos ir biotechnologijos skyrius. Nariai: Doc. dr. Viktoras Pranskietis LŢŪU Sodininkystės ir darţininkystės katedra. Prof. habil. dr. Algirdas Motuzas LŢŪU Dirvotyros ir agronomijos katedra. Doc. dr. Laimutė Štuopytė LŢŪU Sodininkystės ir darţininkystės katedra. Doc. dr. Audronė Ţiebrauskienė LŢŪU Sodininkystės ir darţininkystės katedra. Vadovas: Prof. habil. dr. Vidmantas Stanys LAMMC SDI Sodo augalų genetikos ir biotechnologijos skyrius. Konsultantas: Dr. Dalia Gelvonauskienė LAMMC SDI Sodo augalų genetikos ir biotechnologijos skyrius. Recenzentas: Doc. dr. Laimutė Štuopytė LŢŪU Sodininkystės ir darţininkystės katedra. Oponentas: Doc. Dr. Sonata Kazlauskaitė LŢŪU Biologijos ir augalų apsaugos katedra. 2 LIETUVOS ŢEMĖS ŪKIO UNIVERSITETAS Agronomijos fakultetas Reg. Nr. 729 SD (pildo dekanatas) Sodininkystė ir darţininkystė (specialybė) ..................................................................... (specializacija) ....................................................................... (katedra) Magistro darbo uţduotį tvirtinu ................................................. (katedros vedėjo parašas) 2011m. ..........mėn. ...........d. MAGISTRO DARBO UŢDUOTIS Giedrė Kontrimavičienė prof. habil. dr. Vidmantas Stanys Kriaušių (Pyrus communis) rizogenezės tyrimai in vitro Dr. Dalia Gelvonauskienė Darbų atlikimo kalendorius Darbo pavadinimas Atlikimo terminas 1. Literatūros šaltinių rinkimas 2009 - 2011 2. Bandymų vykdymas 2009 - 2011 3. Analizių atlikimas 2009 - 2011 4. Magistro tezių parengimas 2011 ................................. .................................... (Magistranto parašas) (Darbo vadovo parašas) .................................... (Konsultanto parašas) Katedros išvada apie leidimą ginti darbą ............................................................................................. Protokolo Nr. ................ Data............................. ................................... (Katedros vedėjo parašas) 3 SANTRAUKA 2009 – 2011m. LAMMC Sodininkystės ir darţininkystės institute tirta kriaušių (P. communis) rizogenezė in vitro. Kriaušėms įšaknydinti in vitro sąlygomis buvo naudoti eksplantai – mikroūgliai. Kriaušės (P. communis) veislėms įšaknydinti in vitro gerausiai naudoti intensyviai augančius 1,5 cm dydţio ekslantus - mikroūglius, paimtus iš 4 savaičių amţiaus kultūros. Prieš sodinant į šaknydinimo terpę MS ½ + 20 gr/l sacharozės, tikslinga kriaušių eksplantus -mikroūglius 24 valandas pamirkyti 5 mg/l ISR tirpale. Tai paspartina kriaušių rizogenezės pradţią, padidina įsišaknijusių genotipų bei ekslplantų kiekį. Auksinai ISR, NAR ir IAR (koncentracijos po 0,5 mg/l) skatina kriaušių šaknijimąsi. Fitohormonas ISR didina įsišaknijusių genotipų kiekį. Tuo tarpu IAR didina įsišaknijusių mikroūglių ir susiformavusių šaknų kiekį, o ISR + IAR kompleksas – šaknų ilgį. Skirtingų kriaušių veislių šaknijimosi dinamika in vitro nevienoda. Dauguma tirtų veislių pasiţymi dideliu adaptyvumu, t.y sugebėjimu skirtingomis sąlygomis formuoti šaknis, tačiau daliai veislių įšaknydinti in vitro reikalingos specifinės sąlygos. In vitro sąlygomis šaknydinamas kriaušių veisles tikslinga kultivuoti ne trumpiau kaip 5 mėnesius. In vitro įšaknydintų kriaušių augalų prigijimas in vivo (durpių substrate) 44,5–74,0 %. Prigijusių augalų kiekis priklauso nuo kaliaus, susiformavusio ant eksplantų, dydţio. Reikšmingi ţodţiai: augimo reguliatoriai, genotipas, Pyrus communis , rizogenezė. 4 SUMMARY Aim of the research – to investigate the process of pear (Pyrus communis L.) rhizogenesis in vitro. The process of pear (Pyrus communis) rhizogenesis in vitro was investigated in the period from 2009 to 2011 at the LAMMC Institute of Horticulture. Explants –microshoots were used for pear rooting under in vitro conditions. The research suggests that the use of actively growing 1,5 cm. explant– microshoots, which are taken from the 4 week cultivar for the rooting of pear (P. communis) cultivars in vitro conditions is the most beneficial. Moreover, before planting into the MS ½ + 20 gr/l sucrose rooting medium, it is appropriate to soak the pear explant–microshoots in the solution of 5 mg/l ISR for 24 hours as it accelerates the beginning of the pear rhizogenesis and increases the number of explants and rooted genotypes. According to the study results, the growth regulators IBA, NAA, IAA (concentration 0,5 mg/l) promote rooting of pears. The growth regulator IBA increases the number of rooted genotypes. The growth regulator NAA increases the number of rooted microshoots and formed roots whereas the complex of IBA and NAA increases the length of root. The dynamics of different pear cultivars in vitro is not the same. The bigger part of the investigated pear cultivars revealed to have quite big adaptability, this means they were able to form roots under different conditions, but the other part of the studied cultivars was forming roots (germs) in vitro only under some specific conditions. It is appropriate to cultivate pear plants rooted in vitro conditions not less than five months. The engraftment of in vitro rooted pear plants in vivo (in peat substrate) is 44,5 – 74 percent. The amount of the rooted plants depends on the callus size formed on the explants. Key words: growth regulators, genotype, Pyrus communis, rhizogenesis. 5 TURINYS TERMINŲ ŢODYNĖLIS .............................................................................................................................. 6 1. NAGRINĖJAMOS PROBLEMOS APŢVALGA .................................................................................. 10 1.1 . Kriaušės istorija, gentinė sudėtis ...................................................................................................... 10 1.2. Kriaušių ūkinė reikšmė ir jų paplitimą sąlygojantys veiksniai .......................................................... 10 1.3. Kriaušės genetiniai ištekliai ir jų reikšmė ........................................................................................... 12 1.4. Augalų ex vitro atstatymo in vivo metodai ......................................................................................... 13 1.4.1. Mikroskiepijimas .......................................................................................................................... 13 1.4.2. Augalų rizogenezė in vitro ............................................................................................................ 13 1.4.2.1. Augalų fiziologinės būsenos įtaka augalų rizogenezei .............................................................. 14 1.4.3. Eksplantų įtaka augalų rizogenezei in vitro .................................................................................. 14 1.4.4 Aplinkos faktorių įtaka augalų rizogenezei in vitro ....................................................................... 15 1.4.5. Terpių ir jų sudėties įtaka augalų rizogenezei in vitro .................................................................. 15 1.4.6. Augimo reguliatorių ir jų derinių įtaka augalų rizogenezei in vitro .............................................. 16 1.5. Genotipo įtaka augalų rizogenezei in vitro ......................................................................................... 18 2. SĄLYGOS IR METODAI ...................................................................................................................... 20 3. TYRIMŲ REZULTATAI IR APTARIMAS .......................................................................................... 21 3.1. Fiziologinės būsenos įtaka kriaušių šaknijimuisi in vitro ................................................................... 21 3.2. Makro druskų kiekio MS terpėje įtaka kriaušių šaknijimuisi in vitro ................................................ 24 3.3 Sacharozės kiekio MS ½ terpėje įtaka kriaušių šaknijimuisi in vitro ................................................. 25 3.4. Mikroūglių mirkymo skirtingos koncentracijos ISR tirpaluose įtaka kriaušių šaknijimuisi in vitro .. 27 3.5. Augimo reguliatorių ISR, IAR ir NAR įtaka kriaušių mikroūglių rizogenezei in vitro ..................... 30 3.6 Kriaušių šaknijimosi dinamika ir veislių adaptyvumas in vitro........................................................... 34 3.7. In vitro įšaknydintų kriaušių augalų prigyjimo daţnumas in vivo sąlygomis .................................... 35 IŠVADOS .................................................................................................................................................... 36 PADĖKA .................................................................................................................................................... 37 LITERATŪROS SĄRAŠAS........................................................................................................................ 38 PRIEDAI .................................................................................................................................................... 42 6 TERMINŲ ŢODYNĖLIS BAP – 6-benzylaminopurinas IAR – -indolilacto rūgštis ISR – indolilsviesto rūgštis