Биотехнологические основы получения качесtвенного семенного картофеля в таджикистане
На правах рукописи
САЛИМОВ АМОНУЛЛО ФАЙЗУЛЛОЕВИЧ
БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОЛУЧЕНИЯ КАЧЕСTВЕННОГО СЕМЕННОГО КАРТОФЕЛЯ В ТАДЖИКИСТАНЕ
Специальность 06.01.09 – растениеводство
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
доктора сельскохозяйственных наук
Душанбе, 2007
Работа выполнена в Таджикском аграрном университете и Институте физиологии растений и генетики АН РТ.
Научный консультант:
доктор биологических наук, профессор,
член-корреспондент АН Республики Таджикистан
Алиев Курбон Алиевич
Официальные оппоненты:
доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Постников Андрей Николаевич
(Российский государственный аграрный университет
МСХА имени К.А. Тимирязева)
доктор биологических наук, профессор
Гулов Саидали Маъмурович
(Таджикский аграрный университет)
доктор сельскохозяйственных наук, профессор
член-корр. АН Республики Таджикистан
Феллалиев Акрамшо Саидшоевич
(Памирский биологический институт АН РТ)
Ведущая организация:
Таджикский научно-исследовательский институт садоводства,
виноградарства и овощеводства НПО «Богпарвар» ТАСХН
Защита состоится «___» ноября 2007 г., в _____ часов на заседании Диссертационного Совета Д 737.003.01. по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук при Таджикском аграрном университете по адресу: 734017, г. Душанбе, пр. Рудаки, 146.
Факс (992-37) 224-72-07; e-mail: [email protected]. // www. tajagroun.tj
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Таджикского аграрного университета.
Автореферат разослан «___» _________ 2007 г.
Ученый секретарь
диссертационного Совета,
доктор сельскохозяйственных наук
профессор Рахмихудоев Г.
1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы В настоящее время биотехнологические исследования имеют ключевое значение для создания и внедрения новых сортов сельскохозяйственных культур, повышения урожайности и продуктивности. Ограниченные возможности используемых земельных и водных ресурсов, стремительный демографический рост и растущие нагрузки на окружающую среду побуждают делать упор на использование биотехнологии, как основы для развития сельскохозяйственного производства.
Современная биотехнология превратилась в науку, дающую начало новым преобразованиям в развитии растениеводства в сельскохозяйственном производстве. Сельскохозяйственная биотехнология стала реальной производственной силой, определяющей экономическую политику большинства развитых стран, и является технологией XXI века.
В 2005 году долевое участие биотехнологических культур от общей доли сельскохозяйственных культур в мире составило: сои-70%, кукурузы –40%, хлопчатника-50%, масличного рапса –19%, табака-2,5%, картофеля –2,2 % (Алиев и др., 2006).
С помощью современной биотехнологии получены новые сорта растений, устойчивых к болезням, вирусам, гербицидам, отличающихся высокой продуктивностью, высокими питательными свойствами, адаптацией к стрессовым факторам окружающей среды и т.д.
Биотехнологические исследования в Таджикистане были начаты в Институте физиологии растений и генетики АН РТ в 80-ые годы ХХ – го столетия. Эти работы были посвящены исследованию культуры тканей хлопчатника и картофеля в условиях in vitro (Алиев,1987), затем получили развитие в Таджикском аграрном университете (Муминджанов, 2004).
В Таджикистане практически отсутствует научно-обоснованная система семеноводства картофеля. Семенной материал обеспечивается за счет привозимых из вне сортов картофеля. Вместе с тем, картофель является одной из основных продовольственных культур Таджикистана и его возделывание в экологически чистых горных и предгорных зонах республики имеет большие перспективы, как для семеноводства культуры, так и для получения высококачественной продукции.
В последние годы для подъема производства элитного семеноводства картофеля все больше используются нетрадиционные технологии, такие, как генная и клеточная биотехнологии. В биотехнологии картофеля особую роль играет клеточная селекция, при которой отбор клеточных линий и растений с новыми наследственными признаками проводится на уровне культивируемых in vitro меристемных растений, свободных от вирусов и бактериальных патогенов.
Система обеспечения картофелеводческих хозяйств Республики Таджикистан высококачественным семенным материалом не налажена и остается одной из наиболее актуальных задач развития семеноводства картофеля.
Цель и задачи исследований Целью настоящей работы является разработка и внедрение в производство системы выращивания качественного семенного материала картофеля с использованием методов биотехнологии, а также выявление особенностей продукционного процесса растений картофеля, свободных от вирусов и других патогенов.
В соответствии с этим были поставлены следующие задачи:
- изучить динамику формирования микроклубней в условиях in vitro;
- установить оптимальные условия выращивания пробирочных растений и микроклубней;
- изучить влияние вертикальной зональности на продуктивность и урожайность различных сортов картофеля;
- анализировать рост, развитие и продукционный процесс у оздоровленных и неоздоровленных генотипов картофеля;
- изучить дневной и сезонный ход накопления биопродуктов у оздоровленных и неоздоровленных генотипов картофеля;
- изучить наличие вирусов у оздоровленных и неоздоровленных генотипов картофеля;
- разработать научно-обоснованную систему получения свободных от вирусов качественных семян картофеля.
- выявить энергетическую и экономическую эффективность разработанных технологий.
Научная новизна Впервые экспериментально налажена система получения качественного семенного материала картофеля методом биотехнологии в республике Таджикистан, и разработаны основы получения базисного семенного материала картофеля, свободных от вирусных и др. патогенов.
- Показано, что в условиях горной зоны (высота 2300 м над уровнем моря) Муминабадского района, семенной материал полностью свободен от вирусов L, X, M и ВВКК. Безвирусный семенной материал, выращенный в долинной части Муминабадского района (800 м над ур. моря), также благоприятен для получения качественного семенного материала, свободного от вирусов, но высокая температура воздуха в период интенсивного клубнеобразования, снижает урожайность по сравнению с горной зоной.
- Выявлено положительное влияние комплекса, использованных физиологических и биотехнологических приёмов на рост, развитие, формирование урожая растений картофеля и качественного выхода оздоровленного картофеля в горной зоне. Установлено, что оценка меристемных сортов и линий, при размножении их в полевых условиях, позволяет надежно контролировать сортовую специфичность и анализировать их по основным хозяйственно-ценным признакам.
- Установлено, что изменение активности белкового ингибитора полигалактуронидазы (БИПГ) соответствует изменению состояния клубней, и имеет сортозависимый характер. Обнаружено изменение активности БИПГ в процессе роста, развития растений и формирования клубней. Этот процесс, также имеет сортозависимый характер. В тоже время, полученные экспериментальные данные, дают основание полагать, что состояние активности БИПГ является одним из важных критериев качества семенного картофеля при отборе качественного семенного материала.
Практическая ценность На основании результатов экспериментальных исследований разработана система получения качественного семенного материала картофеля в республике Таджикистан и подготовлены рекомендации для внедрения в производство;
- Выявлено, что урожайность оздоровленного семенного картофеля значительно превосходит урожайность неоздоровленных сортов картофеля. Прибавка урожая по отношению к неоздоровленным сортам составляет 20-30 %. Повышение урожайности у оздоровленного картофеля связаны с улучшением их фотосинтетической деятельности, рациональным распределением и запасанием ассимилятов, и накоплением большего количества сухих веществ в клубнях;
- Получены экспериментальные материалы, подтвержденные результатами производственной проверки, комплексами изучаемых методов в горных зонах Муминабадского района, Хатлонской области республики Таджикистана, в процессе производства элитного семенного картофеля. Увеличение коэффициента приживаемости пробирочных растений и микроклубней в горной зоне, с использованием марлевых изоляторов, позволило сократить схему получения качественного семенного материала, и ускорить сроки внедрения в производство новых сортов с использованием методов биотехнологии.
Положения, выносимые на защиту На защиту выносятся следующие основные положения:
- Разработана и внедрена в производство научно - обоснованная система выращивания свободных от вирусов и болезней семенного материала картофеля методом биотехнологии в Республики Таджикистан: включающий отбор меристемы, регенерацию меристемы в среде содержащий РНК- азы, анализ меристемных регенерантов на содержание вирусов и вироидов, микроразмножение свободных от вирусов регенерантов, перевод растений –регенерантов непосредственно в почву, выращивание в марлевых изоляторах, тест на содержание вирусов в растениях и в клубнях, получение безвирусного супер-супер и супер-элитного семенного материала картофеля.
- Установлено, что интенсивность продукционного процесса оздоровленных растений, выше, чем у неоздоровленных, что имеет принципиальное значение при формировании общего урожая картофеля.
- Интенсивность фотосинтеза, активности РБФК/О и накопление биопродуктов взаимосвязаны, что указывает на важность изучения распределения фотосинтетических продуктов между потребителями внутри единой системы, включая взаимоотношения растений и паразитов (вирусов, бактерий и т.д.).
Апробация работы Основные положения диссертации докладывались (или представлены) на научных, научно-практических, международных и производственных конференциях. (Душанбе, 1996, 1998, 2000, 2001, 2003, 2007, Россия-Углич, 1995, Муминабад, 2005), и ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава Таджикского аграрного Университета с 1993-2003 гг., а также на расширенном заседании кафедр факультетов Агробизнеса и Плодоовощеводства и с/х биотехнологии- Душанбе, ТАУ, 21.04.07. и расширенном заседании кафедр агрономического факультета 18 мая 2007 г..
Публикация Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 30 печатных трудах, в число которых входит монография и рекомендации.
Структура диссертации Диссертация изложена на 258 страницах машинописного текста, и состоит из введения, шести глав, заключения, выводов и практических рекомендаций, содержит 34 рисунка и 31 таблицы. Список цитируемой литературы включает 294 наименований, из которых 75 работ иностранных авторов.
2. УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Краткая почвенно-климатическая характеристика районов проведения полевых опытов
Таджикистан является типичной страной гор и одной из самых высокогорных в центральной Азии. Большая часть территории республики занята горами, относящимися к Тянь-Шаньской и Памиро – Алайской горным системам, лишь менее 10 % площади составляют долины.
Учитывая сложность и разнообразие почвенно-климатических условий, особенно вертикальное ведение сельского хозяйства, с 1993 по 2006 год проводились эксперименты в долинной, предгорной и горной зонах Таджикистана, расположенных на высоте 800 - 2300 м над уровнем моря. В данных зонах, развито производство картофеля на продовольственные и семенные цели (подробная характеристика этих зон приведена в диссертации).
Эти зоны значительно отличаются друг от друга по комплексу климатических факторов, влияющих на рост и продуктивность растений: по продолжительности безморозного периода, по сумме эффективных температур, по количеству атмосферных осадков, а также по типу почвы.
Полевые опыты проводились в течение 1993-2006 гг. на экспериментальных опытных участках Таджикского научно- исследовательского института Биотехнологии (оранжерея Таджикского Аграрного Университета), Института физиологии растений и генетики АН Республики Таджикистан, Файзабадского района (к.к Кулобод) и Муминабадского района. Эти участки расположены на высоте 800-2500 м над уровнем моря.
2.1.1. Муминабадский район относится к Хатлонской области Таджикистана, среднегорному увлажненному природно-хозяйственному району богарного земледелия и садоводства. На формирование климата Муминабадского района большое значение имеют атмосферные процессы, характерные для всего Таджикистана, а также условия рельефа местности и режим солнечной радиации. Изрезанность рельефа местности обуславливает климатические различия и вертикальную зональность. Изученной в климатическом отношении является территория, прилегающая к райцентру Муминабад.
Согласно среднемноголетним сведениям Управления гидрометеослужбы Таджикистана средняя температура воздуха составляет 12,30С. Самым холодным месяцем является январь, средняя температура которого 0,30С. Амплитуда колебания средней январской температуры составляет -7,50С - +5,20С. Средняя минимальная температура составляет 40С мороза, но при потоках больших холодных воздушных масс может понижаться до 20-300С мороза. Абсолютный минимум составил -320С (рис.2.).
Самым теплым месяцем является июль, со средней месячной температурой 24,10С. Абсолютный максимум температуры воздуха достигает 40-410С.
Средняя продолжительность безморозного периода составляет 191 день. В среднем первые заморозки в воздухе отмечаются 13 октября, самые ранние наблюдались 3 октября. Последние заморозки в среднем наблюдаются 4 апреля, самые поздние были зарегистрированы 23 апреля.
Средняя многолетняя относительная влажность за год составляет 67% и колеблется от 50-60% (июль-сентябрь) до 70-75 % в зимний период.
Для Муминабада характерен ход годовых осадков с максимумом в марте-апреле и минимум в июле-сентябре. Годовая сумма осадков в среднем составляет 834 мм. В весенний период выпадает около 53% годовых осадков, в зимний – 35%, осенью – 10%, летом – 2% (рис.3.).
Почва опытного участка – горные коричнево-типичные староорошаемые на лессовидных суглинках, илювиальных и деилювиальных отложениях таких пород, как гранит, кристаллический известняк и сланец. Содержание гумуса в пахотном горизонте в годы исследований составляло 1,11- 4.12 %, подвижного фосфора – 27,3- 56,7 мг на кг, и обменного калия 18,1-28,4 мг на 100 г почвы с постепенным уменьшением в более глубоких подпахотных слоях. Плотность почвы составляла 1,27-1,40 г/см2. рН почвенного раствора 6,8-7,1.
Грунтовые воды имеют слабую минерализацию с глубиной залегания ниже 3м.
2.1.2. Гиссарская долина
Гиссарская долина - крупный земледельческий район республики с большим потенциалом тепла и влаги. Климатические условия Гиссарской долины характеризуются резкими сезонными колебаниями температуры, сухим безоблачным летом и неустойчивой погодой в зимний период. Среднемесячная температура самого теплого месяца-июля +27+29°С, с абсолютным максимумом+42°С. Самым холодным месяцем является январь, со средней температурой -2+1°С. Однако низкие температуры в течение короткого промежутка времени могут достигать -10-15°С. Первые осенние заморозки на почве бывают в конце октября, в воздухе - в середине ноября, а последние весенние - на почве - в конце марта - начале апреля, в воздухе - в начале марта. Период с активной температурой воздуха > + 10°С составляет около 195 дней. Сумма активных температур за год составляет 4600 °С, а сумма эффективных температур (>+5 С) в период вегетации культуры картофеля (март-июнь) составляет 1800 °С.
Среднегодовое количество осадков составляет 700-800мм, но их основное количество (до 90%) приходится на зимне-весенний период. При этом зимние осадки выпадают в виде продолжительных дождей малой интенсивности. Весенние дожди отличаются меньшей продолжительностью, но большей интенсивностью и составляют около 60% от годового количества.
Гиссарская долина характеризуется большим приходом солнечной радиации и продолжительностью солнечного сияния- 2700 часов в год. Пасмурные дни очень редки и наблюдаются зимой и весной. Суммарный приход солнечной радиации составляет 5600 мДж/м2 в год, фотосинтетически активной (ФАР)-2700 м Дж/м2, а за период вегетации (март-июнь)- 2400 и 940 м Дж/м2 соответственно.
Агроклиматические условия в годы исследований были близки к среднемноголетним показателям (Агроклиматические ресурсы Таджикской ССР, 1976) и существенно не отличались от них.
Почвенный покров представлен обыкновенными темными сероземами и коричневыми карбонатными почвами.
Почва опытного участка по механическому составу средне - суглинистый, типичный серозем на лессах. Содержание гумуса в пахотном горизонте
составляет 1,3-1,7%, подвижного фосфора-75-106 мг/кг и подвижного калия 26,0-28,0 мг на 100 г почвы с постепенным уменьшением в более глубоких подпахотных слоях. Кислотность почвенного раствора нормальная - рН = 6,9.
2.2. Объекты исследований
В качестве объектов исследований служили разные по степени формирования и созревания клубни, районированные и перспективные сорта картофеля из коллекции Института физиологии растений и генетики АН РТ: ранние - Жуковский ранний; среднеранние - Невский; Пикассо; среднепоздние - Кардинал, Лорх и линии «Б», «48».
Оздоровление картофеля от вирусов и других патогенов проводилось методом культуры апикальных меристем in vitro в сочетании с химиотерапией, ускоренным микроразмножением здорового материала и его выращиванием в тепличных условиях.
Исходный материал отбирался из внешне здоровых кустов с явным отсутствием симптомов болезней. При этом учитывалось строгое соответствие морфо-физиологических параметров, выбранных образцов, сортовым показателям.
Посадка предварительно пророщенных клубней, проводилась в оптимальных условиях этих участков по схемам 5 х 5; 60 Х 20 и 70 Х 20 см на делянках площадью 10, 20 и 40 м2.
Мы использовали марлевый домик размером 5 х 20 м и высотой по середине 1,8 м. Пробирочные растения и микроклубни высаживали по схеме междурядья 60 х 15-20 см. Полив и удобрения вносили согласно рекомендациям (Салимов и др., 2007). Для получения качественного семенного материала азотные удобрения вносили в два раза меньше от нормы. Влажность почвы в домиках сохраняли на уровне 75-80 % влагоемкости, посредством полива. Окучивание проводили 3 раза. За 10 дней до уборки урожая клубней, удаляли ботву, чтобы предохранить клубни от попадания вирусов посредством оттока ассимилятов в конце вегетации.
2.3 Методы исследований
В качестве питательной среды для культивирования апикальных меристем применяли модифицированные растворы Мурасиге-Скуга (Murashige, Scoog, 1962) MC-1 u MC-3. В качестве гормональных добавок для культуры меристем использовали кинетин и гиббереловую кислоту.
Клубнеобразование индуцировали добавлением в питательную среду сахарозы от 5 до 10% и кинетина в зависимости от генотипа сортов (Назарова,2004).
Для иммуно - ферментного анализа (ИФА) пробы растений в поле или в марлевом изоляторе отбирали по диагонали площади посадки. Анализировали в марлевом изоляторе не менее 1 % растений; в поле (первая полевая репродукция) 50 растений из расчета на га; в поле (супер-супер элита) не менее 250 растений с га.
Когда регенерированные из меристем растения достигали высоты 10-12 см, они проверялись на наличие вирусной инфекции методом иммуноферментного анализа (ИФА) на ELLISA-RIDER (Clark, Adams, 1977; Биотехнологические методы получения и оценки оздоровленного картофеля, 1988; Каменикова и др., 1990). Вироидное заболевание картофеля тестируется с помощью метода молекулярной гибридизации соответствующей к ДНК зонда, или методом полимеразной цепной реакции (РСR) с последующим определением продукта электрофорезом на агаре, или молекулярной гибридизацией.
Фенологические наблюдения за ростом и развитием растений картофеля и все учеты проводились в соответствии с методикой, разработанной в Российской НИИ картофельного хозяйства (Методика исследований по культуре картофеля, 1967).
Площадь листьев определялась весовым методом. Фотосинтетический потенциал (ФП) и чистая продуктивность фотосинтеза растений в посадках рассчитывались по методике А.А. Ничипоровича и др. (1961).
Интенсивность видимого фотосинтеза определялась на завершивших свой рост листьях верхнего яруса (4-5 листья с точки роста), с помощью инфракрасного оптико-акустического газоанализатора «Инфралит -IV», при естественных концентрациях СО2 с использованием прямоточной ассимиляционной камеры-прищепки конструкции Л.Т. Карпушкина (1971). Скорость газообмена измерялась при насыщенной интенсивности света, чему соответствует радиация, приходящая в период с 10 до 13 ч. в ясный солнечный день.
Интенсивность транспирации листьев определялась на 3-4 день после полива методом быстрого взвешивания на торзионных весах по Л.А. Иванову и др. (1960). Влажность почвы определялась весовым методом по А.А. Роде (1950), дефицит влажности определяли по Чадскому (Cutsky,1960)..
Содержание хлорофилла определялось в ацетоновой вытяжке на спектрофотометре «Ultraspec-II», расчеты проводились по методике Вечер А.С. (Вечер, Гончаренко, 1973).
Карбоксилазную активность РБФКО определяли радиометрическим методом (Романова, 1980) по скорости включения Н14CO3 в кислотоустойчивые продукты реакции в присутствии субстрата – РБК.
Оксигеназную активность определяли полярографическим методом (Русиновой 1974).
Данные опытов обрабатывали методом дисперсии, корреляции и регрессии по Б.А. Доспехову на персональных компьютерах IBM РС.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Рост, развитие и продуктивность оздоровленного картофеля
Размножение растений - регенерантов картофеля in vitro и in vivo.
Размножение в условиях in vitro свободных от патогенов, элитных селекционных или устойчивых генотипов проводилось в четыре стадии:
- стадия получения экспланта;
- стадия регенерации и пролиферации;
- стадия привыкания растения и укоренения;
- окончательная пересадка растений в условиях in vivo.
Начальная стадия включает в себя интродукцию экспланта картофеля в асептических условиях для того, чтобы предотвратить загрязнение экспланта. Эксплант сначала стерилизуется, а затем культивируется в условиях лаборатории в пробирках, содержащих избранную питательную среду Мурасига-Скуга с низким содержанием регуляторов роста и добавлением витаминов и гормонов. Удаление вирусов, выполненное на этой стадии, заключается в индексации вируса, термотерапии и химиотерапии, используя апикальную меристему.
Во второй стадии, полученные экспланты, помещаются в среду с высоким содержанием цитокиннинов и низким - ауксинов для того, чтобы улучшить продуктивность меристемных регенерантов
В третьей стадии побеги акклиматизируются в среде без или с низким содержанием цитокининов, сахарозы и высоким ауксина для индуцирования корня. Регенерированные растения становятся пригодными для микроразмножения в условиях in vitro
Регенерированные меристемные растения проверялись на наличие вирусной инфекции методом ИФА на приборе ELISA-RIDER. Образцы, содержащие вирус, выбраковывались, а здоровые растения служили исходным материалом для дальнейшего микроразмножения.
На четвертой стадии растения извлекаются из среды, отмываются, пересаживаются в асептическую почву и выращиваются в изоляторах или тазиках с повышенной влажностью окружающей среды (70-80%) для того, чтобы избежать высыхания почвы. После укоренения растения переводят в условия с более высокой интенсивностью света и низкой влажностью для нормального роста.
Одним из эффективных приёмов выращивания пробирочных растений и микроклубней является использование марлевых домиков.
Нами установлено, что марлевый изолятор обеспечивает нормальный рост и развитие растений, а также обеспечивает сохранение влажности почвы в посадках картофеля, и защищает растения от внешней инфекции.
3.2. Сравнительное изучение роста и развития пробирочных растений и микроклубней в полевых условиях
При переходе растений-регенерантов из условий in vitro в условия in vivo, естественно, в них происходят резкие метаболические и ростовые изменения, так как они из миксотрофного режима питания переходят к фотоавтотрофному.
Фенологические наблюдения за ростом и развитием растений-регенерантов картофеля показали, что они имеют свои отличительные особенности по сравнению с растениями, выращенными из клубней. На первых этапах выращивания мериклонов картофеля важным показателем жизнедеятельности являлась степень их приживаемости в открытом грунте (марлевый изолятор).
Признаки приживаемости пробирочных растений определяются не только ростом надземных органов, но и появлением вторичных корешков (табл.1).
Корнеобразующий период микроклубней более длинный, и составляет от 20 до 28 дней. Корнеобразующий период пробирочных растений несколько короче, чем у микроклубней. Это имеет место у изученных сортов картофеля и линий (Жуковский ранний, Пикассо, линий Б и линий 48). Процент выживаемости пробирочных растений доходит до 95 %, а микролубней до 88%. По этим свойствам между сортами и линиями существенных различий не обнаружено. Пробирочные растения, также отличаются от микрокулбней по количеству клубней на куст. В зависимости от сортов, число клубней пробирочных растений составляет от 10-13 шт. на растение, а у микроклубней 7-8 шт. на растение (табл.1).
Процент выживаемости пробирочных растений при непосредственной высадке в почву выше, чем у микроклубней. Это связано с тем, что примерно 10-12 % микроклубней из-за длительности периода покоя не формируют растения. Период покоя микроклубней в зависимости от сорта составляет от 3 до 4 месяцев.
Таблица 1
Особенности регенарации оздоровленных растений картофеля
(марлевый изолятор, 900 растений, 2004)
| Варианты опыта | Период корнеобразования, дни | Выживаемость, % | Число клубней, шт./ растений |
| Сорт Жуковский ранний | |||
| Микроклубни | 20-23 | 88 ±4 | 8 ±2 |
| Пробирочные растения | 15-18 | 95 ±3 | 12 ±3 |
| Сорт Пикассо | |||
| Микроклубни | 26-28 | 87 ±3 | 7 ±2 |
| Пробирочные растения | 22-25 | 95 ±3 | 12 ±3 |
| Линия Б | |||
| Микроклубни | 19- 22 | 86 ±4 | 13 ± 3 |
| Пробирочные растения | 16-18 | 92 ±3 | 17 ±4 |
| Линия 48 | |||
| Микроклубни | 22-25 | 86 ±4 | 8 ±2 |
| Пробирочные растения | 20-23 | 93 ± 5 | 10 ±3 |
Наблюдения за фенологией роста и развитием мериклонов картофеля показали, что наступление и продолжительность основных фаз зависят от биологических особенностей сорта (табл.2).
Таблица 2
Фенологические фазы развития оздоровленных
растений картофеля, 2004 г.
| Варианты опыта | Дата посадки | Сроки наступления вегетационных периодов, дней | ||
| бутонизация | цветение | отмирание ботвы | ||
| Сорт Жуковский ранний | ||||
| Микроклубни | 25.05 | 20.07 | 8.08 | 12.09 |
| Пробирочные растения | 25.05 | 12.07 | 29.07 | 5.09 |
| Сорт Пикассо | ||||
| Микроклубни | 25.05 | 29.07 | 12.08 | 27.09 |
| Пробирочные растения | 25.05 | 22.07 | 8.08 | 20.09 |
| Линия «Б» | ||||
| Микроклубни | 25.05 | 20.07 | 5.08 | 15.09 |
| Пробирочные растения | 25.05 | 15.07 | 30.07 | 7.09 |
| Линия «48» | ||||
| Микроклубни | 25.05 | 5.08 | 15.08 | 16.09 |
| Пробирочные растения | 25.05 | 23.07 | 10.08 | 12.09 |
Наблюдения за фенологией роста и развитием мериклонов картофеля показали, что наступление и продолжительность основных фаз зависит от биологических особенностей сорта. У ранних и среднеранних сортов картофеля фаза бутонизации начинается на 49-57 день после посадки, что на 9-16 дней раньше средне- и позднеспелых. Эта фаза у относительно ранних сортов длится 15-19, а у средне- и позднеспелых – 18-24 дня (табл.2). Следует отметить, что у растений полученных из микроклубней, в полевых условиях, фаза бутонизации наступает на 5-8 дней позже. Такая тенденция имеет место у всех сортов и исследуемых линий картофеля.
Цветение пробирочных растений и микроклубней, в зависимости от сорта, наблюдается на 66- 83 день после их посадки. Созревание микроклубней картофеля наблюдалось у ранних и среднеранних сортов на 28- 38 день, а у средне- и позднеспелых – на 35-46 день после цветения. В целом, продолжительность вегетации пробирочных растений в зависимости от генетических особенностей сортов и линий составила от 104 до 126 дней (табл.2.).
Задержка межфазовых переходов, т.е. от посадки до бутонизации, цветение и отмирания ботвы у микроклубней, видимо, связана с длительностью покоя, которая в дальнейшем оказывает влияние на длительность фаз развития растений картофеля.
Наблюдения за динамикой линейного роста пробирочных растений и микроклубней картофеля показали, что растения в начальные этапы росли в высоту очень медленно. Наибыстрые темпы роста в высоту наблюдались ближе к фазе бутонизации. Максимальная высота растений картофеля (49-68 см) обнаружена в фазе массового цветения. Среди изученных сортов и линий более активными темпами линейного роста отличились ранние и среднеранние, но наиболее высокорослые растения формировали средне -и позднеспелые сорта картофеля.
Наблюдения за формированием и учет нарастания ассимилирующей поверхности мериклонов картофеля показывали, что у пробирочных растений со сравнительно маленькой площадью листьев (9,4-10,3 см2 ) в первые дни идет очень медленно, после же адаптации к условиям произрастания- набирало темпы. Установлено, что ранние и среднеранние сорта интенсивнее формировали листовую поверхность, максимальная величина площади листьев у всех изученных генотипов достигалась в фазе цветения картофеля, что составляло в среднем 0,31-,0,44 м2 /растение. Наибольшую листовую поверхность формировали растения сорта Жуковский ранний и линия «Б».
В течение вегетации растений проводились наблюдения за морфо-физиологическими свойствами сортов картофеля, и эти параметры сопоставляли с их исходными сортами. Как выяснилось, выращенные растения - регенранты каждого сорта по всем показателям – по форме листа, окраске и типу цветка, а также по высоте главного стебля были идентичными.
В целом следует отметить, что по показателям роста и развития, изученные сорта вполне сохранили свои сортоспецифические характеристики и среди них не наблюдались растения с явными изменениями морфофизиологических признаков.
- . Продуктивность различных линий оздоровленного картофеля
При выращивании оздоровленного материала в теплице, обязательно включали комплекс мероприятий, благоприятно действующих на рост, развитие и формирование максимальных клубней пробирочных регенерантов картофеля. Особое место занимает выполнение агротехнических и агросанитарных мероприятий, включающих обработку теплиц и рассады в период развития растения, чтобы исключить массовое заражение растений вирусами, переносчиками которых является тля.
Получение миниклубней в условиях теплицы требовало разработку приемов и методов, обеспечивающих максимальный выход оздоровленных тепличных клубней картофеля с единицы площади в закрытом грунте. Были проведены опыты по изучению оптимальных условий получения миниклубней от пробирочных растений, в зависимости от густоты посадки. Результаты таких экспериментов представлены в табл.3.
Как видно из табл.3. в варианте с разными схемами посадок количество миниклубней сильно варьировало не только от схемы посадок, но и завысило от сортов. Так, в среднем количество клубней за 2 года испытания пробирочных растений сорта Невский составляло от 125 до 480 шт. на 1м2, сорта Кардинал - от 95 до 467 шт., а сорта Лорх и Жуковский ранний - от 101 до 612 шт.
Таблица 3
Влияние различных схем посадок на количество клубней
(шт./м2 в среднем) за 1995-1996гг.
| Схема посадки,см | С О Р Т | |||
| Невский | Кардинал | Лорх | Жуковский ранний | |
| 6 х 6 | 480 | 467 | 612 | 578 |
| 15 х 8 | 320 | 345 | 417 | 365 |
| 25 х 15 | 285 | 287 | 295 | 303 |
| 30 х 10 | 125 | 95 | 101 | 204 |
| НСР | 37,9 | |||
На основании полученных данных было выявлено, что посадка пробирочных растений в торфяную почву по схеме 6 х 6 см, у всех изученных сортов, обеспечивала наибольший выход миниклубней с 1 м2 - до 612 шт/ м2.
При выращивании пробирочных растений в условиях теплицы на среде с торфом, следует обратить внимание на размер и массу миниклубней. Как показывают данные табл.3, масса клубней от 480 до 612 г. была получена при выращивании пробирочных растений по схеме 6 х 6 см. Размер этих клубней составлял от 5 до 15 г. Такие клубни вполне были пригодны для дальнейшего выращивания в полевых условиях.
Наблюдения показали, что клубни массой менее 3 г имели более удлиненный период развития и требовали большей затраты труда. Как показывают данные табл.4., при переносе тепличных миниклубней в поле наибольший урожай давали клубни массой от 15 до 30 г.
Урожайность тепличных миниклубней, при полевом испытании, массой от 5 до 45 г была в пределах от 317 ц/га до 418 ц/га (для сорта Невский).Сорт Кардинал имел урожай при такой массе клубней в пределах 360-485 ц/га, а сорт Лорх -298-417 ц/га. Наиболее урожайным оказался сорт Кардинал и Жуковский ранний, урожайность сорта Жуковский ранний составила 611ц / га. Не было отмечено сортовых различий по зависимости от массы клубней.
Таблица 4
Урожайность картофеля в зависимости от массы
миниклубней в полевом опыте (площадь 20 м2, ц / га)
| Масса тепличных клубней, г | С О Р Т | |||
| Невский | Кардинал | Лорх | Жуковский ранний | |
| 3 - 5 | 287 | 261 | 186 | 298 |
| 5 - 15 | 317 | 360 | 298 | 344 |
| 15 - 30 | 418 | 485 | 417 | 499 |
| 30 - 45 | 405 | 417 | 386 | 611 |
| НСР-0,5 | 47,9 | |||
Наблюдения показали, что в первый год выращивания миниклубней в полевых условиях отмечалось некоторое увеличение фракций мелких клубней, по сравнению с обычными тепличными клубнями массой более 15 г.
Итак, используя методы биотехнологии, удалось оздоровить ряд районированных и перспективных сортов картофеля. В дальнейших работах мы опирались на сорт Жуковский ранний и полученный в последние годы сорт Пикассо (Голландия), как перспективного сорта в условиях Таджикистана.
Таким образом, установлена достаточно высокая эффективность использования тепличных миниклубней массой от 5 до 45 г для выращивания в полевых условиях, что значительно ускорит развитие элитного семеноводства картофеля.
- . Биологическая и хозяйственная продуктивность
оздоровленного картофеля
Важной характеристикой картофеля в посадках является показатель Кхоз - отношение урожая хозяйственно-ценной части к общему биологическому урожаю. На этот показатель (Кхоз) в течение вегетации растения влияют многие факторы среды- минеральное питание, водоснабжение. Вместе с тем гармоничное сочетание всех факторов среды, создание оптимальной структуры посева, как оптической системы, и подбор сортов, сохраняющих высокий показатель Кхоз в широком диапазоне условий, являются путем повышения Кхоз при высоких биологических урожаях картофеля.
Установлено, что изученные сорта значительно отличаются друг от друга по величине, как биологического, так и хозяйственного урожая (табл.5).
Таблица 5
Структура урожая у разных сортов картофеля
| СОРТ | Коли-чество клубней, шт./ растений | Масса клубней одного растения, г | Урожай, г/ растение | Индекс урожая Кхоз. | |
| хозяйст-венный | биологи-ческий | ||||
| Жуковский ранний (контроль) | 9± 1,1 | 4,35±0,4 | 41,04 ± 5,6 | 62,87 ± 8,6 | 0,65 |
| Жуковский ранний (опыт) | 11 ± 1,9 | 8,07± 0,5 | 81,5 ± 5,7 | 103,5± 13,6 | 0,79 |
| Пикассо (контроль) | 8±1,2 | 3,98±0,2 | 38,5±6,8 | 55,7±9,8 | 0,69 |
| Пикассо (опыт) | 6 ± 1,7 | 4,32 ± 0,2 | 43,1 ± 6,2 | 58,2± 10,8 | 0,74 |
| Линия «Б» | 12+2 | 10,11+0,3 | 108,7+4,5 | 119,8+6,4 | 0,90 |
Наиболее высокое значение конечного биологического урожая наблюдалось у линии «Б» (119,8 г/ растение), наименьшее - у сорта Пикассо (58,2 г/растение), раннеспелый сорт - Жуковский ранний находится между этими сортами (103,5 г/растение), что по сравнению с неоздоровленными сортами это значение очень высоко. Они формировали соответственно 55,7 - и 62,87 г/растение. По основному показателю хозяйственной продуктивности картофеля - образованию клубней - исследованные сорта сильно отличались между собой. Накопление максимального хозяйственного урожая (Кхоз) отмечалось у линии «Б» (108,7 г/растение), далее у сорта Жуковский ранний (опыт) (81,5 г/растение) минимальное- у сорта Пикассо (43,1 г/растение), а в контроле в 1,5 -2,5 раза меньше (38,5 - 41,04 г/растение). Наибольшее количество клубней формировалось также у линии «Б» (12 шт.), наименьшее - у сорта Пикассо (8 шт.).
Таким образом, изучение структуры урожая у различных по скороспелости и продуктивности оздоровленных и неоздоровленных сортов картофеля показывало, что высокая хозяйственная урожайность у оздоровленных растений линии «Б» и сорта Жуковский ранний обусловлена формированием большего количества более крупных клубней.
Показателем, отражающим связь между величиной биологического и хозяйственного урожая, является коэффициент хозяйственной эффективности (Кхоз). Исследованием установлено, что по этому показателю сорта картофеля, оздоровленные и неоздоровленные, скороспелые и позднеспелые, отличались друг от друга. Наиболее высокий выход хозяйственного урожая отмечался у линии «Б», у сорта Жуковский ранний (опыт); наименьшее у сорта Жуковский ранний в контроле (табл.5).
Эти данные свидетельствуют о том, что у оздоровленных растений различных сортов картофеля, накопление большего количества биомассы способствовало формированию высокого хозяйственного урожая.
Хозяйственная продуктивность. Результаты определения урожайности исследованных сортов картофеля показали, что по величине массы клубней, оздоровленные и неоздоровленные растения отличались друг от друга. Средняя масса 10 шт. клубней линии «Б» составила 108,7 г, у сорта Жуковский ранний (опыт) 81,5 г, а в контроле -41,04 г. Урожайность при схеме посадки 70 х 20 см составила у линии «Б» 772 ц/га, сорта Жуковский ранний 578,6 ц/га, Пикассо – 306,1 ц/га, а урожайность неоздоровленных растений почти в 2 раза меньше, чем оздоровленных.
- . Фенологические характеристики оздоровленных и неоздоровленных сортов картофеля в условиях in vivo
Для растений-регенерантов условия in vivo являются своего рода стрессовым фактором. Водный потенциал питательных растворов для выращивания растений-регенерантов примерно в 10 раз ниже, чем водный потенциал почвенного раствора при нормальной увлажненности почвы. Другой особенностью водного режима растений, растущих в условиях культуры in viтro, является отсутствие или слабая транспирация.
Как показывают данные табл.6., оздоровленные и неоздоровленные клубни отличались по продолжительности межфазных периодов и по продуктивности. Так, оздоровленный семенной материал - микроклубни, полученные из пробирочных растений, давали всходы на 13-14 дня позднее, чем семенной материал, полученный традиционным способом (неоздоровленный). Длительность всходов оздоровленных микроклубней оказалась одинакова у всех изученных сортов картофеля (Жуковский ранний, Пикассо и Кардинал). Различия между оздоровленными и неоздоровленными материалами наблюдались и в других фазах развития. Период от всходов до цветения, и до отмирания ботвы у традиционного семенного материала на 20-25 дней наступал раньше, чем у микроклубней полученных от оздоровленных пробирочных растений. Это объясняется тем, что у микроклубней, период выхода из покоя более длительный, чем у традиционного (неоздоровленного) семенного картофеля.
По другим количественным признакам таким, как число стеблей на куст, высота растений, существенных различий между изученными сортами картофеля не выявлено. Однако, следует отметить, что по массе клубней оздоровленный семенной материал на 35-40 % превосходил неоздоровленный, что наблюдалось у всех изученных сортов (Жуковский ранний, Пикассо, и Невский).
Следует отметить, что вегетационный период оздоровленных сортов существенно отличался от неоздоровленных, и составлял для сорта Жуковский ранний 98 дней против 83, для сорта Пикассо 102 и 95, для сорта Кардинал 105 и 88 дней соответственно.
Таким образом, выявлены различия по морфобиологическим признакам между оздоровленными и неоздоровленными растениями картофеля, полученными из разных сортов.
Таблица 6
Продолжительность межфазных периодов и продуктивность семенного материала
клубней различного происхождения
| Вид семенного материала | от посадки до всходов, дни | от всходов до цветения, дни | от всходов до отмирания ботвы, дни | число стеблей, шт./куст | высота главного стебля, см | масса клубней, г/куст |
| Сорт Жуковский ранний | ||||||
| Микроклубни от пробирочных растений | 25 | 71 | 98 | 3,3 | 49± 3 | 753 ± 11 |
| Традиционный материал (неоздоров. растения) | 12 | 53 | 83 | 3,2 | 47 ± 4 | 480 ±15 |
| Сорт Пикассо | ||||||
| Микроклубни от пробирочных растений | 25 | 86 | 102 | 4,4 | 68 ± 5 | 811± 15 |
| Традиционный материал (неоздоров. растения) | 11 | 61 | 95 | 4,5 | 64 ± 3 | 488 ± 11 |
| Сорт Невский | ||||||
| Микроклубни от пробирочных растений | 23 | 82 | 105 | 3,2 | 53± 4 | 642 ± 17 |
| Традиционный материал (неоздоров. растения) | 10 | 55 | 88 | 3,8 | 48 ± 3 | 417 ± 15 |
3.6. Выращивание пробирочных растений и миниклубней картофеля
в полевых условиях (производственных)
Сезон полевых работ продолжался с конца мая по сентябрь месяц. Посадка пробирочных растений и микроклубней проводилась со второй половины мая по первую декаду июня. Микроклубни, собранные весной обрабатывались ростовыми веществами – гиббериллин + тиомочевина, соответственно 1,5-2 мг, и после посадки в указанный раствор добавляли ТМТД (40-50 мг/л).
Посадка пробирочных растений проводилась в вегетационных (пластиковых) сосудах и стаканчиках с последующей их пересадкой в грунт изоляционных марлевых домиков (после 18 - 20 дней акклиматизации). При этом способе приживаемость растений составила 80-85 %. Эффективным оказался и способ прямой посадки пробирочных растений в грунт марлевых домиков. Вегетация растений проходила в марлевых изоляторах. В целях обеспечения интенсивного роста, развития растений и повышения их продуктивности проводили трёхкратное окучивание, вносили в землю перегной; проводили подкормку аммиачной селитрой дважды небольшими дозами (не более 100 д.в. кг /га) - через 5-6 дней после пересадки пробирочных растений и в фазе бутонизации; при прямой посадке пробирочных растений, подкормку проводили через 10-12 дней после посадки, а также в фазе бутонизации. Подкормку растений микроклубневого происхождения проводили во время первого и второго окучивания, т.е. по всходам и в фазе бутонизации. Фосфорные и калийные удобрения вносили при подготовке земельного участка к посадке (аммофос –300-350 кг / га, сульфат калия 350-400 кг /га).
Во всех пунктах размножения пробирочные растения и микроклубни хорошо развивались, формировали достаточные урожаи.
Средние данные урожайности пробирочных растений и микроклубней приведены в табл.7.
Максимальной продуктивности достигли 14-20 шт.клубни/растений пробирочного происхождения. Максимальная урожайность растений микроклубневого происхождения была несколько ниже, чем у растений пробирочного происхождения.
Иммуноферментным анализом было установлено отсутствие вирусной инфекции в размножаемом исходном материале картофеля.
Для получения базисного семенного картофеля были использованы оздоровленные перспективные сорта Жуковский ранний и Пикассо, а также ряд сомаклональных линий полученных в Институте физиологии растений и генетики АН Республики Таджикистан.
Эти образцы выращивали под марлевыми изоляторами в трёх пунктах Муминабадского района Хатлонской области, расположенных на высоте более 800 м, 1050 и 2100 м над уровнем моря.
Таблица 7
Продуктивность пробирочных растений - регенерантов
в условиях марлевого изолятора
(первая клубневая продуктивность - Муминабад, 2005)
| Сорт / линий | Коли-чество растений- регенеран-тов, шт. | Среднее коли-чество клубней, шт. | Общий вес клубней, кг | Среднее коли-чество клубней/ растений, шт. | Средний вес клубней/ растений, кг | Уро жай, ц/га |
| пункт Дехлоло (810 м над уровнем моря) | ||||||
| Жуковский ранний | 665 | 3402 | 136,3 | 6,12 | 0,205 | 145,4 |
| Пикассо | 452 | 3254 | 164,8 | 7,22 | 0,365 | 260,4 |
| Линия «Б» | 304 | 3209 | 88,6 | 10,7 | 0.291 | 208,2 |
| НСР-0.5 | 21,04 | |||||
| пункт Кипчок (890 м над уровнем моря) | ||||||
| Жуковский ранний | 869 | 4843 | 184,6 | 5,6 | 0,212 | 151,7 |
| Пикассо | 181 | 1574 | 56,3 | 8,7 | 0,311 | 222,2 |
| Линия «Б» Муминабад | 110 | 1269 | 39,4 | 11,7 | 0,358 | 255,6 |
| Линия «42» | 41 | 409 | 12,4 | 9,98 | 0,301 | 214,9 |
| Линия «48» | 68 | 649 | 23,7 | 9,5 | 0,348 | 248,8 |
| Линия «63» | 112 | 1211 | 38,8 | 9.9 | 0,354 | 249,8 |
| Линия «92 | 13 | 112 | 2.6 | 8.6 | 0,201 | 143,7 |
| Линия «7» | 50 | 310 | 10,28 | 6,2 | 0,254 | 181,7 |
| пункт Дошманд (2100 м над уровнем моря) | ||||||
| Жуковский ранний | 193 | 1060 | 59,0 | 5,5 | 0,306 | 218,4 |
| Пикассо | 215 | 1270 | 30,7 | 5,9 | 0,143 | 102,0 |
| Линия «Б» Муминабад | 203 | 2131 | 76,3 | 10,5 | 0,376 | 268,5 |
| НСР-0,5 | 9,08 | |||||
Во всех пунктах пробирочные растения дали достаточно хороший урожай. Например, пробирочные растения сорта Жуковский ранний оказались более продуктивными при выращивании на высотах 1050 и 2100 м над уровнем моря. Сорт Пикассо существенно превосходил по урожайности сорт Жуковский ранний на высотах 800 и 1050 м над уровнем моря. Следует особенно отметить продуктивность линий “Б” при выращивании на высотах 1050 и 2100 м над уровнем моря. В этих условиях линия “Б” превосходила по урожайности сорта Жуковский ранний и Пикассо.
Другие линии картофеля, выращенные в условиях марлевого изолятора (1050 м), дали также хорошие клубневые урожаи. Наибольшую урожайность показали линии “48” и “63”. Из-за сложности проведения экспериментов в полевых условиях эти линии не были использованы для испытания в других пунктах горной зоны Муминабада.
Следует также отметить изменение количества клубней на растениях. Испытанные сорта (Жуковский ранний и Пикассо) и линия “Б” во всех зонах выращивания отличились по формированию клубней на растений. Наибольшее количество клубней на растение формировала линия “Б” (10-12 клубней). Между сортами Жуковский ранний и Пикассо по этим признакам существенных различий не было обнаружено. В последующих экспериментах линия «Б» получила название «сорт» Муминабад – как перспективный материал для семеноводства в Муминабадской зоне выращивания картофеля.
Таким образом, полученные результаты показали, что опробованные нами способы перевода пробирочных растений непосредственно в грунт являются надежными для получения базисного семенного картофеля при формировании урожая, где существенную роль играет вертикальная зональность их выращивания. Независимо от сорта высокие показатели по количеству клубней и урожайности в целом были получены при выращивании пробирочных растений на высоте более 2000 м. Небольшие сортовые вариации по урожайности наблюдались в долинной зоне выращивания пробирочных растений.
Полученный базисный семенной картофель был испытан в этих зонах для получения супер-супер элитного семенного материала (табл.8.).
Как видно из данных табл.8., урожайность картофеля напрямую зависела от высоты его возделывания. По мере повышения зоны возделывания базисного семенного материала картофеля, урожайность его независимо от сорта возрастала. Между сортами Жуковский ранний и Пикассо при их выращивания в пунктах Сарсибулок (800 м), Дехлоло (850 м), Дошманд (2100 м) различий по урожайности не было отмечено. Существенные различия между этими сортами обнаружены при их выращивания в пунктах Ароб (2300 м). Сорт Жуковский ранний по урожайности почти в два раза превосходил сорт Пикассо.
Таблица 8
Продуктивность базисного семенного картофеля в конкретных условиях выращивания (Муминабад, 2006)
| Сорт / линий | Коли-чество растений, шт. | Среднее коли-чество клубней, шт. | Общий вес клубней, кг | Среднее коли-чество клубней/ растение, шт. | Средний вес клубней/ растение, кг | Уро жай, ц/га |
| пункт Сарсибулок (800 м над уровнем моря) | ||||||
| Жуковский ранний | 117,1 | 3814 | 302 | 3,3 | 0,258 | 184,9 |
| Пикассо | 821 | 4787 | 326 | 5,8 | 0,397 | 283,6 |
| пункт Дехлоло (810 м над уровнем моря) | ||||||
| Жуковский ранний | 2043 | 7009 | 752 | 3,4 | 0,368 | 286,1 |
| Пикассо | 1011 | 3695 | 387 | 3,7 | 0,383 | 273,5 |
| Линия «Б» Муминабад | 608 | 3244 | 197 | 5,4 | 0,324 | 231,5 |
| НСР-0,5 | 37,5 | |||||
| пункт Дошманд (2100 м над уровнем моря) | ||||||
| Жуковский ранний | 818 | 6384 | 360 | 7,8 | 0,440 | 314,4 |
| Пикассо | 1000 | 6512 | 474 | 6,5 | 0,474 | 338,6 |
| Линия «Б» Муминабад | 1178 | 7949 | 436 | 6.8 | 0,370 | 264,4 |
| НСР-0,5 | 21,04 | |||||
| пункт Ароб (2300 м над уровнем моря) | ||||||
| Жуковский ранний | 304 | 3204 | 246 | 10,5 | 0,809 | 578,2 |
| Пикассо | 405 | 3266 | 173 | 8,1 | 0,427 | 305,2 |
| Линия «Б» Мумиинабад | 258 | 2974 | 279 | 11,5 | 1,081 | 772,4 |
| НСР-0,5 | 41,7 | |||||
Испытанная линия “Б” (в дальнейшем мы называли Муминабад, как претендент на сорт) также показал хорошую урожайность во всех зонах выращивания. Наивысшую урожайность линия показала в пункте Ароб (2300 м), по сравнению с сортами Жуковский ранний и Пикассо. Если урожайность сорта Жуковский ранний была 578 ц/га, сорта Пикассо – 305 ц/га, то у линии Муминабад было 772 ц/га.
Между испытанными сортами были обнаружены также различия по формированию количества клубней на растение. Наибольшее количество клубней на растение формировал “сорт” Муминабад (в среднем 11 шт) и наименьшее сорт Пикассо (в среднем 8 шт.), а сорт Жуковский ранний формировал в среднем 10 шт. на растение.
Таким образом, анализ полученных результатов показал надежность использования пробирочных растений для получения качественного супер-супер элитного семенного материала картофеля. Показано изменение эффективности использования вертикальной зональности для отбора по урожайности сортов картофеля. Высокий уровень формирования клубней на растение, независимо от сорта, наблюдался на высоте более 2000 м над уровнем моря.
Во всех зонах выращивания оздоровленного картофеля было получено 3960 кг супер-супер элитного семенного картофеля. “Сорт” Муминабад в зоне Ароб (2300 м) в среднем формировал более 1 кг клубней на растение, сорт Жуковский ранний- 0,8 кг и сорт Пикассо –0,42 кг на растение.
Наблюдения за ходом образования клубней растениями - регенерантами картофеля показывали, что процесс зависел от сорта и начинался у ранних и среднеранних в среднем за 60-70 дней после их посадки. Ранним сортам характерно более быстрое формирование клубней и интенсивное запасание в них ассимилятов (Латушкин и др., 1997).
Таблица 9
Структурный анализ урожая миниклубней картофеля
| Сорт | Урожайность миниклубней с одного растения | Число клубней с размером в диаметре | ||
| шт. | г | <2,0 cm | 2,0-5,0 cm | |
| Жуковский ранний | 11 | 75,6 | 7 | 4 |
| Пикассо | 8 | 52,4 | 5 | 3 |
| Линия «Б», Муминабад | 12 | 86,2 | 9 | 3 |
Структурный анализ урожая картофеля показывал, что основными его составляющими являются число клубней и их размер. Растения - регенеранты картофеля при их выращивании в открытом грунте марлевых изоляторов по схеме посадки 60Х20 см формируют миниклубни размером от 0,5-1,0 до 4,0-5,0 см в диаметре. В среднем 62-75 % миниклубней имели размер менее 2,0 см. Между сортами и линиями по размеру формировавшихся миниклубней существенных различий не наблюдалось (табл.9).
Сформировавшиеся миниклубни хотя по размеру не отличались, но по своей форме, цвету кожуры, числу глазков и их расположению были похожи на клубни родительских сортов.
Количество миниклубней на растение является не менее важным компонентом урожая в семенных посадках. Обработка урожайных данных по урожайности позволила обнаружить высокую положительную корреляцию между числом миниклубней и урожаем картофеля.
Мы полагаем, что высокая продуктивность оздоровленных сортов картофеля независимо от условий выращивания связана не только с освобождением растений от вирусной инфекции, но и от координированного функционирования элементов продукционного процесса в онтогенезе растений. Для решения этих вопросов необходимо было изучить физиолого-биохимические механизмы продукционного процесса, как теста на качество клубневой урожайности оздоровленных растений картофеля, с целью использования этих показателей для отбора в семеноводстве.
3.7. Наличие и содержание вирусов в оздоровленных
и в неоздоровленных сортах картофеля
При выращивании безвирусного семенного картофеля в различных зонах Республики Таджикистан (долине, предгорной и горной), первостепенное значение имеет анализ распространения болезней и их переносчиков в этих зонах. Только после детального исследования этиологии болезней картофеля, можно перейти к организации безвирусного семеноводства картофеля в горной и предгорной зонах.
В последние годы в Таджикистане особо вредоносными являются: колорадский жук, озимая совка и проволочники. Среди бактериальных болезней повсеместно распространенными являются: черная ножка, кольцевая гниль, мокрые гнили клубней, из грибных болезней чаще наблюдается: парша обыкновенная, сухая гниль клубней, фитофтороз.
Вирусные и вироидные болезни картофеля в предгорной зоне (1200-1800 м над уровнем моря) распространены в меньшей степени, высокие репродуктивные качества картофеля сохраняются здесь в течение 3-4-х поколений (табл.10.).
Для освобождения картофеля от распространенных мозаичных вирусов Х, М, Y, А, L и др., нами был использован метод культивирования верхушечной меристемы (размером 100-150 мк) на среде Мурасига-Скуга содержащей 10 мг/ РНК-азы. Данные различных авторов свидетельствуют о том, что большая зона верхушечной меристемы свободна от вирусов L, Y, A, X, и наименьшая от вируса M. Поэтому освобождение картофеля от вирусов X и M в большинстве случаев способствует оздоровлению от вирусов Y, A, L, а добавленная в среду РНК-аза увеличивает приживаемость меристемы и освобождает от РНК-содержащих вирусов.
Установлено, что между оздоровленными и неоздоровленными растениями картофеля имелись существенные различия по содержанию вирусов X,Y, L. Эти различия также отчетливо проявлялись между клубнями. Так, наименьшее содержание этих вирусов обнаружены у оздоровленного сорта Жуковский ранний, а наибольшее у оздоровленного сорта Кардинал (табл.10). В тоже время, у оздоровленных растений сортов Жуковский ранний, Кардинал и Пикассо анализ вирусов методом ИФА дал отрицательный результат. Необходимо отметить, что обнаруженное содержание вирусов у клубней оздоровленных сортов ниже порога существующих норм стандартов при сертификации семенного материала (Анисимов, 2003).
Таблица 10
Содержание вирусов в 1-ой полевой репродукции и в растениях
картофеля, 2005 год
| Сорта | Вирусы, % | Вироиды | |||
| Х | Y | L | BBKK | ||
| Оздоровленные растения картофеля | |||||
| Жуковский ранний | Клубни | 0,1 | 0,3 | 0,1 | 0 |
| Растения | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| Пикассо | Клубни | 1,0 | 1,1 | 0,9 | 0 |
| Растения | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| Кардинал | Клубни | 1,3 | 0,7 | 0,6 | 0 |
| Растения | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| 8-10 – ая репродукция, неоздоровленные растения | |||||
| Жуковский ранний | Клубни | 9,3 | 5,3 | 6,2 | 3.1 |
| Растения | 9,1 | 6,2 | 5,0 | 2,9 | |
| Пикассо | Клубни | 10,5 | 7,3 | 7,8 | 1,1 |
| Растения | 11,1 | 6,2 | 7,3 | 2,3 | |
| Кардинал | Клубни | 2,2 | 3,1 | 2,8 | 4,2 |
| Растения | 11,5 | 8,1 | 5,8 | 3,4 | |
Содержание вирусов X,Y, L в контрольных вариантах исследованных сортов (Жуковский ранний, Кардинал и Пикассо), было выше пределов существующих норм стандартов и сертификации семенного материала картофеля. Содержание вирусов X,Y, L в растениях всех сортов (Жуковский ранний, Кардинал и Пикассо) существенно превосходило клубни.
Интересный результат был получен при анализе вироидов-веретеновидности клубней картофеля (ВВКК), определенный методом молекулярной гибридизации с использованием фермента обратной транскриптазы (РНК/ДНК) гибридизации. Результаты исследований показали, что в клубнях и растениях оздоровленных сортов не были обнаружены вироиды, что свидетельствует о надежности использованного нами метода оздоровления картофеля. Наличие ВВКК у неоздоровленных сортов (Жуковский ранний, Кардинал и Пикассо) указывают на то, что в предгорных и горных зонах выращивается картофель со сверхдопустимым пределом содержания вироидов.
Анализ полученных результатов показывал наличие вредоносных вирусов и ВВКК в картофелеводческих зонах Республики Таджикистан, например в Муминабадском районе Хатлонской области, что способствует падению клубневого урожая и вырождению сортов. Использованный нами метод оздоровления с использованием РНК-азы полностью освобождал семенной материал картофеля от вирусов X,Y, L и ВВКК.
4. ПРОДУКЦИОННЫЙ ПРОЦЕСС И УРОЖАЙНОСТЬ
ОЗДОРОВЛЕННОГО КАРТОФЕЛЯ
4.1. Фотосинтетическая деятельность и донорно-акцепторные отношения у оздоровленных растений картофеля
При изучении морфобиологических параметров картофеля было установлено, что оздоровленные от патогенов сорта характеризуются ярко зеленой окраской и сочностью листьев, чем и объяснялось нормальное протекание фотосинтетических процессов и накопление высокого урожая клубней. Известно, что вирусная инфекция вызывает у растений глубокие физиологические изменения, приводящие к серьезным функциональным расстройствам.
В период вегетации у неоздоровленных растений картофеля наблюдались симптомы грибковых заболеваний - фитофтороза, вирусных – мозаичности и скручивания листьев, а также корневой гнили. Степень поражения растений болезнями в течение вегетации зависела от фазы развития картофеля. Наибольшее поражение патогенами наблюдалось с фазы цветения до созревания клубней, что связано с физиологическим возрастом и состоянием больного растения. Среди изученных сортов сорт Жуковский ранний и линия «Б» проявляли большую устойчивость к болезням.
Между оздоровленными и неоздоровленными растениями существует заметная разница в интенсивности роста и развития, начиная с появлением всходов, которое связано с физиологическим состоянием семенного материала. Клубни, с большим потенциалом роста при благоприятных условиях в отличие от неоздоровленных давали 100 % - ные всходы и формировали мощные растения, которые в течение вегетации хорошо сохранялись. Напротив, от растений сформированных от неоздоровленных клубней, до конца вегетации сохранялось 75-90 %.
Наблюдения за скоростью нарастания площади листьев растений картофеля показали, что оздоровленным сортам свойственно относительно быстрое формирование большей ассимилирующей поверхности по сравнению с неоздоровленными. Установлено, что по величине максимального прироста площади листьев, изученные сорта отличались друг от друга. Сорт Жуковский ранний (опыт) выделялся более интенсивным формированием площади листовой поверхности в течение вегетации. Наибольшая листовая поверхность у обоих сортов отмечена в фазе цветения и в начале фазы ягодообразования. Максимальная величина площади листьев формировались у растений сорта Жуковский ранний (опыт) - 29,3 тыс. м2 / га, а наименьшая - у растений сорта Кардинал - 28,3 тыс. м2/га. У неоздоровленных растений эта величина на 3-4 тыс. м2/га меньше, чем у оздоровленных.
Расчеты показали, что у оздоровленных сортов Жуковский ранний и Кардинал показатели фотосинтезирующей массы листьев больше, чем у неоздоровленных (табл.11).
Таблица 11
Эффективность ассимиляционной работы листьев у оздоровленных и неоздоровленных сортов картофеля
| Сорт | ФМЛ, г/раст. | Коли-чество клубней, шт./ раст. | УК, г/раст. | ФМЛ/ УК, | ФМЛ/К, г/шт. |
| Жуковский ранний (контроль) | 21,69±3,4 | 12±1,1 | 47,8±5,7 | 0,45 | 1,8 |
| Жуковский ранний (опыт) | 32,39±2,8 | 10±1,9 | 110,7±10,5 | 0,29 | 3,2 |
| Кардинал (контроль) | 30,24±2,0 | 13±1,2 | 62,8±6,8 | 0,48 | 2,3 |
| Кардинал (опыт) | 39,81±3,7 | 9±1,7 | 106,7±7,8 | 0,37 | 4,4 |
Оздоровленные растения способны формировать более крупные клубни и накапливать больший урожай, что свидетельствует об эффективности работы ассимиляционного аппарата.
Исследования показали, что различия между оздоровленными и неоздоровленными растениями картофеля по биологической и хозяйственной продуктивности обусловлены различиями в величине площади листьев и эффективности их работы.
Оздоровленные растения картофеля по сравнению с неоздоровленными имеют более высокие значения УПП листа. В начале фазы цветения при 80 %-ой полевой влагоемкости достигались максимальные значения УПП листа у оздоровленных растений – 0,44 – 0,55 мг / см2, что на 0,13 – 0,24 мг / см2 больше, чем у неоздоровленных.
Оздоровленные растения обладали большей фотосинтетической продуктивностью по сравнению с неоздоровленными. В среднем за вегетацию этот показатель у оздоровленных растений составил у сорта Жуковский ранний - 6,89 и у сорта Кардинал – 6,80 г/м2 х сутки, что превышало ЧПФ неоздоровленных растений примерно на 1,05-1,75 г/м2 х сутки.
Показано, что между чистой продуктивностью фотосинтеза и величиной урожая картофеля существует тесная взаимосвязь. Так, у сорта Жуковский ранний (опыт) высокому показателю ЧПФ соответствовали высокие величины биологического и хозяйственного урожая (Кхоз).
Результаты изучения интенсивности фотосинтеза показали, что его величины резко изменялась по мере увеличения листовой поверхности и зависели от сорта картофеля. У исследованных сортов в фазе бутонизации интенсивность процесса была максимальной, а в последующие фазы развития она постепенно уменьшалась. Интенсивность фотосинтеза листьев у оздоровленных растений в фазе бутонизации и цветения заметно превосходила интенсивность процесса у неоздоровленных растений.
Превышение интенсивности фотосинтеза в эти фазы развития картофеля у оздоровленных растений сорта Жуковский ранний составляла 23-30%, а у сорта Кардинала -17-25%. По интенсивности фотосинтеза в фазы бутонизации и цветения сорт Жуковский ранний значительно превосходил сорт Кардинал (рис. 1.).
Наблюдались отличия по величине интенсивности фотосинтеза между оздоровленными и неоздоровленными растениями. Максимальной величины фотосинтез достигал в 13 ч и составлял у оздоровленных растений 28,4-29,6 мг СО2\г сухого вещества в час. Неоздоровленные растения имели значительно меньшую величину интенсивности фотосинтеза в 13 ч - 24,2-26,4 мг СО2/г сухого вещества в час.
Рисунок 1. Интенсивность видимого фотосинтеза сортов
Жуковский ранний и Кардинал
1- цветение, 2- бутонизация, 3 - созревания
Таким образом, анализ полученных результатов свидетельствует о том, что освобождение растений от вирусных и бактериальных болезней способствовало увеличению интенсивности фотосинтеза и его хозяйственной продуктивности. Высокая продуктивность оздоровленных растений может быть, по видимому связана с образованием большего количества фотосинтетических ассимилятов и их более эффективным использованием в продукционном процессе.
Для проверки данного предположения нами были изучены содержание и активность ключевого фермента фотосинтеза РБФК/О. Полученные данные представлены в табл.12.
Таблица 12
Содержание и активность РБФКО в онтогенезе второго листа у
оздоровленного картофеля сорта Невский
| Возраст листа, дни | Содержание РБФКО, мг/дм2 | Карбоксилаз-ная активность, мкмоль/мин на 1 мг белка | Оксигеназная активность, мкмоль/мин на 1 мг белка | Содержание хлорофилла, мг/дм2 |
| 8 | 11,3 ± 0,15 | 0,26 ± 0,03 | 0,021 ± 0,002 | 3,98 ± 0,06 |
| 14 | 13,3 ± 0,30 | 0,32 ± 0,02 | 0,029 ± 0,003 | 4,40 ± 0,05 |
| 21 | 16,4 ± 0,20 | 0,57 ± 0,05 | 0,034 ± 0,005 | 3,65 ± 0,05 |
| 28 | 10,4 ± 0,50 | 0,43 ± 0,04 | 0,034 ± 0,002 | 1,84 ± 0,06 |
| 36 | 7,5 ± 0,10 | 0,402 ± 0,02 | 0,025 ± 0,002 | 1,22 ± 0,02 |
| 50 | 3,9 ± 0,20 | 0,25 ± 0,02 | 0,024 ± 0,001 | 0,67 ± 0,001 |
Установлено, что карбоксилазная активность РБФК/О 21-дневных листьев оздоровленных растений картофеля была на 30 % выше в сравнении с контрольными растениями и сохранялась высокой на 15 дней дольше, снижаясь в 3 раза у листьев 50-дневного возраста. У листьев же этого возраста контрольных растений активность фермента снижалась в 4 раза (табл. 13),.
Оксигеназная активность фермента РБФК/О листьев контрольных и оздоровленных растений была одинакова до 21-дневного возраста, затем активность фермента у оздоровленных растений снижалась. У контрольных же растений активность сохранялась высокой до 50-дневного возраста, превосходя на 20 % оксигеназную активность листьев оздоровленных растений (табл.13). В этот период наблюдалось интенсивное накопление биопродуктов в формирующихся клубнях.
Таким образом, полученные результаты указывают на существенную роль соотношения карбоксилазной и оксигеназной активности (К/О) в регуляции фотосинтетической продуктивности.
Таблица 13
Содержание и активность РУБИСКО в онтогенезе второго листа у
неоздоровленных растений картофеля сорта Невский
| Возраст листа, дни | Содержа- ние РБФКО, мг/дм2 | Карбоксилазная активность, мкМСО2 /дм2 •мин | Оксигеназная активность, мкМСО2 /дм2 •мин | Содержание хлорофилла, мг/дм2 |
| 8 | 10,8 ± 0,15 | 24,0 ± 1,3 | 2,1 ± 0,3 | 3,17 ± 0,08 |
| 14 | 12,1 ± 0,25 | 31,2 ± 1,2 | 2,9 ± 0,7 | 3,29 ± 0,07 |
| 21 | 13,7 ± 0,30 | 44,3 ± 1,9 | 3,4 ± 0,8 | 2,47 ± 0,06 |
| 28 | 11,1 ± 0,15 | 23,1 ± 1,7 | 3,4 ± 0,2 | 1,12 ± 0,03 |
| 36 | 2,2 ± 0,15 | 17,2 ± 1,3 | 3,8 ± 0,3 | 0,17 ± 0,02 |
| 50 | 1,1 ± 0,20 | 12,0 ± 1,5 | 3,4 ± 0,1 | 0,12 ± 0,02 |
Сравнение полученных данных с результатами определения содержания вирусов в листе показало, что период интенсивного накопления вирусов в листе совпал с резким снижением карбоксилазной активности и параллельным увеличением оксигеназной функции РБФК/О, сказавшийся на биопродуктивности растений. Изменение соотношения карбоксилазной и оксигеназной активностей в онтогенезе листа, по - видимому оказало влияние на клубневую продуктивность, на качество семенного картофеля, так как накапливание вирусов в клубнях могло привести к уменьшению их аттрагирующей способности и возможно, к нарушению осморегуляции растений картофеля.
Результаты исследования физиологии водного режима оздоровленных и неоздоровленных сортов картофеля показали, что патогенные организмы нарушают и водообмен растений
Оводненность органов оздоровленных растений картофеля на 4,2-5,5 % больше по сравнению с неоздоровленными. Наибольшей оводненностью листьев отличался сорт Невский, в листьях которого по сравнению с сортами Кардинал и Жуковский ранний, содержание воды в среднем превышала 2,4-3,9 %.
Транспирация неоздровленных растений более интенсивная, чем у оздоровленных, что соответствует их физиологическому состоянию. Наиболее ярко эти различия выражены при дневном ходе транспирации (табл.14).
Установлено, что интенсивность транспирации изученных сортов в течение дня повышалась от утренних часов к полудню, а затем к вечеру падала. Максимальная величина наблюдалась у сорта Невский 3900 мг воды / г сырой массы листа, а у сорта Кардинал и Жуковский ранний 2620 и 2480 соответственно. Максимум транспирации в дневной динамике приходился у всех изученных сортов на полдень, т.е. на 12 часов. Интенсивность потери воды в течение дня более равномерна у сорта Жуковский ранний. Для сорта Невский было характерно быстрое нарастание интенсивности транспирации и резкое снижение этого показателя в последующие часы дня.
Таблица 14
Дневная динамика интенсивности транспирации листьев
у оздоровленных и неоздоровленных сортов картофеля
(мг воды / г. сырого веса / час, фаза бутонизация)
| Сорт | Время суток, час | ||||||
| 8-00 | 10-00 | 12-00 | 14-00 | 16-00 | 18-00 | 20-00 | |
| Кардинал | 640 | 880 | 2620 | 1900 | 1750 | 1420 | 410 |
| Кардинал (контроль) | 670 | 920 | 2500 | 1980 | 1820 | 1500 | 430 |
| Жуковский ранний | 490 | 790 | 2480 | 2140 | 1890 | 1510 | 450 |
| Жуковский ранний (контроль) | 510 | 800 | 2650 | 2200 | 1900 | 1530 | 460 |
| Невский | 570 | 820 | 3900 | 1800 | 1670 | 1300 | 390 |
| Невский (контроль) | 600 | 840 | 4400 | 1890 | 1720 | 1380 | 430 |
Результаты исследований показали, что величины интенсивности транспирации в течении вегетации значительно менялись и достигли максимальных значений (в среднем 2900-3200 мг воды на г сырой массы листа у неоздоровленных и 2500-3000 г воды / г сырой массы листа у оздоровленных) в фазе бутонизации картофеля, а затем постепенно снижались к фазе созревания клубней.
Таким образом, оздоровленные растения картофеля по величинам интенсивности транспирации превосходили неоздоровленные. Это свидетельствует о том, что оздоровление картофеля от вирусов и других патогенных организмов способствовало более экономному использованию воды растениями в течение всего вегетационного периода, и следовательно, обеспечивало нормальную работу фотосинтетического аппарата, наряду с другими факторами привело к увеличению урожайности растений картофеля и повышению качества клубней.
Результаты изучения способности оздоровленных растений картофеля адаптироваться к различным зонам выращивания в Муминабадском районе показали, что величины интенсивности транспирации существенно различались в зависимости от высоты его возделывания. Эти различия имели также сортозависимый характер (табл.15.).
Таблица 15
Интенсивность транспирация, водный дефицит и УПП листа оздоровленных сортов в зависимости от высоты возделывания
| Зона выращивания | ||
| Сорт | Дехлоло (800 м) | Ароб (2300 м) |
| Интенсивность транспирации, мг воды/г. сырой массы листа | ||
| Жуковский ранний | ||
| Пикассо | 583 | 700 |
| Линия «Б» | 593 | 1000 |
| Линия «48» | 483 | 800 |
| 416 | 800 | |
| Дефицит влажности, % | ||
| Жуковский ранний | 30 | 23,6 |
| Пикассо | 27,2 | 29,3 |
| Линия «Б» | 24,8 | 28,3 |
| Линия «48» | 35,3 | 26,6 |
| УПП листа, мг/см2 | ||
| Жуковский ранний | 0,577 | 0,552 |
| Пикассо | 0,502 | 0,427 |
| Линия «Б» | 0,514 | 0,502 |
| Линия «48» | 0,552 | 0,477 |
Высокое значение интенсивности транспирации на высоте 2300 м над уровнем моря по сравнению с другими генотипами имел сорт Пикассо.
Водный дефицит у всех изученных генотипов примерно одинаков и колебался в пределах 23-35 %. Показатели водного дефицита линии «Б» т.е «сорта» Муминабад в долинной части ( Дехлоло,800 м) были несколько завышенными по сравнению с другими сортами. Водный дефицит у изученных генотипов не изменялся при выращивания растений картофеля в долинной и горной зонах Муминабада, и следовательно, являлся стабильным признаком водообмена растений (табл.15).
Увеличение транспирационной активности в горной зоне по сравнению с долинной зоной связано, очевидно, с изменением мезоструктуры листа. Значение УПП листа у всех изученных генотипов, выращенных в долинной зоне, выше, чем в горной зоне. Изменение УПП листа в долинной зоне выращивания картофеля, по-видимому, связано с температурным фактором окружающей среды.
Таким образом, интенсивность транспирации оздоровленных растений картофеля зависела от условий выращивания. В горной зоне (2300 м) интенсивность транспирации выше, чем в долине (800 м) и это связано с изменением УПП листа. В долине значения УПП листа картофеля было выше, чем в горной зоне и не зависели от генотипов. У всех изученных генотипов интенсивность транспирации и УПП листа имели обратную зависимость.
4.2. Распределение продуктов фотосинтеза
у оздоровленных растений картофеля
Согласно концепции А.Т. Мокроносова (1981,1983), донорно-акцепторные отношения (source-sink) представляют собой систему, функционирование которой определяется генетической программой.
Донорно-акцепторные взаимоотношения у картофеля в условиях жаркого климата Таджикистана оставались не изученными.
Нами установлено, что на начальных этапах развития картофеля (всходы) значительная часть биомассы у всех сортов накапливалась в листьях (55-77%) и в стеблях (17-25%),т.е. в этот период основными потребителями (акцепторами) ассимилятов являлись листья и стебли (табл.16).
С переходом растений в репродуктивные фазы, с появлением новых акцепторов (бутонов, цветков, столонов и клубней) в фазах бутонизации и цветения, характер распределения ассимилятов на рост органов изменился. Уменьшилась масса листьев и их доля в общей фитомассе. Произошла смена акцепторной функции листа на донорную. При этом листья, являясь донорами ассимилятов для аттрагирующих центров, одновременно сохранили от 20 до 50% ассимилятов на поддержание собственного роста (табл.16).
В фазу цветения основными акцепторами продуктов фотосинтеза стали формирующиеся клубни. Их доля в общей биомассе у всех сортов составила 60-65%.
В фазе созревания (ягодообразования) основной поток ассимилятов направлен на формирование урожая. Их доля в общей сухой биомассе растения в целом составила 78-80%. При этом, доля листьев сильно уменьшилась и составила 6-12% от общей фитомассы.
Таблица 16
Динамика продуктивности разных генотипов в течении вегетации растений картофеля
(г сухого веса / растение)
| Сорт | ФАЗЫ РАЗВИТИЯ | ||||||||||||||
| БУТОНИЗАЦИЯ | ЦВЕТЕНИЕ | СОЗРЕВАНИЕ КЛУБНЕЙ | |||||||||||||
| лис тья | стеб ли | осталь ные органы | сум ма | клуб ни | листья | стебли | остальные органы | сумма | клубни | листья | стебли | осталь- ные органы | сумма | клубни | |
| Жуковский ранний | 11,3 (53,2) | 2,55 | 2,97 | 16,82 | 4,4 (20,7) | 17,8 (20,4) | 5,92 | 8,08 | 31,8 | 55,6 (63,6) | 7,55 (5,9) | 3,5 | 4,88 | 15,93 | 110,7 (87) |
| Жуковский ранний (контроль) | 9,06 (52,5) | 2,17 | 2,64 | 13,87 | 3,4 (8,9) | 8,20 (16,0) | 4,08 | 6,0 | 18,29 | 33,5 (61,8) | 7,70 (12,6) | 2,51 | 2,71 | 12,92 | 47,8 (78,7) |
| Кардинал | 12,6 (48,7) | 3,04 | 5,63 | 21,27 | 4,7 (18,1) | 21,7 (18,7) | 13,9 | 11,95 | 47,55 | 68,2 (58,9) | 8,49 (6,8) | 4,4 | 5,08 | 17,97 | 106,7 (85,6) |
| Кардинал (контроль) | 10,4 (53,4) | 2,13 | 3,13 | 15,66 | 3,8 (19,5) | 13,4 (16,9) | 4,8 | 8,9 | 27,1 | 37,3 (57,9) | 7,5 (9,6) | 3,6 | 4,37 | 15,47 | 62,8 (80) |
- Примечание: В скобках указана величина массы листьев и клубней от общей массы органов растений картофеля, в %
Характер распределения ассимилятов у неоздоровленных растений отличался от оздоровленных. Это, по-видимому, во многом связано с закупоркой проводящих сосудов частицами вирусов.
Таким образом, анализ распределения биомассы по органам растения картофеля показал, что наиболее урожайным являлся тот картофель, у которого большая доля продуктов фотосинтеза в фазах бутонизации и цветения расходовалась на новообразование листьев.
Установлено, что на начальных этапах формирования генеративных органов в фазах бутонизации и цветения коэффициент ДАО у всех исследованных сортов был очень низким (0,36-4,0). Максимальные значения достигались в фазе ягодообразования (6,2-14,6). Высокие коэффициенты ДАО были характерны для оздоровленных сортов (12,5 - 14,6). Эти данные свидетельствует об усилении эпигенетической (плодовой) нагрузки на единицу массы (площади) листьев и о высокой донорной способности фотосинтетического аппарата оздоровленных растений картофеля, т.е. у этих сортов единица массы листьев работала эффективнее и обеспечивала формирование большего количества клубней.
Оздоровленные и неоздоровленные растения существенно различались по степени аттракции продуктов фотосинтеза, что обуславливало неодинаковые темпы накопления массы клубней при выращивании в одинаковых условиях. Оздоровленные растения обоих сортов обладали лучшей физиолого-генетической системой аттракции, обеспечивавшей в период роста и развития клубней, более активную “перекачку” ассимилятов из листьев в клубни.
В период интенсивного накопления веществ в клубнях резко усиливалась интенсивность транспирации, водоудерживающая способность листьев, т.е. активировалось водопотребление растений.
Взаимодействие вегетативных (доноров) и генеративных (акцепторов) органов в период формирования урожая является важнейшим фактором, определяющим продуктивность растений. Нами установлено, что изменение донорно-акцепторных отношений связано с водным режимом, который регулирует фотосинтетические и ростовые процессы.
5. БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХРАНЕНИЯ ОЗДОРОВЛЕННОГО СЕМЕННОГО КАРТОФЕЛЯ
Семенное качество клубней в период покоя во многом связано с биохимическими процессами, происходящими в клубнях в период хранения, поскольку являются продолжением их жизненного цикла, но без участия материнского растения. Изменение физиолого-биохимических процессов при хранении имеет генетический характер.
Предполагается, что интенсивное формирование ростков при выходе из состояния покоя зависит от интенсивности дыхания. Чем продолжительнее период покоя, тем ниже интенсивность дыхания.
Установлено, что микроклубни сортов Жуковский ранний и Невский в первые три месяца хранения при 3-4 0С в холодильнике примерно на 90 % давали небольшие отростки, этот показатель у сортов - Кардинал и Пикассо составляли 45 и 60 % соответственно. Эти данные являются важными при составлении режима хранения микроклубней и их использовании при посадке в полевых условиях. На сохранность качества клубней в период покоя и выхода из неё, важную роль играет состояние белковых пектинов.
5.1. Пектин - деградирующий фермент в процессе хранения, выхода из покоя и роста клубней картофеля
За последнее десятилетие значительно повысился интерес к изучению группы биологически активных веществ, обнаруженных в составе некоторых растений, обладающих свойствами ингибирования активности определенных ферментов.
Белковый ингибитор - полигалактоуронидаза (БИПГ) локализована на поверхности пектиновых веществ. Сетчатая структура пектинов в комплексе с БИПГ препятствует проникновению микробов в ткань и клетки при созревании, хранении урожая.
Показано, что содержание БИПГ в листьях одного яруса картофеля исследуемых сортов изменялось в процессе роста растения и различалось в разных фазах генеративной стадии, отражая связанные с онтогенезом изменения в обмене веществ всего растения (рис.2).
Рисунок 2. Активность БИПГ клубней картофеля в период
хранения
1 - Жуковский, 2 - Невский, 3 – Кардинал
Активность ингибитора БИПГ зависит от температуры хранения. Активность этого фермента в клубнях, хранившихся при 3-40С, была в три раза выше, чем при 16-180С. Такая тенденция обнаружена у всех исследованных сортов картофеля (рис. 3).
Рисунок 3. Активность БИПГ в клубнях картофеля, хранившихся при температуре 16-18 0С, и в ростках полученных от них
1 - Жуковский, 2 - Невский, 3 – Кардинал
В проростках, появлявшихся на клубнях, хранившихся при температуре 16- 180С, активность БИПГ (стадия I) выше, чем в клубнях, из которых они образовались, и сильно возрастала в стадии II. При этом изменение активности ингибитора точно отражало изменение в стадии хранения, т.е. максимальная активность БИПГ в ростках совпадала с понижением активности в клубнях.
Нами была изучена активность БИПГ в процессе роста растений. Приведенные в табл. № данные показывают, что в процессе роста клубней активность БИПГ изменялась и различалась в полностью сформировавшихся растениях, в стеблях и листьях (табл.17).
Таблица 17
Активность БИПГ в процессе роста и развития
растений картофеля
| Сорта | Июнь | Июль | Август | Сентябрь | ||||
| сте бель | листья | сте бель | листья | сте бель | листья | сте бель | листья | |
| Жуковский ранний | 5,7 | 13,8 | 2,6 | 7,3 | 1,4 | 9,7 | 10,2 | 1,4 |
| Невский | 4 | 9 | 1,4 | 6,1 | 2,2 | 8,1 | 8,2 | 1,4 |
| Кардинал | 3 | 6,8 | 1,4 | 5,2 | 1,4 | 7,8 | 6,4 | 1,4 |
В стеблях активность ингибитора снижалась в ходе вегетации, а в листьях она резко подала в период интенсивного клубнеобразования, а затем незначительно увеличивалась.
Таким образом, активность БИПГ в листьях имела наибольшую величину; в клубнях, хранящихся при низкой температуре - в стадии вынужденного покоя, а также в ростках, образовавшихся при повышенной температуре, во время выхода клубней из состояния глубокого покоя активность БИПГ резко усиливается.
6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КАРТОФЕЛЯ
6.1. Экономическая эффективность производства
семенного картофеля
В условиях рыночной экономики особую роль играют доходообразующие культуры, обеспечивающие лучшую приспособленность агрофитоценозов к специфике местных природных условий, которые позволяют более эффективно использовать техногенные факторы.
Культура картофеля выступает в качестве важнейшего рентообразующего фактора, как бы «озвучившего» в цене величину и качество урожая благодаря лучшему использованию местных почвенно-климатических условий и т.д. В данном случае картофель должен обеспечивать доходы тем, кто его выращивает
Исходя из этих затрат нами были произведены расчеты по эффективности выращивания семенного картофеля на условном гектаре Необходимо отметить, что от выращивания семенного картофеля завысить эффективность производства картофеля.
На производство более качественного семенного материала затрачивается меньше материально - денежных затрат. Необходимо отметить, что выращивание картофеля качественным семенным материалом способствует увеличению урожайности картофеля.
Самый высокий урожай картофеля был получен при выращивание супер-супер элитного семенного материала, и он составил 400 ц, а при выращивание других вариантов урожайность снизилась на 20 ц, 40 ц, 60 ц, и 80 ц соответственно.
В связи с тем, что на рынке цена семенного картофеля зависит от ее классности (супер-супер эита, супер элита, элита и т.д.), выручка от реализации картофеля полученная от варианта супер-супер элитного материала с 1 гектара составило 96000 сомони, а чистый доход 76745 сомони. В остальных вариантах валовый доход и прибыл уменьшается. На каждый вложенный сомони, в зависимости от вариантов использования семенного материала, было получено 3,98, 2,69, 221, 1,44 и 1,02 сомони соответственно.
Таким образом, наибольший условный чистый доход (76745 тыс/га), уровень рентабельности (398%) и себестоимости (48,1 сомони/ц) обеспечивает при использовании на посадку супер-супер-элитный материал, полученный меристемным методом.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Биотехнология культуры меристемы стала экономически оправданной при микроразмножении картофеля посредством усовершенствования культуральной среды, упрощения методов получения семенного материала для расширения производства элиты. Сомаклональная вариация растений-регенерантов картофеля в культуре in vitro расширяет возможности отбора устойчивых растений картофеля к стрессовым факторам среды.
На основе лабораторных и полевых результатов предлагается система выращивания качественного семенного материала картофеля методом биотехнологии.
Нами показано, что для выращивания 1500 тонн элиты картофеля требуется использование 3,5 тыс. оздоровленных пробирочных растений или микроклубней, которые высаживаются в марлевых изоляторах (домиках) на площади 0,035га. В течение вегетации в домиках проводили строгий контроль зараженности растений на вирусы методом иммуноферментного анализа (ИФА-анализ). Полученный урожай от пробирочных растений или микроклубней использовали для получения супер-супер элитного материала на площади 0,4га. На последующие годы (3-4 года) из этого материала получали суперэлиты на площади 2,5 га и на четвертый год элиты на площади 75 га (система).
Система выращивания элиты методом биотехнологии (рис.5):
1-й год – отбор клонов (исходные растения) в полевых изоляторах на основе лабораторного и ИФА-анализа по листовым пробам и получение меристемных растений-регенерантов.
2-й год – выращивание растений регенерантов или микроклубней в марлевых изоляторах – супер-супер элиты.
3-й год – получение суперэлиты.
4-й год – получение элиты
Таким образом, разработаны биотехнологические основы создания качественного семенного картофеля и широко внедрены в картофелеводство Республики Таджикистан.
Лаборатория
1 год 2 год 3 год 4 год
Рисунок 4.Система получения оздоровленного семенного материала картофеля
ВЫВОДЫ:
1. Установлено, что оздоровленный семенной картофель по энергии прорастания, однородности растений, хозяйственного потенциала продуктивности, качества клубней существенно превосходил сорта картофеля полученного традиционными методами;
2. Показано, что оздоровленный семенной картофель свободный от вирусов имеет клубни разного размера (микроклубни от 0,2 до 0,8 г; миниклубни от 5 до 60 г). При этом, потомство миниклубней, полученных в полевых условиях в марлевых изоляторах, по качеству и урожайности не отличаются от пробирочных растений и миниклубней полученых в лабораторных условиях;
3. Установлена достаточно высокая эффективность и перспективность использования тепличных миниклубней, с целью налаживания элитного семеноводства картофеля в полевых условиях;
4. Изучение роста, развития, фотосинтетической продуктивности и водного режима мериклонов, при их выращивании в полевых условиях (горной зоны), показало генетическую стабильность морфофизиологических характеристик сортов картофеля. Среди изученных образцов, наиболее продуктивными по формированию миниклубней (12-15 шт/растение) оказались линия «Б» и сорт Жуковский ранний, что говорит о перспективности широкого использования метода апикальных меристем в оздоровлении растений и получении первичного посадочного материала картофеля.
5. Выявлено, что урожайность оздоровленного семенного картофеля значительно превосходит урожайность неоздоровленных сортов картофеля. Прибавка урожая по отношению неоздоровленных сортов составляет 20-30 %. Повышение урожайности у оздоровленного картофеля связано с улучшением у них фотосинтетической деятельности, рациональным распределением, запасанием ассимилятов и накоплением большего количества сухих веществ в клубнях;
6. Наибольшую площадь листьев, как в период максимума, так и в среднем за вегетацию формируют оздоровленные растение сорта – Жуковский ранний (29,3 тыс. м2/га), Кардинал (28,3 тыс.м2 /га) наименьшую – неоздоровленные растение сортов Жуковский ранний и Кардинал (25,38 и 24,27).
Использование на посадку оригинальных семян, полученных методом меристемы по сортоспецифичным вирусам, увеличивает максимальную площадь листьев агроценоза у сорта Кардинал на 2,6 тыс. м2 /га, Жуковский ранний на 3,4 тыс. м2/га, по сравнению с традиционным семенным материалом.. Установлено, что величина площади листьев положительно коррелирует с накоплением сухой подземной биомассой и коэффициентом хозяйственной эффективности.
7. Выявлено, что оздор41овленный семенной материал во втором полевом потомстве (супер-супер элита) практически не содержат вирусов M, L, X и BBKK. Содержание этих вирусов у неоздоровленного материала значительно превосходят допустимую норму.
8. Обнаружены, достоверные различия в уровне и продолжительности интенсивности фотосинтеза листа (ИФЛ), активности РБФК/О в онтогенезе растений картофеля между оздоровленными и неоздоровленными сортами картофеля. По уровню ИФЛ и активностью РБФК/О оздоровленные сорта существенно превосходят неоздоровленные. По-видимому, это обеспечивает, у оздоровленных растениях картофеля, превосходство по клубневой урожайности, по сранению с неоздоровленными. Существование положительной корреляции между ИФЛ и активностью РБФК/О у оздоровленных растений связано с высокой скоростью оттока ассимилятов, образующихся в процессе фотосинтеза и оттока накопившихся продуктов, из ассимилирующих в запасающие органы картофеля.
9. Обнаружены, онтогенетические изменения содержание и активность РБФК/О. У стареющих листьев картофеля, карбоксилазная активность гораздо ниже, чем у молодых. Соотношение карбоксилазной и оксигеназной активности РБФК/О (К/О) остается постоянным у молодых и средних по возрасту листьев, и уменьшается у стареющих. Значение карбоксилазной и оксигеназной активности фермента до 28-дневного возраста листа имеет отношение 6,4 а в 50-дневном- 5,0.
10. Соотношение карбоксилазной и оксигеназной активностей (К/О), играет существенную роль в регуляции фотосинтетической продуктивности, и может активно влиять на транспорт ассимилятов, создавая при этом условия, поддерживающие фотосинтез на высоком уровне, так как фотосинтез и последующее распределение образующихся при этом продуктов являются ключевым фактором продуктивности оздоровленных растений.
11. Обнаружена суточная ритмичность оттока биопродуктов в клубни, в зависимости от фазы развития растения, и являющейся фактором увеличения клубневой продуктивности оздоровленных растений. Если в фазе бутонизации-цветении отток в клубни осуществляется исключительно за счет фотосинтеза, то в фазе клубнеобразования значительная доля оттока происходит за счет «похудения» не фотосинтезирующих органов растений. Распределение ассимилятов являются одной из причин больших различий по величине биологического и хозяйственного урожая у оздоровленных и неоздоровленных растений, влияющей на качество семенного материала.
12. Используя методы биотехнологии, удалось оздоровить ряд перспективных сортов картофеля, таких как сорт Жуковский ранний, сорт Пикассо и линии «Б» с условным названием Муминабад. Эти генотипы являлись высокоурожайными, и используется в семеноводстве.
13. Разработаны и внедрены в производство биотехнологические основы получения качественного семенного материала картофеля.
14. Установлено, что изменение активности БИПГ соответствует изменению состоянию клубней, и имеет сортозависимый характер. Обнаружено, изменение активности БИПГ в процессе роста и развития растений и формирования клубней. Этот процесс также имеет сортозависимый характер. Состояние активности БИПГ можно использовать для оценки состояния клубней при хранении, выходе из покоя и проведении физиологического мониторинга сортов на устойчивость к вирусам и другим заболеваниям. Получение экспериментальные данные, также дают возможность высказать мысль о том, что состояние активности БИПГ является одним из важных критериев качества семенного картофеля и могут быть рекомендованы в семеноводство картофеля.
15. При посадке массы тепличных клубней (30-45), возделывание пробирочных растений (высоте 2100 м) и базисного семенного материала (высота 2300 м над уровнем моря), получен наибольший чистый доход и уровень рентабельности, а себестоимость единицы продукции при этом была наименьшей. Наибольшее количество чистой энергии от 45,2 до 49,7 ГДж/га была получено в этих вариантах, рассчитанных на урожайность от 27,0 до 77,2 т/га. На этих вариантах, также выше коэффициент превращения энергии (2,92-8,6 ед.).
16. Корреляционный анализ выявил прямую положительную связь урожайности сухой фитомассы и клубней с параметрами агроценоза картофеля. Наиболее сильная она у урожая сухой фитомассы с площадью листьев (r = 0,997), урожая клубней с ЧПФ (r = 0,995), урожая от массы микроклубней r =(0,835), и от схемы посадок (r = 0,938). Полученные уравнения регрессии можно использовать при программировании
17. Совокупность полученных нами данных свидетельствуют о том, что получение качественного семенного материала картофеля и его высокая урожайность связаны с системным исследованием физиологических и биотехнологических вопросов в системе in vitro и in vivo. Использование их в растениеводстве, ускоряет элитное семеноводство и обеспечивает биологическую безопасность пищевых продуктов сельскохозяйственных растений в Республике Таджикистан.
РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРАКТИКИ
- Полученный нами “образец” Муминабад (линия “Б”), показал во всех пунктах выращивания достаточно высокий урожай, и в дальнейшем будет рекомендован для получения сертификата на сорт, что даёт возможность обеспечения элитным материалом картофеля Хатлонской области Таджикистана.
- Для использования, студентами в учебном процессе и фермерам предлагается, методическое указание по выращиванию качественного семенного материла картофеля в Таджикистане.
- На основе лабораторных и полевых результатов, предлагается схема выращивания качественного семенного материала картофеля методом биотехнологии. Показано, что для выращивания 1500 тонн элиты картофеля требуется использование 3,5 тыс. оздоровленных пробирочных растений или микроклубней, которые высаживаются в марлевых изоляторах (домиках) на площади 0,035 га. Разработаны биотехнологические основы создания качественного семенного картофеля и его широкое внедрение в картофелеводство Республики Таджикистан.
- Состояние активности БИПГ можно использовать для оценки состояния клубней при хранении, выходе из покоя и проведении физиологического мониторинга сортов на устойчивость к вирусам и другим заболеваниям.
СПИСОК
основных работ, опубликованных по теме диссертации
1. Салимов А.Ф. Особенности хранения семенного безвирусного картофеля и плодов орехоплодных / Салимов А.Ф., Нимаджанова К.Н., Каримов М.К. // Труды научно-теоретической конф. «Научные основы прогрессивных технологий хранения и переработки сельхозпродукции для создания продуктов питания человека», Россия-Углич, 1995. С.62-63.
2. Салимов А.Ф. Интенсивность и продуктивность фотосинтеза сортов картофеля в условиях Гиссарской долины / Салимов А.Ф., Нимаджанова К.Н., Каримов А.Ф., Анварова М.А. // Труды второй научной конф. Биохимического общества Республики Таджикистан, 1996. С.39.
3. Салимов А.Ф. Рост, развитие и продуктивность оздоровленных сортов картофеля в условиях Гиссарской долины / Салимов А.Ф., Нимаджанова К.Н., Каримов М.К. // Мат. Проф.-преп. Конф. Ф-та плодовощеводства и с\х биотехнологии, Душанбе, 1998. С. 207-214
4. Салимов А.Ф. Генетическое различие между линиями картофеля по способности образовывать клубни в различных экологических зонах Таджикистана / Салимов А.Ф., Каримов М.К., Нимаджанова К.Н. // Труды Международной научной конференции Худжанд, 1998. С.28.
5. СалимовА.Ф. Морфо-физиологические показатели фотосинтеза картофеля / СалимовА.Ф., Бобохонов Р.С., Ахмедов Н.А. // Вестник Таджикского государственного педагогического университета (серия естественных наук). Душанбе, 1998. С.31.
6. Бобохонов Р.С. Интенсивность и продуктивность фотосинтез разных сортов картофеля / СалимовА.Ф., Бобохонов Р.С., Ахмедов Н.А. // Труды Респ. Конф., посвященной 50-летию Таджикского государственного национального университета. Душанбе. 1998. С.33.
7. Бобохонов Р.С. Активность рибулозо-1,5 бифосфаткарбоксилазы у различных линий картофеля, отличающихся по урожайности /. Бобохонов Р.С., Давлятназарова З., Салимов А.Ф., Каримов М., Мирзорахимов А. // Доклады АН РТ, Душанбе, 1999. Том ХI. № 5-6 С. 63-67
8. Холов Ф.Ш. Транспирационный коэффициент и продуктивность картофеля в условиях западной части Гиссарской долины / Холов Ф.Ш., Салимов А.Ф., Алиев К.А. // Материалы республиканской научной конференции ТАУ. «Актуальность развития агропромышленного комплекса республики» - Душанбе, ТАУ 2000. С. 102-103
9. Холов Ф.Ш. Продуктивность и водообмен генетически модифицированных растений картофеля / Холов Ф.Ш., Салимов А.Ф., Ахмедов Н.А. // Материалы республиканской научно-производственной конференции- Душанбе: ТАУ. 2001. С.93-97.
10. Холов Ф.Ш. Особенности водообмена модифицированных растений картофеля / Холов Ф.Ш., Салимов А.Ф., Ахмедов Н.А. // Материалы республиканской научной конференции «Природные ресурсы Таджикистана, рациональное их использование и защита окружающей среды» - Душанбе, ТГНУ. 2001. С.51-52.
11. Салимов А.Ф. Физиологическая роль белковых ингибиторов / Салимов А.Ф., Нозимов К.Х. // Теоретический и научно-практический журнал Кишоварз (Земледелец), ТАУ, №1, 2005.- С.20-23
12. Нозимов К.Х. Активность белковых ингибиторов картофеля / Нозимов К.Х., Салимов А.Ф. // Теоретический и научно-практический журнал Кишоварз (Земледелец), ТАУ, №1, 2005 г. С.23-25.
13. Салимов А.Ф. Регуляция распределения продуктов фотосинтеза у растений картофеля / Салимов А.Ф. // Теоретический и научно-практический журнал Кишоварз (Земледелец), ТАУ, №1, 2005 г. С.23-27
14. Салимов А.Ф. Донорно-акцепторные отношение и продуктивность генотипов картофеля / Салимов А.Ф. // Теоретический и научно-практический журнал Кишоварз (Земледелец), ТАУ, №1, 2006 г. С. 16-20.
15. Салимов А.Ф. Физиологические основы продуктивности оздоровленного картофеля в Таджикистане (монография) Душанбе, ТАУ, 2006 г. 104 с.
16. Х.Х. Авганова Физиолого-биохимические особенности термоустойчивых растений-регенерантов картофеля / Х.Х. Авганова, Г.О. Мирзохонова, Н.Н. Назарова, С.А. Файзиева, А.Ф. Салимов, К.А. Алиев // Доклады АН РТ, Душанбе, 2006. Том 49. № 5-6 С. 468-475.
17. Салимов А.Ф. Продуктивность в связи с развитием донорно-акцепторных функции листа в онтогенезе растений картофеля. / Салимов А.Ф. // Теоретический и научно-практический журнал Кишоварз (Земледелец), ТАУ, №3, 2006 г. С.8 10.
18. Салимов А.Ф. Сортовые особенности и донорно-акцепторные отношения у оздоровленных растений картофеля / Салимов А.Ф. // Теоретический и научно-практический журнал Кишоварз (Земледелец), ТАУ, Кишоварз, №3, 2006 г.
19. Салимов А.Ф. Выращивание безвирусного семенного картофеля в условиях Таджикистана / Салимов А.Ф., Назарова Н.Н., Мирзохонова Г.О., Алиева С.К. // Душанбе: Изд-во ТАУ. 2007.- 30 с.
20. Салимов А.Ф. Фотосинтетическая деятельность и продуктивность оздоровленных растений картофеля / Салимов А.Ф. // Доклады ТАСХН, 2007. № 1 (11), С.52-54
21. Салимов А.Ф. Размножение оздоровленного материала картофеля и оценка сортового качества посевов в условиях Муминабадского района / Салимов А.Ф. // Доклады ТАСХН, 2007. №2 (12), С. 32-35.
22. Салимов А.Ф. Адаптивность и продуктивность оздоровленных пробирочных растений в условиях Муминабадского района / Салимов А.Ф. // «Вестник национального университета». Научно-теоретический журнал, серия естественных наук №3 (35), 2007, Душанбе, «Сино». С. 216-221.
23. Нигматуллоев З.С. Транспирационная активность оздоровленных растений картофеля в условиях Таджикистана / Нигматуллоев З.С., Салимов А.Ф. // Материалы научно-практиктической конференции молодежи университета посвященной 16-летию независимости республики Таджикистан, - Душанбе, ТАУ, 2007. С. 72-77.
24. Салимов А.Ф. Содержание вирусов в оздоровленных и неоздоровленных генотипах картофеля / Салимов А.Ф. // Материалы международной научной конференции «Пути устойчивого развития сельского хозяйства» - Душанбе, ТАУ, 2007. С. 85-88.
25. Салимов А.Ф. Энергетическая оценка возделывания картофеля / Салимов А.Ф. // Материалы международной научной конференции «Пути устойчивого развития сельского хозяйства» - Душанбе, ТАУ 2007. С. 88-92.
26. Салимов А.Ф. Совершенствование форм реализации картофеля / Салимов А.Ф., Шоазизова М. // Материалы регионального научно-практического семинара «Особенности развития дехканских (фермерских) хозяйств горных районов», часть 1 – Душанбе,2007. С.103 – 108.
27. Шукурова М. Микроклубнеобразование столонновых растений in vitro в зависимости от условий культивирования растений - регенерантов картофеля / Назарова Н.Н., Давлятназарова З.Б., Салимов А.Ф., Нозимов К., Алиев К. // Доклады АН РТ, Душанбе, 2007. № 3 С. 34-40.
28. Алиев К.А. Испытание гибридов картофеля на устойчивость к NaCl и регенерация солеустойчивых гибридов в условиях in vitro / Карли Карло, Азимов М.Л., Неъматуллоев З.С., Салимов А.Ф., Давлятназарова З.Б., Шукурова М.Х., Назарова Н.М. // Известия АН РТ, Душанбе, 2007. № 4 С. 220-228.
29. Салимов А.Ф. Экономическая эффективность производство семенного картофеля в Республике Таджикистан / Салимов А.Ф. // Материалы регионального научно-практического семинара «Особенности развития дехканских (фермерских) хозяйств горных районов», часть 2 – Душанбе,2007 - 215 с.
30. Салимов А.Ф. Водообмен оздоровленных растений картофеля в условиях Таджикистана / Салимов А.Ф. // Теоретический и научно-практический журнал Кишоварз (Земледелец), ТАУ, №2, 2007 г. С.18 - 21.
