Abstract:
У кваліфікаційній роботі представлені результати досліджень технології мікроклонального розмноження рослин на прикладі трьох економічно важливих плодових культур: малини (Rubus idaeus L.), ожини (Rubus fruticosus L.) та мигдалю (Prunus dulcis Mill.).
Актуальність дослідження зумовлена потребою українських розсадницьких господарств у високоякісному, генетично-однорідному та безвірусному посадковому матеріалі, а також зростаючим попитом на інноваційні біотехнологічні методи відтворення плодових культур.
У роботі розглянуто теоретичні основи культури тканин in vitro, проаналізовано фізіолого-біохімічні особливості досліджуваних видів, а також висвітлено ключові етапи мікроклонування:
• ініціацію стерильної культури;
• вибір та підготовку експлантів;
• індукцію мультиплікації пагонів;
• укорінення in vitro;
• адаптацію рослин-регенерантів до умов ex vitro.
Особливу увагу приділено впливу компонентів живильних середовищ, зокрема макро- та мікроелементів, джерел вуглецю та комбінацій фітогормонів (цитокінінів і ауксинів) на інтенсивність морфогенезу та життєздатність регенерантів. У роботі представлено порівняльний аналіз реакцій малини, ожини та мигдалю на різні співвідношення регуляторів росту, що дозволяє визначити
оптимальні умови для кожної культури. Проведено оцінку ефективності різних протоколів стерилізації експлантів та визначено чинники, що впливають на рівень контамінації в культурах in vitro.
Експериментальна частина передбачала серію лабораторних дослідів, спрямованих на виявлення найефективніших середовищ для мультиплікації пагонів і формування кореневої системи.
За результатами роботи встановлено, що методи мікроклонального розмноження дозволяють значно підвищити вихід здорових рослин малини, ожини та мигдалю порівняно з традиційними методами розмноження. Доведено, що оптимізація складу живильних середовищ та режимів культивування сприяє швидкому отриманню високопродуктивного безвірусного матеріалу, зберігаючи цінні сортові ознаки.
Практична значущість дослідження полягає в можливості впровадження отриманих протоколів у виробничі біотехнологічні лабораторії та розсадники України, що сприятиме підвищенню продуктивності плодових культур та розширенню асортименту посадкового матеріалу на продовольчому ринку. Отримані результати можуть бути використані у подальших наукових дослідженнях, присвячених вдосконаленню технологій мікроклонального розмноження та збереження генетичного різноманіття плодових рослин.
Description:
The qualification work presents the results of research into the technology of microclonal plant reproduction using the example of three economically important fruit crops: raspberry (Rubus idaeus L.), blackberry (Rubus fruticosus L.) and almond (Prunus dulcis Mill.).
The relevance of the study is due to the need of Ukrainian nursery farms for high- quality, genetically homogeneous and virus-free planting material, as well as the growing demand for innovative biotechnological methods of fruit crop reproduction.
The paper reviews the theoretical foundations of in vitro tissue culture, analyzes the physiological and biochemical features of the studied species, and highlights the key stages of microcloning:
• initiation of sterile culture;
• selection and preparation of explants;
• induction of shoot multiplication;
• rooting in vitro;
• adaptation of regenerant plants to ex vitro conditions.
Special attention is paid to the influence of components of nutrient media, in particular macro- and microelements, carbon sources and combinations of phytohormones (cytokinins and auxins) on the intensity of morphogenesis and viability of regenerants. The paper presents a comparative analysis of the reactions of raspberries, blackberries and almonds to different ratios of growth regulators, which allows determining the optimal conditions for each culture. The effectiveness of various
explant sterilization protocols was assessed and factors affecting the level of contamination in in vitro cultures were identified.
The experimental part involves conducting a series of laboratory experiments aimed at identifying the most effective media for shoot multiplication and root system formation. The peculiarities of the adaptation of the obtained plants to greenhouse and open ground conditions were separately investigated, including the analysis of factors affecting their survival.
The results of the work showed that microclonal propagation methods can significantly increase the yield of healthy raspberry, blackberry and almond plants compared to traditional propagation methods. It has been proven that optimizing the composition of nutrient media and cultivation modes contributes to the rapid production of highly productive virus-free material, while preserving valuable varietal characteristics.
The practical significance of the study lies in the possibility of implementing the obtained protocols in production biotechnology laboratories and nurseries of Ukraine, which will contribute to increasing the productivity of fruit crops and expanding the range of planting material on the market. The results obtained can be used in further scientific research devoted to improving microclonal propagation technologies and preserving the genetic diversity of fruit plants.