Abstract:
У кваліфікаційній роботі представлені результати досліджень щодо інтеграції біотехнологічних та мікробіологічних методів для підвищення ефективності мікроклонального розмноження швидкорослої деревної культури Paulownia (Павловнія). Основна увага приділена використанню ризобактерій, що сприяють росту рослин, зокрема штамів роду Bacillus, на ключових етапах культивування in vitro та ex vitro.
Актуальність дослідження зумовлена необхідністю отримання високоякісного, генетично-однорідного садивного матеріалу Paulownia для комерційного лісівництва.
Мінімізації стресових явищ та підвищення приживлюваності рослин-регенерантів на критичному етапі постасептичної адаптації (ex vitro).
У роботі розглянуто теоретичні основи культури тканин in vitro та проаналізовано застосування біоінокуляції у біотехнології.
Особливу увагу приділено впливу біоінокуляції штамами Bacillus на морфогенез кореневої системимікроклонів in vitro та їхню подальшу стійкість і стартовий ріст у нестерильному субстраті. Представлено порівняльний аналіз реакцій рослин на різні варіанти обробки, включаючи оцінку інтенсивності коренеутворення, загальної біомаси, а також показника приживлюваності, який є ключовим критерієм успіху.
Експериментальна частина передбачала серію лабораторних та тепличних дослідів, спрямованих на встановлення оптимального методу та часу внесення мікроорганізмів для досягнення максимального синергетичного ефекту.
За результатами роботи встановлено, що інтеграція фітобенефіційних мікроорганізмів, зокрема бактерій роду Bacillus, розглядається як інноваційний та екологічно безпечний підхід, здатний виступати як біоконтрольний агент (зниження контамінації) та біостимулятор (покращення ризогенезу та підвищення приживлюваності ex vitro). Доведено, що використання бактерій є економічно доцільним та ефективним інструментом для виробництва високопродуктивного садивного матеріалу.
Практична значущість дослідження полягає у розробці та впровадженні інноваційного, екологічно чистого та оптимізованого протоколу біоінокуляції, який підвищує рентабельність мікроклонального розмноження Paulownia в промислових масштабах.
Description:
The qualification paper presents the results of research on the integration of biotechnological and microbiological methods to increase the efficiency of microclonal reproduction of the fast-growing tree culture Paulownia. Emphasis is placed on the use of plant growth-promoting rhizobacteria, particularly Bacillus strains, at key stages of in vitro and ex vitro cultivation.
The relevance of the study is determined by the need to:
Obtaining high-quality, genetically homogeneous Paulownia planting material for commercial forestry.
Minimization of stress phenomena and increase of survival of regenerating plants at the critical stage of postaseptic adaptation (ex vitro).
The paper examines the theoretical foundations of in vitro tissue culture and analyzes the use of bioinoculation in biotechnology.
Special attention was paid to the effect of bioinoculation with Bacillus strains on the morphogenesis of the root system of microclones in vitro and their subsequent stability and initial growth in a non-sterile substrate. A comparative analysis of plant reactions to different treatment options is presented, including an assessment of the intensity of root formation, total biomass, as well as the survival rate, which is a key success criterion.The experimental part included a series of laboratory and greenhouse experiments aimed at establishing the optimal method and time of introduction of microorganisms to achieve the maximum synergistic effect.
According to the results of the work, it was established that the integration of microorganisms of the genus Bacillus into the Paulownia propagation protocol allows to significantly increase the percentage of survival of regenerating plants at the ex vitro stage (for example, from 75% in the control to 90% during inoculation) and to stimulate intensive growth in the substrate during the first 6 weeks. It has been proven that the use of bacteria is an economically feasible and effective tool for the production of highly productive planting material.
The practical significance of the study lies in the development and implementation of an innovative, environmentally friendly and optimized bioinoculation protocol that increases the profitability of Paulownia microclonal propagation on an industrial scale.