| Аннотация | Широкое внедрение в лесокультурное производство высокопродуктивных и гнилеустойчивых форм и гибридов осины (Populus tremula L.) сдерживается отсутствием
эффективных методов их вегетативного размножения. Достижения современной лесной биотехнологии позволяют проводить клонирование in vitro экономически ценных генотипов осины и получать посадочный материал для плантационного лесовыращивания. Изучение особенностей проявления ценных признаков и генетической
стабильности размноженных in vitro клонов в полевых условиях (ex vitro) важно для
разработки эффективных и надежных методов клонирования, гарантирующих сохранение генетической и хозяйственной ценности материнских деревьев для их устойчивого и целевого воспроизводства. Представлены результаты оценки генетической
стабильности, динамики роста, продуктивности и качества древесины трех размноженных in vitro клонов осины (6/3, 15/01 и 20/4) в полевых условиях. Микроразмножение осуществляли путем прямого органогенеза с использованием безгормональных питательных сред, что способствовало уменьшению вероятности возникновения
сомаклональной изменчивости при культивировании in vitro. По итогам 17-летних
полевых испытаний клоны демонстрируют хороший рост и достаточно высокую продуктивность древостоев, сохраняют ростовые особенности материнских деревьев,
не проявляют признаков сомаклональной изменчивости. В возрасте 17 лет средняя
высота деревьев составила 18...20 м; диаметр ствола – 25...30 см; объем ствола –
0,391...0,553 м3; запас древесины на 1 га при размещении деревьев 4×4 м и сохранности 44...71 % – 111...227 м3/га. Выявлена высокая генетическая стабильность клонов
(по микросателлитным локусам, уровню плоидности и миксоплоидии) в условиях in
vitro и ex vitro. Показано, что более высокой сохранностью и лучшими показателями
качества древесины (по плотности и длине волокна) отличается триплоидный клон
15/01, имеющий выраженную миксоплоидную природу. Это может быть связано с
оптимальным сбалансированным соотношением у него клеток разного уровня плоидности (триплоидных, диплоидных и анеуплоидных), которое обеспечивает наиболее
эффективную экспрессию генов в конкретных условиях среды.
Для цитирования: Машкина О.С., Шабанова Е.А., Вариводина И.Н., Гродецкая Т.А.
Полевые испытания размноженных in vitro клонов осины (Populus tremula L.): рост, продуктивность, качество древесины, генетическая стабильность // Лесн. журн. 2019.
№ 6. С. 25–38. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.6.25
The widespread introduction of highly productive and rot-resistant forms and hybrids of aspen
(Populus tremula L.) into the forest production is constrained by the lack of effective methods
of their vegetative reproduction. Achievements of modern forest biotechnology enable in vitro
cloning of economically valuable aspen genotypes and obtain planting material for plantation
forest growing. The study of the manifestation features of valuable traits and genetic stability
of in vitro clones propagated in the field (ex vitro) is important for the development of
effective and reliable propagation methods that guarantee the preservation of the genetic and
economic value of parent trees for their sustainable and targeted reproduction. The results of
genetic stability evaluation, growth dynamics, productivity and wood quality of three in vitro
propagated aspen clones (6/3, 15/01, and 20/4) in the field are presented. Micropropagation
was carried out by direct organogenesis using hormone-free nutrient media. According to
the results of 17-year field trials, clones demonstrate good growth and sufficiently high
productivity of stands; preserve the growth characteristics of parent trees, showing no signs
of somaclonal variability. At the age of 17, the average height of the trees was 18–20 m; the
trunk diameter was 25–30 cm; the trunk volume was 0.391–0.553 m3; the timber volume was
111–227 m3/ha at trees placing 4×4 and survival rate 44–71 %. High genetic stability of clones
in vitro and ex vitro was revealed based on the results of analysis of microsatellite loci, ploidy
level and mixoploidy. It is shown that the triploid clone 15/01, which has high myxoploidy
level, is characterized by a higher preservation and better wood quality attributes (wood
density and fiber length) than diploid clones. This is probably due to the optimal balanced
ratio of cells with different ploidy levels (triploid, diploid, and aneuploid), which provides the
most effective expression of genes in specific environmental conditions.
For citation: Mashkina O.S., Shabanova E.A., Varivodina I.N., Grodetskaia T.A. Field Trials of
in vitro Propagated Aspen Clones (Populus tremula L.): Growth, Productivity, Wood Quality,
and Genetic Stability. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2019, no. 6, pp. 25–38.
DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.6.25 |