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Tesi di dottorato
dott. Vita Luca
Titolo: La micropropagazione come opportunità di sviluppo del settore vivaistico marchigiano
Coordinatore: Prof.ssa Oriana Silvestroni
Dottorato: Produzioni Vegetali e Ambiente
Ciclo: VII CICLO - NUOVA SERIE (XXI CICLO)
- Abstract
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Con il presente studio si è voluto applicare le tecniche della coltivazione in vitro a quattro specie di interesse per il vivaismo locale marchigiano. Queste specie sono state: un ecotipo locale di carciofo (Cynara cardunculus var. scolymus L.) il 'Carciofo di Montelupone'; una cultivar di lampone (Rubus idaeus L.) var. Rossana; e due aromatiche quali l'origano (Origanum vulgare L.) e la salvia (Salvia officinalis L.). Da quanto emerso dallo studio sono stati sintetizzati quattro protocolli di micropropagazione, uno per ciascuna specie studiata, con i quali si è cercato di ottenere il più efficiente e semplice e sicuro metodo di rapida propagazione di specie di interesse locale al fine di ottenere del materiale che risponda a caratteristiche genetiche, sanitarie e di uniformità richieste per le produzioni vivaistiche all'ingrosso e per la ricoltivazione. Relativamente al carciofo il protocollo messo a punto prevede degli espianti di 2-4 cm dai carducci dal pieno campo e quindi il prelievo dallo stesso dei meristemi apicali dopo una sterilizzazione al 2% di cloro attivo per 20 minuti, gli espianti così ottenuti sono avviati alla coltura in vitro su substrato di coltura secondo Murashige e Skoog, 1962 (MS) addizionato di 0,25 mg/l di 6-BAP, gli espianti sani e vitali sono stati poi avviati alla fase di proliferazione con lo stesso substrato addizionato con diverse concentrazioni di citochinina, la più efficiente per questa specie si è rivelata essere 0,5 mg/l più 0,2 mg/l di acido indol butirrico (IBA). La concentrazione dell'agente gelificante, agar, è stata aumentata a 8 mg/l per ovviare a problemi di vitrescenza. Per la fase di radicazione i migliori risultati si sono ottenuti eliminando la citochinina dal substrato dell'ultima subcoltura lasciando solo 0,2 mg/l di IBA. Con subcolture di 20 giorni si è ottenuto un tasso di proliferazione superiore a 2. Le fasi sensibili per questa coltura sono risultate la scelta dell'espianto ed il prelievo del meristema, inoltre, per questa specie, la tecnica è risultata prevalentemente utile per la produzione delle piante madri sane e certificate da destinare poi alla produzione di carducci con metodo tradizionale. Il protocollo relativo al lampone prevede l'espianto dei meristemi da gemme prelevate dal pieno campo e sterilizzate con soluzione di ipoclorito di sodio e acqua al 2% di cloro attivo per 20 minuti, quindi il trasferimento in vitro su substrato di MS addizionato di 0,25 mg/l di 6-BAP ottenendo tassi di proliferazione di 2,4 con tempi di subcoltura di 20 giorni. Per la radicazione è sufficiente un ultimo trasferimento in substrato MS senza fitoregolatori. Questo protocollo è risultato valido per una produzione di piantine finite per la vendita. Riguardo alla salvia il protocollo prevede una sterilizzazione su microtalee di 1 cm di lunghezza con ipoclorito di sodio al 2% di cloro attivo per 20 minuti, quindi la proliferazione migliore si ottiene con substrato di MS addizionato con 0,25 mg/l di 6-BAP e l'aumento a 8 mg/l di agar per evitare fenomeni di vitrescenza, il tasso di proliferazione rilevato è superiore a 3. La radicazione si è rilevata leggermente difficoltosa in quanto la semplice eliminazione della citochinina non ha stimolato la radicazione in modo efficiente soprattutto nella sopravvivenza in fase d'ambientamento. Dalle ricerche effettuate l'utilizzo di carbone attivo e l'allungamento del tempo d'ambientamento dai 20 giorni a 30 da risultati molto positivi. I risultati ottenuti dalla sperimentazione effettuata con l'origano confermano quanto disponibile in bibliografia. Infatti, risultati positivi di sterilizzazioni sono stati ottenuti solo utilizzando semi trattati con ipoclorito di sodio allo 0,5% di cloro attivo, per 5 minuti, e poi trasferiti su substrato di proliferazione MS con aggiunta di 0,25 mg/l di 6-BAP, il quale permette di ottenere un tasso di proliferazione pari a 5. La radicazione è relativamente semplice in quanto è sufficiente allungare il tempo dell'ultima subcoltura di 7gg per ottenere una radicazione del 100%. In generale, per le diverse specie si può confermare la versatilità della tecnica e dei componenti usati soprattutto per quanto riguarda la composizione di macro-microelementi e vitamine MS dei substrati di proliferazione e radicazione, che sono risultati idonei per le diverse specie. Questa esperienza è risultata utile ai fini preposti dalla tesi, le tecniche approfondite ed i protocolli definiti sono risultati utili come supporto al vivaismo sia per quanto riguarda la produzione direttamente dal laboratorio ma anche per la produzione di piante madri risanate da avviare alla coltivazione in pieno campo.
- Abstract (english version)
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This study want to supply the techniques of in vitro cultivation of four species of interest to the Marche local nursery. These species were: a local ecotype artichoke (Cynara cardunculus var. Scolymus L.) the 'Artichoke of Montelupone', a raspberry cultivar (Rubus idaeus L.) var. Rossana, and two aromatic plants such as oregano (Origanum vulgare L.) and sage (Salvia officinalis L.). What emerged from the study were summarized in four micropropagation protocols, one for each species studied, with whom we tried to get the most efficient, simple and secure method for a rapid propagation of local interest species in order to obtain material that respond to required characteristic, like genetic stability, health and uniformity for the production and wholesale nurseries for recultivation. Related to artichoke the developed protocol to provide carducci 2-4 cm like explant from the field and then the levy from the top of meristems after a treatment with 2% of active chlorine for 20 minutes sterilization, the explant thus obtained are started to in vitro culture by using the Murashige and Skoog, 1962 (MS) substrate, supplemented with 0.25 mg/l of 6-BAP. Healthy and viable explants were forced to the proliferation phase with the same substrate but modified with different cytokinine concentrations. The most efficient plant growth combination for inducing proliferation of this species resulted BAP 0.5 mg/l combined with 0.2 mg/l of indole butyric acid (IBA). The concentration of gelling agent, agar, was also increased to 8 mg/l so to reduce vitrification problems. The best rooting results were obtained by eliminating the cytokinine concentration in the substrate of the last subculture and just keeping 0.2 mg/l IBA. The subculture time of 20 days resulted able to soustain a proliferation rate higher then 2. The sensitive stage for this specie was the choice of the mother plant and removal of the meristem. This protocol resulted efficient for the production of healthy certified mother plants for the carducci production. For raspberry, the protocol developed from this study is based on the removal of the meristem from buds collected in open field, and sterilization with a solution of sodium hypochlorite and water at 2% of active chlorine, for 20 minutes, then the meristems were transferred in vitro on MS substrate added 0.25 mg/l of 6-BAP. This medium resulted appropriate to produce a proliferation rate of about 2.4, at each subculture of 20 days. Rooting of raspberry plants was obtained by using the same substrate but without PGR. This protocol can be applied for the production of complete plants of commercial interest. Regarding sage, the protocol provides a 1 cm in length microtalee sterilization by 2% of active chlorine for 20 minutes, then, better proliferation rate was obtained by using MS medium added with 0.25 mg/l of 6-BAP and with agar concentration increased to 8 mg/l, so to reduce explant vitrification. At these conditions resulted a proliferation rate of about 1:3 explants. To achieve sage in vitro plant rooting was not sufficient the the simple removal of cytokinin, This confirm the necessity to use for this specie different rooting media including auxins or even activated carbon, so to better stimulate plant elongation and rooting before of an acclimatation period of about 20 - 30 days. Related to origano's trials, results confirm what is available in literature, the sterilizations were positive when performed on seeds treated with 0.5% of active chlorine, for 5 minutes, and then transferred to the proliferation substrate of MS containing 0,25 mg/l of 6-BAP, to obtain a proliferation rate of 5. The rooting protocol resulted relatively simple because it is sufficient to lengthen the time of subculture with 7 days more obtain a 100% rooting rate. At the end we can confirm the versatility of the micropropagation technology and components primarily regarding the substrate composition as described by MS (1962). This experience was useful for the purpose designated in theory, techniques and detailed protocols developed by this work can be taken in account for local nursery production of high quality commercial plants. This experience can be considered useful to be transferred for the propagation of other specie of interested for the regional production system.
Per informazioni rivolgersi a:
Ripartizione Dottorato di ricerca tel: 071 2202217 email: dottorato@univpm.it
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