Криоконсервирование черенков плодово-ягодных культур
Установлено, что на жизнеспособность деконсервированных черенков оказывают значительное влияние температура, длительность хранения, влажность, скорости охлаждения и отогрева. Определены допустимые значения влажности, параметры, обеспечивающие максимальную жизнеспособность черенков березы, черной смо...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Проблемы криобиологии |
|---|---|
| Дата: | 2009 |
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України
2009
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/42534 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Криоконсервирование черенков плодово-ягодных культур / Л.В. Горбунов, Т.П. Шиянова // Пробл. криобиологии. — 2009. — T. 19, № 3. — С. 338-348. — Бібліогр.: 10 назв. — рос., англ. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860270711559421952 |
|---|---|
| author | Горбунов, Л.В. Шиянова, Т.П. |
| author_facet | Горбунов, Л.В. Шиянова, Т.П. |
| citation_txt | Криоконсервирование черенков плодово-ягодных культур / Л.В. Горбунов, Т.П. Шиянова // Пробл. криобиологии. — 2009. — T. 19, № 3. — С. 338-348. — Бібліогр.: 10 назв. — рос., англ. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Проблемы криобиологии |
| description | Установлено, что на жизнеспособность деконсервированных черенков оказывают значительное влияние температура, длительность хранения, влажность, скорости охлаждения и отогрева. Определены допустимые значения влажности, параметры, обеспечивающие максимальную жизнеспособность черенков березы, черной смородины, малины, вишни, соответствующие 32–40; 40–50; 37–40; 33–45% в положительном диапазоне температур и 14–28, 30–40, 23, 37% – в отрицательном. Снижение влажности приводит к эффекту плазмолиза, а превышение – внутриклеточному кристаллообразованию. При использовании различных режимов сушки и охлаждения со скоростью 0,1°C/ч до –20 °С с последующим погружением в жидкий азот возможна реализация жизнеспособности деконсервированных черенков смородины и березы 100 %, малины – 88%, вишни – 57%.
Встановлено, що на життєздатність деконсервованих живців впливають температура, тривалість зберігання, вологість, швидкість охолодження і відігрівання. Визначені припустимі значення вологості, параметри, що забезпечують максимальну життєздатність живців берези, чорної смородини, малини, вишні, що відповідають 32–40; 40–50; 37–40; 33–45% у позитивному діапазоні температур і 14–28, 30–40, 23, 37% – у негативному. Зниження вологості призводить до ефекту плазмолізу, а перевищення – до внутрішньоклітинного кристалоутворення. При використанні різних режимів сушіння й охолодження зі швидкістю 0,1°C/год до –20°С і з наступним зануренням у рідкий азот можлива життєздатність деконсервованих живців смородини і берези 100%, малини – 88%, вишні – 57%.
It has been established that temperature, storage period, humidity, rates of cooling and thawing significantly affect viability of frozen-thawed cuttings. The found permissible values of humidity, parameters, providing maximal viability of birch, black currant berry, raspberry, cherry cuttings are 32–40; 40–50; 37–40; 33–45% within the positive range of temperatures and 14–28, 30–40, 23, 37% within the negative range. Decrease of humidity results in plasmolysis, and exceeding does in intracellular crystal-formation. During application of different regimens of drying and cooling with the rate of 0.1°C/hr down to –20°C with further plunging into liquid nitrogen the viability of frozen-thawed cuttings of currant berry and birch made 100%, 88% for raspberry and 57% for cherry.
|
| first_indexed | 2025-12-07T19:06:07Z |
| format | Article |
| fulltext |
338 PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 19, 2009, ¹3
ÏÐÎÁËÅÌÛ
ÊÐÈÎÁÈÎËÎÃÈÈ
Ò. 19, 2009, ¹3
* Автор, которому необходимо направлять корреспонденцию:
п/в Кулиничи, Харьковский район, Харьковская область,
Украина, 62404; тел.: (+38057) 740-31-66, электронная почта:
lab_cryo@ukr.net
* To whom correspondence should be addressed: PO Kulinichi,
Kharkov region, Ukraine 61480; tel.: +380 57 740 3166; e-mail:
lab_cryo@ukr.net
1Институт животноводства УААН, г. Харьков
2Институт растениеводства УААН, г. Харьков
УДК 635.076:57.043
Л.В. ГОРБУНОВ1, Т.П. ШИЯНОВА2
Криоконсервирование черенков плодово-ягодных культур
UDC 635.076:57.043
L.V. GORBUNOV1, T.P. SHIYANOVA2
Cryopreservation of Fruit-Berry Culture Cuttings
Установлено, что на жизнеспособность деконсервированных черенков оказывают значительное влияние температура,
длительность хранения, влажность, скорости охлаждения и отогрева. Определены допустимые значения влажности, параметры,
обеспечивающие максимальную жизнеспособность черенков березы, черной смородины, малины, вишни, соответствующие
32–40; 40–50; 37–40; 33–45% в положительном диапазоне температур и 14–28, 30–40, 23, 37% – в отрицательном. Снижение
влажности приводит к эффекту плазмолиза, а превышение – внутриклеточному кристаллообразованию. При использовании
различных режимов сушки и охлаждения со скоростью 0,1°C/ч до –20 °С с последующим погружением в жидкий азот возможна
реализация жизнеспособности деконсервированных черенков смородины и березы 100 %, малины – 88%, вишни – 57%.
Ключевые слова: черенки плодово-ягодных культур, криоконсервирование, жизнеспособность, длительность хранения,
влажность, скорости охлаждения и отогрева.
Встановлено, що на життєздатність деконсервованих живців впливають температура, тривалість зберігання, вологість,
швидкість охолодження і відігрівання. Визначені припустимі значення вологості, параметри, що забезпечують максимальну
життєздатність живців берези, чорної смородини, малини, вишні, що відповідають 32–40; 40–50; 37–40; 33–45% у позитивному
діапазоні температур і 14–28, 30–40, 23, 37% – у негативному. Зниження вологості призводить до ефекту плазмолізу, а
перевищення – до внутрішньоклітинного кристалоутворення. При використанні різних режимів сушіння й охолодження зі
швидкістю 0,1°C/год до –20°С і з наступним зануренням у рідкий азот можлива життєздатність деконсервованих живців
смородини і берези 100%, малини – 88%, вишні – 57%.
Ключові слова: живці плодово-ягідних культур, кріоконсервування, життєздатність, тривалість зберігання, вологість,
швидкості охолодження і відігрівання.
It has been established that temperature, storage period, humidity, rates of cooling and thawing significantly affect viability of
frozen-thawed cuttings. The found permissible values of humidity, parameters, providing maximal viability of birch, black currant
berry, raspberry, cherry cuttings are 32–40; 40–50; 37–40; 33–45% within the positive range of temperatures and 14–28, 30–40, 23,
37% within the negative range. Decrease of humidity results in plasmolysis, and exceeding does in intracellular crystal-formation.
During application of different regimens of drying and cooling with the rate of 0.1°C/hr down to –20°C with further plunging into
liquid nitrogen the viability of frozen-thawed cuttings of currant berry and birch made 100%, 88% for raspberry and 57% for cherry.
Key words: cuttings of fruit-berry cultures, cryopreservation, viability, storage period, humidity, rate of cooling and warming.
При постоянном сокращении мировых расти-
тельных ресурсов сохранение генофонда культур-
ных и дикорастущих видов растений является
актуальной проблемой. Особенно важен вопрос
сохранения генплазмы плодовых культур в побегах,
почках, семенах, пыльце, меристемах и культуре
in vitro [1, 2, 6, 8–10]. В практике садоводства в ос-
новном используют вегетативные способы размно-
жения, поскольку при размножении семенами в
потомстве изменяется генотип исходного сорто-
типа растения [1].
Наилучший способ сохранения генофонда веге-
тативно размножающихся растений – криоконсер-
вирование верхушечных меристем побегов. Дан-
Gene fund preservation of cultural and wild-grow-
ing plant species at a steady reduction of world plant
resources is an actual problem.
The question of preservation of gene plasma of
fruit cultures in shoots, buds, seeds, pollen, meristems
and in vitro culture [1, 2, 6, 8–10] is especially impor-
tant. In practical gardening the vegetative reproduction
methods are generally used, whereas during seed
reproduction a genotype of plant initial variety changes
in progeny [1].
The best method of gene fund preservation of clonal
plants is cryopreservation of apical meristems of
cuttings. This method has many advantages, but it is
associated with development of special laboratory
1Institute of Animal Breeding of Ukrainian Academy of
Agricultural Sciences, Kharkov, Ukraine
2Institute of Plant Production of Ukrainian Academy of Agricul-
tural Sciences, Kharkov, Ukraine
ÊÐÈÎÊÎÍÑÅÐÂÈÐÎÂÀÍÈÅ
ÁÈÎÎÁÚÅÊÒÎÂ
CRYOPRESERVATION
OF BIOLOGICAL SYSTEMS
339 PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 19, 2009, ¹3
ÏÐÎÁËÅÌÛ
ÊÐÈÎÁÈÎËÎÃÈÈ
Ò. 19, 2009, ¹3
ный способ имеет много преимуществ, но связан с
созданием необходимой специальной лабораторной
базы, значительными затратами рабочего времени
квалифицированных специалистов, сложностью
выполнения процедуры регенерации меристем,
однако по существующим финансовым и мате-
риальным условиям деятельности Национального
генбанка Украины обеспечить сохранность сущест-
вующих образцов невозможно.
В 1959 г. И.И.Туманов и соавт. установили, что
ветви хорошо закаленных древесных и кустарни-
ковых морозостойких растений могут быть успеш-
но заморожены до температуры жидкого азота [6].
В дальнейшем этот факт подтвердил A. Sakai [8].
После оттаивания черенки березы, черной сморо-
дины, вишни, яблони возобновляли рост, раскры-
вали листья, укоренялись.
Для обеспечения жизнеспособности деконсер-
вированных образцов на уровне 20–30% их высу-
шивали со скоростью 1°C/ч до 28–30 % влажности
с последующим охлаждением черенков винограда
и яблони от –5 до –30°С [7, 8, 10]; смородины и
крыжовника от –5 до –90°С [2]. Затем их помещали
в пары жидкого азота. Вместе с тем в работе [3]
показано, что снижение влажности используемых
образцов до 30% приводит к значительному сниже-
нию уровня их жизнеспособности.
Вероятно, для образцов каждого вида культур-
ных растений следует подбирать определенный
диапазон влажности, режим замораживания с опти-
мальной скоростью, конечную температуру охлаж-
дения и время выдержки перед погружением в
жидкий азот, способ отогрева.
Цель работы – определение области допусти-
мых значений, обеспечивающих максимальную
жизнеспособность деконсервированных черенков
плодово-ягодных культур.
Материалы и методы
Объектом исследования были черенки черной
смородины “Дачница” (Ribes nigrum L.); вишни
“Степная” (Prunus cerasus L.); малины “Новость
Кузмина”(Rubus idaeus L.); яблони “Белый налив”
(Malus domestica L.); сливы “Ренклод”, “Угорка”
(Prunus domestica L.); винограда “Лидия” (Vitis
labrusca L.). Для контроля выбранных способов
криоконсервирования использовали черенки бере-
зы (Betula pubescens) из-за их высокой криорезис-
тентности [3, 5, 6].
Черенки нарезали из однолетних побегов и
делили на отдельные образцы по 10 ± 2 шт. длиной
5–12 см, диаметром 0,5–1,2 см. Черенки имели от
2 до 5 вегетативных почек. Перед высушиванием
проверяли жизнеспособность и начальную влаж-
ность образцов. Для исследования отбирали образ-
цы с жизнеспособностью не менее 100%.
facilities, significant work breakdown of qualified
specialists, complication of carrying out the meristem
regeneration, however it is impossible to provide
viability of presenting samples according to financial
and material conditions of activity of the National
genebank of Ukraine.
In 1959 Tumanov et al. established that branches
of well-tempered woody and brushwood frost-resis-
tant plants might be successfully frozen down to
temperature of liquid nitrogen [6]. Further this fact
was confirmed by Sakai [8]. After thawing the cut-
tings of birch, black currant, cherry and apple tree
renewed growth, opened up leaves and took the roots.
For providing viability of frozen-thawed samples
at the level of 20–30% they were dried with 1°C/hr
rate up to 28–30% of humidity with further cooling
of apple and grape cuttings from –5 to –30°C [7, 8,
10], currant and gooseberry ones from –5 to 90°C
[2]. Then they were placed into liquid nitrogen vapors.
Herewith it has been shown in the paper [3] that redu-
ced humidity of used samples down to 30% results in
significant decrease of their viability level.
Probably the certain range of humidity, freezing
regimen with optimal rate, final temperature of
cooling and exposure time prior to plunging into liquid
nitrogen, thawing method for the samples of each
variety of culture plants should be selected.
The research aim was to determine the ranges of
permissible values, providing maximal viability of
frozen-thawed cuttings of fruit-berry cultures.
Materials and methods
The research objects were the cuttings of
Dachnitsa (Ribes nigrum L.) black currant; Stepnaya
(Prunus cerasus L.) cherry; Novost’ Kuz’mina
(Rubus idaeus L.) raspberry; Belyy Naliv (Malus
domestica L.) apple; Renklod, Ugorka (Prunus
domestica L.) prunes and Lidiya (Vitis labrusca L.)
grape. As the control for chosen cryopreservation
methods the birch (Betula pubescens) cuttings were
used due to their high cryoresistance [3, 5, 6].
The cuttings were cut from one year shoots and
divided into separated samples for 10 ± 2 units of 5–
12 cm length and 0.5–1.2 cm diameter. The cuttings
had from 2 to 5 vegetative buds. Prior to drying the
viability and initial humidity of samples were examined.
There were selected the samples with not less than
100% viability for studying.
The samples’ humidity change was determined
after drying, cryopreservation, rehydration with mea-
suring and calculated according to the formula:
η = ((m0 – mk)/m0)×100%,
where m0 – initial mass of native sample, g; mk – final
mass of sample after dehydration to constant mass, g
340 PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 19, 2009, ¹3
ÏÐÎÁËÅÌÛ
ÊÐÈÎÁÈÎËÎÃÈÈ
Ò. 19, 2009, ¹3
Изменение влажности образцов определяли
после высушивания, криоконсервирования, регидра-
тации взвешиванием и рассчитывали по формуле:
η = ((m0 – mk)/ m0)×100%,
где m0 – начальная масса нативного образца, г; mk –
конечная масса образца после обезвоживания до
постоянной массы, г.
Затем черенки делили на группы для высушива-
ния по трем режимам: активный, полуактивный,
пассивный. Степень влажности нативных черенков
изменяли от 50 до 30% в соответствии с указан-
ными режимами высушивания: активный С1 –
сушильная камера, температура 20 ± 2°C, влаж-
ность воздуха 25 ± 5%, выдержка 3-е суток;
полуактивный С2 – температура 5 ± 2°C, влаж-
ность воздуха 75 ± 5%; пассивный С3 – темпера-
тура – 2 ± 2°C, влажность воздуха 85 ± 5% [3]. Для
сохранения влажности концы черенков перед
охлаждением обрабатывали воском или парафином.
Разные скорости замораживания, необходимые
для криоконсервирования черенков, получали в два
этапа. На первом этапе применяли режим замора-
живания, основанный на ступенчатом охлаждении
со скоростью 0,1...0,01°C/ч. Образцы помещали в
бытовые термосы вместимостью 1,5 и 2 л, затем в
рефрижераторы и охлаждали до температур –5...
–30°С с интервалом 5°С и выдержкой 1, 3 и 7 суток
соответственно. На втором этапе часть образцов,
после их охлаждения до –20 и –30°С, извлекали из
термосов, помещали в холщевые мешочки и погру-
жали в жидкий азот со скоростью 600–800°C/мин.
Образцы хранили в рефрижераторах при темпера-
турах –5, –20 и –30°С, а также в жидком азоте с
выдержкой от одних суток до одного года.
После замораживания образцов до –196°С при-
меняли три режима оттаивания. Оттаивание образ-
цов по 1-му режиму, со скоростью 70°C/мин, прово-
дили на воздухе при температуре 20°С. Вто-
рой режим, со скоростью 1–3°C/мин, реализовыва-
ли при помещении образцов в бытовой термос,
который размещали в холодильник при темпера-
туре 5°С. Третий режим основан на ступенчатом
оттаивании со скоростью 0,1°C/ч: на 1-й ступени
до температуры –30°С, 2 -й – до –20°С, 3-й – до
–10°С, 4-й – до –5 °С, 5-й – до 5°С. При достижении
заданной температуры на каждой ступени выдер-
живали образцы в течение суток.
Режимы охлаждения и отогрева регистрировали
хромель-копелевой термопарой при скоростях 0,01–
0,1°С/ч тестером EC-890G, 70–800°C/мин – графо-
построителем Н-307.
Влияние эффектов низкотемпературной субли-
мации внутриклеточной воды и плазмолиза изучали
на основе исследования параметров сохранности и
жизнеспособности черенков, которые контро-
Then the cuttings were divided into the groups for
drying by three regimens: active, semi-active, passive.
The humidity rate of native cuttings was changed from
50 down to 30% according to these drying regimens:
C1 active – the drying chamber with temperature of
20 ± 2°C, 25 ± 5% air humidity and 3 days of
exposure; C2 semi-active – temperature of 5 ± 2°C
and 75 ± 5% air humidity; C3 passive – temperature
of –2 ± 2°C and 85 ± 5% air humidity [3]. The tips of
cuttings were treated with wax or paraffin wax prior
to cooling for humidity preservation.
The various rates of freezing necessary for cryo-
preservation of cuttings were obtained in two stages.
At stage 1 the freezing regimen, based on stepwise
cooling with 0.1...0.01°C/hr rate was used. The
samples were placed into domestic thermos flasks of
1.5 and 2 l, then into freezers and cooled down to
–5...–30°C with 5°C interval and 1, 3 and 7 days of
exposure, correspondingly. At stage 2 a part of samp-
les after their cooling down to –20 and –30°C were
taken out of thermos flasks, placed into linen bags
and plunged into liquid nitrogen with 600–800°C/min
rate. The samples were stored in freezers under –5,
–20 and –30°C and in liquid nitrogen with exposure
from a day to a year.
After sample freezing down to –196°C three tha-
wing regimens were used. Samples for the 1st regi-
mens were thawed with the rate of 70°C/min in air
under 20°C. At 2nd regimen with 1–3°C/min samples
were put into domestic thermos flask, placing into
freezer under 5°C. The 3rd regimen was based on
stepwise thawing with 0.1°C/hr rate: at 1st, 2nd, 3rd,
4th and 5th stages it was warmed to –30, –20, –10,
–5 and 5°C, correspondingly. When achieving the
fixed temperature at each stage the samples were
exposed during a day.
The cooling and thawing regimens were recorded
by chromel-copel thermocouple at 0.01–0.1°C/hr
rates with EC-890G tester and 70–800°C/min with
H-307 plotter.
Effects of low temperature sublimation of intra-
cellular water and plasmolysis were investigated on
the base of studying the survival and viability para-
meters of cuttings, which were controlled after each
drying and freezing stage. The cuttings were placed
for hydration into exicator above distilled water, expo-
sed during 12 days under 5°C and then grown in vitro
(in the glass of water at 25°C). Swelling and growth
of buds testified to viability of the studied sample.
The percentage of sample viability was estimated as
a ratio of cuttings’ number with opened buds to their
total number in the sample in vitro.
The integrity index was determined by histologic
sections of buds and cuttings, morphoanatomic studies
with use of MBS-9 microscope under 28-fold magni-
fication (preparing of buds and wood with determining
of their damage area by color) [5].
341 PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 19, 2009, ¹3
ÏÐÎÁËÅÌÛ
ÊÐÈÎÁÈÎËÎÃÈÈ
Ò. 19, 2009, ¹3
лировали после каждого этапа высушивания и
замораживания. Для восстановления влажности
черенки помещали в эксикатор, располагая их над
дистиллированной водой, выдерживали 12 суток при
температуре 5°С, а затем проращивали в условиях
in vitro (в стаканах с водой при 25°С). Набухание и
развитие почек свидетельствовало о жизнеспо-
собности исследуемого образца. Процент жизне-
способности образца оценивали как отношение
количества черенков с раскрытыми почками в
условиях in vitro к общему их количеству в образце.
Показатель сохранности определяли посредст-
вом гистологических срезов почек и черенков, мор-
фоанатомических исследований с использованием
микроскопа МБС-9 при увеличении в 28 раз (пре-
парирование почек и древесины с определением
площади их повреждения по цвету) [5].
Статистическую обработку результатов прово-
дили по методу альтернативного варьирования [4].
Результаты и обсуждение
Для определения оптимального способа крио-
консервирования различных типов черенков расте-
ний мы варьировали скорости: обезвоживания че-
ренков в процессе сушки от 0,1 до 1% в сутки [3];
охлаждения от 0,01°C/ч до 800°C/мин с выдержкой
при температурах 5, –5, –10, –15, –20 и –30°C от
одних суток до одного года; отогрева 0,1°C/ч и
70°C/мин. Результаты опытов показали, что 100%-я
жизнеспособность черенков березы наблюдается
при высушивании образцов от 37 до 33% при тем-
пературе от 20 до –2°С. Стопроцентные показатели
сохранности и жизнеспособности биообъекта
соответствовали изменению температур в диапазо-
не от –5 до –20 и –196°C со скоростями охлаждения
0,1°C/ч и 800°C/мин соответственно, а отогрева
0,1°C/ч и 70°C/мин (табл. 1). Влажность нативных
черенков составляла 40,0 ± 2,4%, перед охлажде-
нием варьировала от 33 до 37%, а после отогрева –
от 15 до 22%.
При хранении биообъектов в течение 5 месяцев
в условиях низких температур (–5°C) жизнеспособ-
ность снизилась до 30%, а сверхнизких (–160...
–196°C) была на уровне 100%. Показатель сохран-
ности во всех образцах остается относительно вы-
соким, что указывает на отсутствие роста в них
внутриклеточных кристаллов. Вероятно, что при-
чиной снижения жизнеспособности образцов яв-
ляется уменьшение влажности до 13% при тем-
пературе хранения –5°C. Вместе с тем при уровне
влажности 14% и температуре хранения –28°C в
течение 6 месяцев жизнеспособность биообъекта
не изменялась.
В результате высушивания черенков черной
смородины по трем режимам жизнеспособность
образцов не изменялась при снижении их влажности
Statistical processing was carried out according
to the method of alternative variation [4].
Results and discussion
For determination of optimal cryopreservation me-
thod for various types of plant cuttings we varied the
rates of cuttings’ dehydration during drying from 0.1
up to 1% a day [3]; cooling from 0.01°C/hr down to
800°C/min with exposure at 5, –5, –10, –15, –20 and
–30°C from one day to one year; thawing from
0.1°C/hr up to 70°C/hr. The results of experiments
have shown that 100% viability of birch cuttings was
observed during drying of the samples from 37 down
to 33% at the temperature from 20 down to –2°C.
One hundred percent indices of integrity and viability
of bioobject corresponded to temperature change
within the range from –5 down to –20 and –196°C
with the cooling rates of 0.1°C/hr and 800°C/min, cor-
respondingly and thawing rates of 0.1°C/hr and
70°C/min (Table 1). Humidity of native cuttings made
40.0 ± 2.4%, prior to cooling it changed from 33 up to
37%, but after thawing it was from 15 up to 22%.
During storage of bioobjects for 5 months under
low temperatures (–5°C) viability reduced down to
30%, but under ultra-low ones (−160...−196°C) it was
at 100% level. The index of integrity in all samples
remains relatively high, that denotes the absence of
intracellular crystal growth in them. Probably the
cause of sample viability reduction is humidity de-
crease down to 13% under –5°C storage temperature.
Moreover under 14% humidity and –30°C storage
temperature during 6 months the viability of bioobject
did not change.
Due to drying of black currant berry cuttings by
three regimens the viability of samples during decrease
of their humidity down to 42% did not change. Cooling
of samples with the rate of 0.1°C/hr down to –20°C
and 800°C/min down to –196°C and their thawing
with 70°C/min rate enabled to obtain 100% viability
of frozen-thawed cuttings (Table 2). Herewith time
of exposure at –20 and −28°C varied from 10 to 60
days. Application of 0.1°C/hr slow rate of thawing
reduced the level of integrity and viability of 0–50%
in the samples, cooled down to –20 and –196°C.
Humidity of frozen-thawed samples, with 100%
viability varied from 34 to 43%.
Storage of samples during 6 months did not result
in decrease of their viability under –28 and −196°C,
but under higher temperatures (−5°C) this index redu-
ced down to 70–80%.
For determining of minimally permissible value of
humidity of raspberry cuttings, providing maximal
viability of sample the three drying regimens were
used. It has been established, that this value make
37% [3]. Maximal viability of raspberry cuttings after
cooling down to –196°C (70%) was obtained under
342 PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 19, 2009, ¹3
ÏÐÎÁËÅÌÛ
ÊÐÈÎÁÈÎËÎÃÈÈ
Ò. 19, 2009, ¹3
до уровня 42%. Охлаждение образцов со скорос-
тью 0,1°C/ч до температуры –20°С и 800°C/ч до
–196°С и их отогрева со скоростью 70°C/мин дали
возможность получить жизнеспособность декон-
сервированных черенков 100% (табл. 2). При этом
время выдержки при температурах –20 и –28°C
варьировало от 10 до 60 суток. Использование низ-
кой скорости отогрева (0,1°C/ч) снижало уровень
сохранности и жизнеспособности 0–50% у образ-
цов, охлажденных до –20 и –196°C. Влажность де-
консервированных образцов, имеющих 100%-ю
жизнеспособность, варьировала от 34 до 43%.
Хранение образцов в течение 6 месяцев не при-
водило к снижению их жизнеспособности в процессе
хранения при температурах –28 и –196°C, а при
более высоких температурах (–5°C) данный пока-
затель снижался до 70–80%.
Для определения минимально допустимой вели-
чины влажности черенков малины, обеспечиваю-
щей максимальную жизнеспособность образца,
использовали три режима высушивания. Уста-
новлено, что данная величина составляет 37% [3].
Максимальная жизнеспособность черенков мали-
ны после охлаждения до температуры –196°С
(70%) получена при начальной влажности образца
38% (табл. 3). При влажности 34% уровень жизне-
способности снизился до 57%. Разброс значений
влажности образцов после оттаивания составил 24–
40%.
Жизнеспособность черенков вишни после глу-
бокого замораживания составила 75% при началь-
38% initial humidity of sample (Table 3). Viability level
was decreased down to 57% under 34% humidity.
Data scattering of samples’ humidity after thawing
was 24–40%.
Viability of cherry cuttings after deep freezing was
75% when initial humidity of samples was 42% (Tab-
le 4), under 31% humidity it decreased down to 44%.
High data scattering of viability of Belyy Naliv
apple cuttings of 25–60% (Table 5) after their cooling
down to −15°C was due to low humidity of samples
after drying of 37–42% in relation to minimally
admissible value of 42% [3]. Death of samples during
cooling lower than −20°C with humidity of 44% was
stipulated by water surplus, resulted in intracellular
formation of ice and that of 27–37% by water defi-
ciency due to overdrying. Humidity of samples after
cooling made 34–39%.
Maximal viability of Lidiya grape cuttings (86%)
was obtained during cooling down to −20°C with
samples’ humidity of 37.4% after drying (Table 6).
The reduction of viability level down to 70% during
sample cooling down to −5°C was related to its humi-
dity, which was lower than minimally admissible level
of 37% [3]. The absence of viable samples after their
freezing down to liquid nitrogen temperatures likely
depends on surplus of intracellular water (37.2–
40.9%), resulting in formation of ice crystals, damag-
ing cells.
Viability of Ugorka prune cuttings, cooled down
to −15°C made 100% when using the high rate of
thawing of 70°C/min and 25% at low one of 0.1°C/hr
икшусмижеР
nemigergniyrD
елсопьтсонжалВ
икшус
retfaytidimuH
gniyrd
η %,m±
,ырутарепметодеинеджалхО
)тус,акжредыв(С°
ehtotnwodgnilooC
С°,erutarepmet
)syad,erusopxe(
елсопьтсонжалВ
авергото
retfaytidimuH
gnimraw
η %,m±
ьтсоннархоС
lavivruS
%,m±S
ьтсонбосопсензиЖ
ytilibaiV
%,m±V
1С 9,1±8,23 )03(02- 1,1±6,41 0±001 0±001
2С 1,2±7,53 *)03(02- 5,1±3,22 0±001 0±001
1С 0,2±4,33 )01(03-;)09(02- 4,1±6,81 0±001 0±001
2С 1,2±5,53 *)01(03-;)09(02- 5,1±02 0±001 0±001
1С 8,1±4,23 )1(691-;)03(02- 4,1±6,81 0±001 0±001
2С 1,2±5,53 *)1(691-;)01(03-;)09(02- 5,1±02 0±001 0±001
3С 2,2±5,63 )1(691-;)03(02- 6,1±22 0±001 0±001
3С 3,2±9,63 )1(691-;)03(02- - 0±001 0±001
Таблица 1. Влияние ступенчатого охлаждения черенков березы на их жизнеспособность при охлаждении со
скоростью 0,1°C/ч до температуры –20°С и 800°C/мин до –196°С
Table 1. Effect of stepwise cooling of birch cuttings on their viability during cooling with 0.1°C/hr rate
down to –20°C and 800°C/min down to –196°C
Примечание: влажность нативных черенков η0 составляет 40,0 ± 2,4%; длина – 6±1см; диаметр – 0,4±0,2 см; скорость
отогрева – 0,1°C/ч и * – 70 °C/мин.
Notes: humidity of native cuttings η0 makes 40.0 ±2 .4%; length 6 ± 1 cm; diameter 0.4 ± 0.2 cm; thawing rate 0.1°C/hr and ∗ – 70°C/min.
343 PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 19, 2009, ¹3
ÏÐÎÁËÅÌÛ
ÊÐÈÎÁÈÎËÎÃÈÈ
Ò. 19, 2009, ¹3
ной влажности образцов 42% (табл. 4), при влаж-
ности 31% она снижалась до 44%.
Высокий разброс значений жизнеспособности
черенков яблони “Белый налив” 25–60% (табл. 5)
после их охлаждения до температуры –15°С
обусловлен низкой влажностью образцов после
высушивания: 37–42% при минимальном допусти-
мом уровне 42% [3]. Гибель образцов при охлажде-
нии ниже –20°С с влажностью 44% обусловлена
избытком воды, который приводит к внутриклеточ-
(Table 7). For the cuttings of Renklod prune the similar
dependence was obtained (Table 8). The humidity
after thawing was 19–40%. After deep freezing the
viability of all frozen-thawed samples was absent.
The analysis of obtained results shows that the
cuttings of birch and black currant berry preserve
initial viability, resulting from use of different drying
regimens such as: stepwise cooling with the rate of
0.1°C/hr down to −20...−28°C, long-term storage at
–160...–196°C and further thawing with the rate of
икшусмижеР
nemigergniyrD
елсопьтсонжалВ
икшус
retfaytidimuH
gniyrd
η %,m±
,ырутарепметодеинеджалхО
)тус,акжредыв(С°
ehtotnwodgnilooC
С°,erutarepmet
)syad,erusopxe(
елсопьтсонжалВ
авергото
retfaytidimuH
gnimraw
η %,m±
ьтсоннархоС
lavivruS
%,m±S
ьтсонбосопсензиЖ
ytilibaiV
%,m±V
3С 8,2±2,74 )06(02- 4,2±5,24 0±001 0±001
3С 9,2±2,84 )01(82- 5,2±5,83 0±001 0±001
1С 3,2±9,14 )1(691-;)03(02- 3,2±7,33 0±001 0±001
2С 4,2±7,54 )1(691-;)03(02- * 4,2±8,53 4±08 6±05
1С 9,1±3,23 )1(691-;)03(02- * - 61±03 0±0
1С 3,2±9,14 )1(691-;)01(03- 3,2±7,33 0±001 0±001
3С 9,2±7,84 )1(691-;)01(03- 6,2±7,93 0±001 0±001
Таблица 2. Влияние ступенчатого охлаждения черенков черной смородины “Дачница”
на их жизнеспособность при охлаждении со скоростью 0,1 °C/ч
до температуры –20°С и 800°C/мин до –196°С
Table 2. Effect of stepwise cooling of Dachnitsa black currant berry cuttings on their viability during cooling with
0.1°C/hr rate down to –20°C and 800°C/min down to –196°C
Примечание: влажность нативных черенков η0 составляет 49,8 ± 2,8%; длина – 7 ± 1см; диаметр – 0,4 ± 0,1 см; скорость
отогрева – 70°C/мин и * – 0,1°C/ч.
Notes: humidity of native cuttings η0 49.8 ± 2.8%; length 7 ± 1 cm; diameter 0.4 ± 0.1 cm; thawing rate 70°C/min and ∗ – 0.1°C/hr.
Таблица 3. Влияние ступенчатого охлаждения черенков малины “Новость Кузмина” на их жизнеспособность при
охлаждении со скоростью 0,1°C/ч до температуры –20°С и 600°C/мин до –196 °С
Table 3. Effect of stepwise cooling of Novost’ Kuz’mina raspberry cuttings on their viability during cooling with
0.1°C/hr rate down to –20°C and 600°C/min down to –196°C
Примечание: влажность нативных черенков η0 составляет 40,0 ± 2,4%; длина 11 ± 1 см; диаметр – 0,6 ± 0,2 см; скорость
отогрева – 70 °C/мин и * – 0,1°C/ч.
Notes: humidity of native cuttings η0 makes 40.0 ± 2.4%; length 11 ± 1 cm; diameter 0.6 ± 0.2 cm; thawing rate 70°C/min and ∗ – 0.1°C/hr.
икшусмижеР
nemigergniyrD
елсопьтсонжалВ
икшус
retfaytidimuH
gniyrd
η %,m±
,ырутарепметодеинеджалхО
)тус,акжредыв(С°
ehtotnwodgnilooC
С°,erutarepmet
)syad,erusopxe(
елсопьтсонжалВ
авергото
retfaytidimuH
gnimraw
η %,m±
ьтсоннархоС
lavivruS
%,m±S
ьтсонбосопсензиЖ
ytilibaiV
%,m±V
- 3,2±0,04 )03(02-;)03(5- 8,1±1,13 0±001 0±001
2С 2,2±0,83 )01(03-;)03(02-;)03(5- 6,1±3,32 0±001 0±001
2С 1,2±3,73 )01(03- 7,1±3,03 51±08 51±08
3С 3,2±3,83 )1(691-;)03(02- - 51±08 61±07
1С 0,2±4,43 )1(691-;)03(02- 7,1±8,92 61±07 71±75
2С 2,2±9,63 )1(691-;)03(02- * 3,1±8,11 0±0 0±0
344 PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 19, 2009, ¹3
ÏÐÎÁËÅÌÛ
ÊÐÈÎÁÈÎËÎÃÈÈ
Ò. 19, 2009, ¹3
ному образованию льда, и 27–37% – её недостат-
ком вследствие их пересушивания. Влажность
образцов после охлаждения составила 34–39%.
Максимальная жизнеспособность черенков
винограда “Лидия” (86%) получена при охлажде-
нии до температуры –20°С с влажностью образцов
после сушки 37,4% (табл. 6). Снижение уровня
жизнеспособности до 70% при охлаждении образ-
цов до температуры 5°С связано с их влажностью,
которая оказалась ниже минимально допустимого
уровня 37% [3]. Отсутствие жизнеспособных об-
разцов после их замораживания до температуры жид-
е??
икшусмижеР
nemigergniyrD
елсопьтсонжалВ
икшус
retfaytidimuH
gniyrd
η %,m±
,ырутарепметодеинеджалхО
)тус,акжредыв(С°
ehtotnwodgnilooC
С°,erutarepmet
)syad,erusopxe(
елсопьтсонжалВ
авергото
retfaytidimuH
gnimraw
η %,m±
ьтсоннархоС
lavivruS
%,m±S
ьтсонбосопсензиЖ
ytilibaiV
%,m±V
2С 3,2±04 )3(02-;)52(5- 2,2±4,23 0±001 31±08
- 4,2±0,24 )51(03-;)03(02-;)03(5- 1,2±3,03 0±001 31±08
2С 1,2±53 )51(03-;)05(02- 4,2±4,73 21±08 81±65
- 4,2±0,24 )1(691-;)03(02- - 21±08 41±57
1С 6,1±13 )1(691-;)03(02- - 01±09 41±4,44
- 3,2±0,24 )1(691-;)3(03-;)05(02- - 31±03 31±52
1С - )1(691-;)03(02- * - 21±02 0±0
- 3,2±0,24 )1(691-;)3(03-;)05(02- * - 21±02 0±0
Таблица 4. Влияние ступенчатого охлаждения черенков вишни “Степная” на их жизнеспособность при
охлаждении со скоростью 0,1°C/ч до температуры –20°С и 800°C/мин до –196°С, скорость отогрева 70°C/мин
Table 4. Effect of stepwise cooling of Stepnaya cherry cuttings on their viability during cooling
with 0.1°C/hr rate down to –20°C and 800°C/min down to –196°C, thawing rate is 70°C/min
икшусмижеР
nemigergniyrD
елсопьтсонжалВ
икшус
retfaytidimuH
gniyrd
η %,m±
еинеджалхО
С°,ырутарепметод
ehtotnwodgnilooC
С°,erutarepmet
елсопьтсонжалВ
авергото
retfaytidimuH
gnimraw
η %,m±
ьтсоннархоС
lavivruS
%,m±S
ьтсонбосопсензиЖ
ytilibaiV
%,m±V
2С 2,2±5,14 51- 1,2±4,83 0±001 51±06
1С 3,2±3,73 51- 0,2±0,43 0±001 41±52
- 4,2±4,44 51- * 2,2±0,93 51±04 0±0
- 5,2±4,44 02- 1,2±9,63 41±08 51±04
1С 9,1±1,33 02- - 51±06 0±0
Таблица 5. Влияние ступенчатого охлаждения черенков яблони “Белый налив” на их жизнеспособность при
охлаждении со скоростью 0,1°C/ч до температуры –20, –28°С и 800°C/мин до –196°С
Table 5. Effect of stepwise cooling of Belyy naliv apple cuttings on their viability during cooling with 0.1°C/hr rate
down to –20, –28°C and 800°C/min down to –196°C
Примечание: влажность нативных черенков η0 составляет 44,4 ± 2,4%; длина – 6 ± 1 см; диаметр – 0,5 ± 0,2 см; скорость
отогрева – 70°C/мин и * – 0,1°C/ч.
Notes: humidity of native cuttings η0 makes 44.4 ± 2.4%; length 6 ± 1 cm; diameter 0.5 ± 0.2 cm; thawing rate 70°C/min and ∗ – 0.1°C/hr.
Примечание: влажность нативных черенков η0 составляет 42,0 ± 2,5%; длина – 5 ± 1см, диаметр – 0,4 ± 0,1 см; скорость
отогрева – 70°C/мин и * – 0,1°C/ч.
Notes: humidity of native cuttings η0 makes 42.0 ± 2.5%; length 5 ± 1 cm; diameter 0.4 ± 0.1 cm; thawing rate 70°C/min and ∗ – 0.1°C/hr.
70°C/min. It has been shown that within positive range
of used temperatures the humidity level of birch
cuttings shoiuld be at least 32% (see Table 1) and 37%
for black currant berry (see Tavle 2). Under negative
temperatures (−28...−196°C) this index may decrease
down to 14 and 30%, correspondingly. The viability
of studied samples is sharply decreased lower than
these critical values due to hyperdehydration of cells
(plasmolysis effect).
For frozen-thawed cuttings of raspberry and apple
(see Table 3, 5) initial 100% viability is kept during
cooling down to –30 and −15°C, correspondingly.
345 PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 19, 2009, ¹3
ÏÐÎÁËÅÌÛ
ÊÐÈÎÁÈÎËÎÃÈÈ
Ò. 19, 2009, ¹3
кого азота, по-видимому, зависит от избытка вну-
триклеточной воды (37,2–40,9%), приводящего к обра-
зованию повреждающих клетки кристаллов льда.
Жизнеспособность черенков сливы сортотипа
“Угорка”, охлажденных до –15°С, составила 100%
при использовании высокой скорости отогрева
(70°C/мин) и 25% – при низкой 0,1°C/ч (табл. 7). Для
черенков сливы сортотипа “Ренклод” получена
подобная зависимость (табл. 8). Влажность после
отогрева составила 19–40%. После глубокого за-
мораживания жизнеспособность всех деконсерви-
рованных образцов отсутствовала.
Анализ полученных результатов показывает, что
черенки березы, черной смородины сохраняют
начальную жизнеспособность в результате приме-
нения различных режимов сушки: ступенчатого
охлаждения со скоростью 0,1°C/ч до температуры
–20...–28°C, длительного хранения при температу-
рах –160...–196°C и последующего оттаивания со
скоростью 70°C/мин. Показано, что в положитель-
ном диапазоне используемых температур уровень
влажности образцов черенков березы должен быть
не менее 32% (см. табл. 1) и смородины – 37%
(см. табл. 2). При отрицательных температурах
(–28...–196°C) данный показатель может снижать-
ся до 14 и 30% соответственно. Ниже данных кри-
тических значений влажности жизнеспособность
исследуемых образцов резко снижается вследствие
чрезмерного обезвоживания клеток (эффект плаз-
молиза).
Для деконсервированных черенков малины и
яблони (см. табл. 3, 5) начальная 100%-я жизне-
способность сохраняется при охлаждении до –30 и
икшусмижеР
nemigergniyrD
елсопьтсонжалВ
икшус
retfaytidimuH
gniyrd
η %,m±
еинеджалхО
С°,ырутарепметод
ehtotnwodgnilooC
С°,erutarepmet
елсопьтсонжалВ
авергото
retfaytidimuH
gnimraw
η %,m±
ьтсоннархоС
lavivruS
%,m±S
ьтсонбосопсензиЖ
ytilibaiV
%,m±V
1С 9,1±0,33 5- - 0±001 51±07
1С 1,2±4,73 02- 0,2±6,63 0±001 21±68
1С 1,2±5,73 02- 8,1±0,03 71±05 0±0
2С 2,2±7,04 03- 8,1±0,03 31±02 0±0
1С 1,2±2,83 *691-;02- 6,1±7,62 01±01 0±0
1С 2,2±9,04 691-;02- 5,1±8,43 01±01 0±0
1С 1,2±2,73 *691-;03- - 01±01 0±0
Таблица 6. Влияние ступенчатого охлаждения и отогрева черенков винограда “Лидия” на их жизнеспособность
при охлаждении со скоростью 0,1°C/ч с интервалом температур 5°C и выдержкой 1 сутки до разных температур
Table 6. Effect of stepwise cooling and thawing of Lidiya grape cuttings on their viability during cooling with 0.1°C/hr
rate with 5°C interval of temperatures and 1 day exposure to different temperatures
Примечание: влажность нативных черенков η0 составляет 49,4 ± 2,7%; длина – 8 ± 1 см; диаметр – 0,5 ± 0,1 см; скорость
отогрева – 70°C/мин и * – 0,1°C/ч.
Notes: humidity of native cuttings η0 makes 49.4 ± 2.7%; length 8 ± 1 cm; diameter 0.5 ± 0.1 cm; thawing rate 70°C/min and ∗ – 0.1°C/hr.
Herein the humidity of samples should be at least 20
and 33%. Lower values of temperature result in reduc-
tion of indices of integrity and viability due to the
growth of intracellular ice crystals.
Combined application of drying, cooling, storage
and thawing methods for grape and prune cuttings
makes it possible to preserve the initial viability of
samples during cooling down to –15 and −10°C (Table
6, 7). Herewith permissible limit of initial humidity of
studied samples should be not lower than 37 and 45%
within the positive range of temperatures and 42 and
37% within a negative one.
Thus, the viability of frozen-thawed cuttings de-
pends on complex of factors, the most important of
which is the cooling rate. The viability level changes
from 0 to 100% during cooling (1–0.1°C/hr) down to
−20°C. The stepwise method of samples’ cooling in
thermos flasks from –5 down to –20°C with exposure
of about a day at each stage was the most producible.
The initial humidity of sample has optimal value, which
is determined with its minimal level, providing the
possibility of rehydration after thawing, and maximal
one, preventing growth of intracellular ice crystals.
It should be noted that during stepwise cooling the
absence of sample drying stage with low-temperature
sublimation of intracellular water is possible. The hu-
midity of samples after thawing reduces by 4–18%
and makes 24–40%. After rehydration the humidity
of viable samples varied from 18 up to 52% and that
of non-viable was 19–45%. The humidity in certain
sample reduced from 1 to 10%, that was associated
with irregular spreading of humidity along the whole
cutting (between the tips and center). This variation
346 PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 19, 2009, ¹3
ÏÐÎÁËÅÌÛ
ÊÐÈÎÁÈÎËÎÃÈÈ
Ò. 19, 2009, ¹3
–15°C соответственно. Влажность образцов при
этом должна быть не ниже 20 и 33%. Более низкие
значения температуры приводят к снижению пока-
зателей сохранности и жизнеспособности вслед-
ствие роста внутриклеточных кристаллов льда.
Применение комплекса способов высушивания,
охлаждения, хранения и оттаивания черенков вино-
града и сливы дает возможность сохранить началь-
ную жизнеспособность образцов при охлаждении
до –15 и –10°С (табл. 6, 7). При этом допустимый
Таблица 7. Влияние ступенчатого охлаждения черенков сливы сортотипа “Угорка” на их жизнеспособность при
охлаждении со скоростью 0,1°C/ч до температуры –20°С и 800°C/мин до –196°С
Table 7. Effect of stepwise cooling of Ugorka prune cuttings on their viability during cooling
with 0.1°C/hr rate down to –20°C and 800°C/min down to –196°C
Примечание: начальная влажность черенков η0 составляет 46,0 ± 2,8%; длина – 5 ± 1 см; диаметр – 0,4 ± 0,1 см; скорость
отогрева – 70°C/мин и * – 0,1°C/ч.
Notes: initial humidity of cuttings η0 makes 46.0 ± 2.8%; length 5 ± 1 cm; diameter 0.4 ± 0.1 cm; thawing rate 70°C/min and ∗ – 0.1°C/hr.
икшусмижеР
nemigergniyrD
елсопьтсонжалВ
икшус
retfaytidimuH
gniyrd
η %,m±
еинеджалхО
С°,ырутарепметод
)тус,акжредыв(
ehtotnwodgnilooC
С°,erutarepmet
)syad,erusopxe(
елсопьтсонжалВ
авергото
retfaytidimuH
gnimraw
η %,m±
ьтсоннархоС
lavivruS
%,m±S
ьтсонбосопсензиЖ
ytilibaiV
%,m±V
- 8,2±0,64 )09(51- 6,1±0,22 0±001 0±001
- 8,2±0,64 )09(51- * - 71±05 41±52
1С 5,2±7,53 )09(02- 8,1±0,92 31±08 0±0
3С 6,2±2,04 )02(03-;)09(02- 7,1±0,52 71±05 0±0
- 8,2±0,64 )1(691-;)02(03-;)09(02- 8,1±8,13 31±02 0±0
3С 7,2±0,93 )1(691-;)02(03-;)09(02- 8,1±1,03 31±02 0±0
2С 6,2±9,63 )1(691-;)02(03-;)09(02- 6,1±1,12 71±05 0±0
1С 8,1±9,92 )1(691-;)02(03-;)09(02- 5,1±7,61 31±08 0±0
Примечание: начальная влажность черенков η0 составляет 49,4 ± 2,9%; длина – 6 ± 1 см; диаметр – 0,5 ± 0,1 см; скорость
отогрева – 70°C/мин и * – 0,1°C/ч.
Notes: initial humidity of cuttings η0 makes makes 49.4±2.9%; length 6 ± 1 cm; diameter 0.5 ± 0.1 cm; thawing rate 70°C/min and ∗ –
0.1°C/hr.
Таблица 8. Влияние ступенчатого охлаждения и отогрева черенков сливы сортотипа “Ренклод” на их
жизнеспособность при охлаждении со скоростью 0,1°C/ч с интервалом температур 5°C
и периодом выдержки 1 сутки до разных температур
Table 8. Effect of stepwise cooling and thawing of Renklod prune cuttings on their viability
during cooling with 0.1°C/hr rate with 5°C interval of temperatures and 1 day exposure
to different temperatures
икшусмижеР
nemigergniyrD
ьтсонжалВ
икшуселсоп
ytidimuH
gniyrdretfa
η %,m±
еинеджалхО
С°,ырутарепметод
)тус,акжредыв(
ehtotnwodgnilooC
С°,erutarepmet
)syad,erusopxe(
елсопьтсонжалВ
авергото
retfaytidimuH
gnimraw
η %,m±
ьтсоннархоС
lavivruS
%,m±S
ьтсонбосопсензиЖ
ytilibaiV
%,m±V
3C 8,2±0,64 )06(01- 3,2±6,04 0±001 0±001
3C 8,2±0,64 )06(51- * 4,1±5,81 71±05 0±0
3C 8,2±0,64 )06(02- 3,2±2,04 31±08 0±001
3C 8,2±0,64 )09(02- 2,2±3,83 71±05 0±2,14
of indices of sample humidity after thawing denotes
the necessity of studying the cuttings’ storage condi-
tions under low temperatures and rehydration as their
viability criterion.
Thus, establishment of permissible values of humi-
dity, cooling-thawing rates, temperature and exposure
term of samples prior to plunging into liquid nitrogen
of birch, current berry, raspberry and cherry cuttings
made possible to increase viability of frozen-thawed
samples in 2–5 times in comparison to the present
347 PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 19, 2009, ¹3
ÏÐÎÁËÅÌÛ
ÊÐÈÎÁÈÎËÎÃÈÈ
Ò. 19, 2009, ¹3
methods of cryopreservation [2, 6–10]. For cuttings
of apple, prune and grape it is necessary to carry out
additional studies, aimed to reveal the regularities of
plasmolysis and intracellular crystal-formation
negative effect based on methods of multifactor ana-
lysis [4].
Conclusions
1. Ranges of permissible values, providing maxi-
mal viability of studied cuttings of birch, black currant
berry, raspberry, cherry correspond to humidity of 32–
40; 40–50; 37–40; 33–45% within the positive range
of temperatures and 14–28, 30–40, 23, 37% within
the negative one.
During application of different regimens of drying
and cooling with rate of 0.1°C/hr down to −20°C with
further plunging of samples into liquid nitrogen one
may provide viability of frozen-thawed cuttings of
currant berry and birch at the level of 100%, 88% for
raspberry and 57% for cherry.
предел начальной влажности исследуемых образ-
цов не должен быть ниже 37 и 45% в положительном
диапазоне температур и 42 и 37% – в отрицательном.
Таким образом, жизнеспособность деконсерви-
рованных черенков зависит от комплекса факторов,
наиболее значительным из которых является
скорость охлаждения. Уровень жизнеспособности
изменяется от 0 до 100% при охлаждении (1–
0,1°C/ч) до температуры –20°C. Наиболее эффек-
тивным оказался ступенчатый способ охлаждения
образцов в термосах от температуры –5 до –20°C
с выдержкой около суток на каждой ступени. На-
чальная влажность образца имеет оптимальное
значение, которое определяется его минимальным
уровнем, обеспечивающим возможность регидра-
тации после оттаивания, и максимальным, препят-
ствующим росту внутриклеточных кристаллов
льда.
Следует отметить, что при ступенчатом охлаж-
дении возможно исключение этапа сушки образцов
с помощью низкотемпературной сублимации внут-
риклеточной воды. Влажность образцов после от-
таивания уменьшается на 4–18% и составляет 24–
40%. После регидратации влажность жизнеспособ-
ных образцов варьировала от 18 до 52% и нежиз-
неспособных – 19–45%. Влажность в отдельном
образце уменьшалась с 1 до 10%, что связано с не-
равномерностью распределения влажности по
длине черенка (между концами и серединой). Такое
варьирование показателей влажности образцов
после оттаивания указывает на необходимость
изучения условий хранения черенков при низких
температурах и регидратации как критерия их
жизнеспособности.
Таким образом, установление допустимых зна-
чений влажности, скоростей охлаждения-оттаива-
ния, температуры и времени выдержки образцов
перед погружением в жидкий азот черенков березы,
смородины, малины, вишни дало возможность
увеличить жизнеспособность деконсервированных
образцов в 2–5 раз по сравнению с существующими
способами криоконсервирования [2, 6–10]. Для че-
ренков яблони, сливы, винограда необходимо
проводить дополнительные исследования с целью
установления закономерностей негативного влия-
ния плазмолиза и внутриклеточного кристаллообра-
зования на основе методов многофакторного ана-
лиза [4].
Выводы
1. Области допустимых значений, обеспечи-
вающих максимальную жизнеспособность иссле-
дуемых черенков березы, черной смородины, ма-
лины, вишни соответствуют влажности 32–40; 40–
50; 37–40; 33–45% в положительном диапазоне тем-
ператур и 14–28; 30–40; 23; 37 % – в отрицательном.
References
Vasyuta V.M., Rybak G.M., Klimenko S.V. Gardener ’s
manual.– Kiev: Naukova Dumka, 1990.– P. 40–42.
Verzhuk V.G., Philipenko G.I., Tikhonova N.G., Zhestkov A.S.
Cryopreservation methods of fruit cultures geneplasma by
the example of currant berry, honeyberry and gooseberry //
Biofizika zhivoy kletki.– 2008.– Vol. 9.– P. 35–36.
Gorbunov L.V., Shiyanova T.P., Ryabchun V.K. Optimization
of dehydration conditions of fruit-berry culture cuttings //
Geneticheskiye resursy roslyn.– 2008.– N5.– P. 182–187.
Lakin B.F. Biometry.– Moscow: Vysshaya shkola, 1990.–
254 p.
Solov’eva M.A. Determining methods of winter resistance of
fruit-berry cuttings: Manual.– Leningrad: Gidrometeoizdat,
1982.– 35 p.
Tumanov I.I., Krasavtsev O.A., Khvalin N.N. Increase of frost-
resistance of birch and black currant berry down to –253°C
by acclimation // Doklady AN SSSR.– 1959.–Vol. 127, N??.–
1301 p.
Popov A.S., Popova E.V., Nikishina T.V., Vysotskaya O.N.
Cryobank of plant genetic resources in Russian Academy of
Sciences // International Journal of Refrigeration.– 2006.–
Vol. 29, N3.– P. 403–410.
Sakai A. Survival of the twig of woody plants at –196°С //
Nature.– 1960.– Vol. 185.– Р. 393–394.
Towill L.E., Forsline P.L. Cryopreservation of sour cherry
(Prunus cerasus L.) using a dormant vegetative bud method //
Cryoletters.– 1999.– Vol. 20, N4.– P. 215–225.
Wu Y., Zhao Y., Engelmann F. et al. Cryopreservation of
apple dormant buds and shoot tips // Cryoletters.– 2001.–
Vol. 22, N6.– P. 375–380.
Accepted in 06.03.2009
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
348 PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 19, 2009, ¹3
ÏÐÎÁËÅÌÛ
ÊÐÈÎÁÈÎËÎÃÈÈ
Ò. 19, 2009, ¹3
2. При использовании различных режимов сушки
и охлаждения со скоростью 0,1°C/ч до –20°С c пос-
ледующим погружением образцов в жидкий азот
можно обеспечить жизнеспособность деконсерви-
рованных черенков смородины и березы на уровне
100%, малины – 88%, вишни – 57%.
Литература
Васюта В.М., Рыбак Г.М., Клименко С.В. Справочник садо-
вода.– Киев: Наук. думка, 1990.– С. 40–42.
Вержук В.Г., Филиппенко Г. И., Тихонова Н.Г., Жестков А.С.
Способы криосохранения генплазмы плодовых культур на
примере смородины, жимолости и крыжовника // Биофизика
живой клетки.– 2008.– Т. 9, №1.– С. 35–36.
Горбунов Л.В., Шиянова Т.П., Рябчун В.К. Оптимізація
умов дегідратації живців плодово-ягідних культур //
Генетичні ресурси рослин.– 2008.– №5.– С. 182–187.
Лакин Б.Ф. Биометрия.– М.: Высш. шк., 1990.– 254 с.
Соловьева М.А. Методы определения зимостойкости
плодово-ягодных культур: Метод. рук-во.– Ленинград:
Гидрометеоиздат, 1982.– 35 с.
Туманов И.И., Красавцев О.А., Хвалин Н.Н. Повышение
морозостойкости березы и черной смородины до –253°С
путем закаливания // Докл. АН СССР.– 1959.– Т. 127.– С.
1301.
Popov A.S., Popova E.V., Nikishina T.V., Vysotskaya O.N.
Cryobank of plant genetic resources in Russian Academy of
Sciences // International Journal of Refrigeration.– 2006.–
Vol. 29, N3.– P. 403–410.
Sakai A. Survival of the twig of woody plants at –196°С //
Nature.– 1960.– Vol. 185.– Р. 393–394.
Towill L.E., Forsline P.L. Cryopreservation of sour cherry
(Prunus cerasus L.) using a dormant vegetative bud method //
Cryoletters.– 1999.– Vol. 20, N4.– P. 215–225.
Wu Y., Zhao Y., Engelmann F. et al. Cryopreservation of
apple dormant buds and shoot tips // Cryoletters.– 2001.–
Vol. 22, N6.– P. 375–380.
Поступила 06.03.2009
Рецензент Т.Ф. Стрибуль
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-42534 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0233-7673 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T19:06:07Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Горбунов, Л.В. Шиянова, Т.П. 2013-03-27T19:33:18Z 2013-03-27T19:33:18Z 2009 Криоконсервирование черенков плодово-ягодных культур / Л.В. Горбунов, Т.П. Шиянова // Пробл. криобиологии. — 2009. — T. 19, № 3. — С. 338-348. — Бібліогр.: 10 назв. — рос., англ. 0233-7673 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/42534 635.076:57.043 Установлено, что на жизнеспособность деконсервированных черенков оказывают значительное влияние температура, длительность хранения, влажность, скорости охлаждения и отогрева. Определены допустимые значения влажности, параметры, обеспечивающие максимальную жизнеспособность черенков березы, черной смородины, малины, вишни, соответствующие 32–40; 40–50; 37–40; 33–45% в положительном диапазоне температур и 14–28, 30–40, 23, 37% – в отрицательном. Снижение влажности приводит к эффекту плазмолиза, а превышение – внутриклеточному кристаллообразованию. При использовании различных режимов сушки и охлаждения со скоростью 0,1°C/ч до –20 °С с последующим погружением в жидкий азот возможна реализация жизнеспособности деконсервированных черенков смородины и березы 100 %, малины – 88%, вишни – 57%. Встановлено, що на життєздатність деконсервованих живців впливають температура, тривалість зберігання, вологість, швидкість охолодження і відігрівання. Визначені припустимі значення вологості, параметри, що забезпечують максимальну життєздатність живців берези, чорної смородини, малини, вишні, що відповідають 32–40; 40–50; 37–40; 33–45% у позитивному діапазоні температур і 14–28, 30–40, 23, 37% – у негативному. Зниження вологості призводить до ефекту плазмолізу, а перевищення – до внутрішньоклітинного кристалоутворення. При використанні різних режимів сушіння й охолодження зі швидкістю 0,1°C/год до –20°С і з наступним зануренням у рідкий азот можлива життєздатність деконсервованих живців смородини і берези 100%, малини – 88%, вишні – 57%. It has been established that temperature, storage period, humidity, rates of cooling and thawing significantly affect viability of frozen-thawed cuttings. The found permissible values of humidity, parameters, providing maximal viability of birch, black currant berry, raspberry, cherry cuttings are 32–40; 40–50; 37–40; 33–45% within the positive range of temperatures and 14–28, 30–40, 23, 37% within the negative range. Decrease of humidity results in plasmolysis, and exceeding does in intracellular crystal-formation. During application of different regimens of drying and cooling with the rate of 0.1°C/hr down to –20°C with further plunging into liquid nitrogen the viability of frozen-thawed cuttings of currant berry and birch made 100%, 88% for raspberry and 57% for cherry. ru Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України Проблемы криобиологии Криоконсервирование биообъектов Криоконсервирование черенков плодово-ягодных культур Cryopreservation of Fruit-Berry Culture Cuttings Article published earlier |
| spellingShingle | Криоконсервирование черенков плодово-ягодных культур Горбунов, Л.В. Шиянова, Т.П. Криоконсервирование биообъектов |
| title | Криоконсервирование черенков плодово-ягодных культур |
| title_alt | Cryopreservation of Fruit-Berry Culture Cuttings |
| title_full | Криоконсервирование черенков плодово-ягодных культур |
| title_fullStr | Криоконсервирование черенков плодово-ягодных культур |
| title_full_unstemmed | Криоконсервирование черенков плодово-ягодных культур |
| title_short | Криоконсервирование черенков плодово-ягодных культур |
| title_sort | криоконсервирование черенков плодово-ягодных культур |
| topic | Криоконсервирование биообъектов |
| topic_facet | Криоконсервирование биообъектов |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/42534 |
| work_keys_str_mv | AT gorbunovlv kriokonservirovaniečerenkovplodovoâgodnyhkulʹtur AT šiânovatp kriokonservirovaniečerenkovplodovoâgodnyhkulʹtur AT gorbunovlv cryopreservationoffruitberryculturecuttings AT šiânovatp cryopreservationoffruitberryculturecuttings |