Длительное пассирование и характеристика каллусных культур клеток Melissa officinalis L.

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Изучены морфологические, цитофизиологические и биохимические (образование фенольных соединений) характеристики популяции каллусных культур клеток мелиссы лекарственной (Melissa officinalis L.) – ценного лекарственного и эфиромасличного растения. Каллусные культуры получены из эксплантов гипокотилей и семядолей проростков in vitro и выращивались более полутора лет (19 пассажей культивирования). Установлено, что в течение первых семи пассажей прирост массы каллуса существенно не различался, однако при дальнейшем субкультивировании интенсивность роста культур (масса каллуса к концу цикла выращивания) повышалась. Максимальный прирост каллуса отмечен в 17–19 пассажах – ростовые индексы каллусов, инициированных из семядолей и гипокотилей, достигли 13.7 и 11.5 соответственно, что в 3.0–3.4 раза выше, чем в первых циклах выращивания культур. Полученные данные свидетельствуют о возможности длительного субкультивирования каллусных культур клеток мелиссы, в процессе которого происходит автоселекция клеток по признаку интенсивности роста. Впервые для культур клеток M. officinalis определена динамика прироста каллуса, плотности и жизнеспособности клеточной популяции, а также соотношения различных типов клеток в цикле выращивания культуры. Установлена продолжительность основных фаз роста клеточной популяции: лаг-фаза – с 1 по 6 сут.; фаза ускорения роста – с 6 по 10 сут. Экспоненциальная фаза роста проходила с 10 по 14 сут. и характеризовалась высокой удельной скоростью роста µ = 0.21 сут.–1 С 14 по 20 сут. зафиксирована фаза замедления роста культуры (µ = 0.05 сут.–1), которая сменилась фазой линейного роста (20–30 сут., µ = 0.08 сут.–1) и стационарной фазой (30–40 сут. ростового цикла). Таким образом, установлен “ступенчатый” характер роста культур, что может быть обусловлено наличием в культуре субпопуляций клеток с разной интенсивностью роста. При первичном скрининге в каллусах листового происхождения выявлены флавоноиды и фенолкарбоновые кислоты в количествах, сопоставимых с листьями интактных растений, что свидетельствует о сохранении у клеток in vitro способности образования вторичных метаболитов и перспективности проведения дальнейших исследований в этом направлении.

全文:

受限制的访问

作者简介

Н. Егорова

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки “Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма”

编辑信件的主要联系方式.
Email: yegorova.na@mail.ru
俄罗斯联邦, Симферополь

О. Якимова

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки “Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма”

Email: yegorova.na@mail.ru
俄罗斯联邦, Симферополь

И. Белова

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки “Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма”

Email: yegorova.na@mail.ru
俄罗斯联邦, Симферополь

参考

  1. Prawal Pratap Singh Verma, Anand Singh, Laiq-ur-Rahaman, Bahl J.R. Lemon balm (Melissa officinalis L.) an herbal medicinal plant with broad therapeutic uses and cultivation practices: a review // IJRAMR. 2015. V. 2. P. 0928.
  2. Shakeri A., Sahebkar A., Javadi B. Melissa officinalis L. – A review of its traditional uses, phytochemistry and pharmacology // J. Ethnopharmacol. 2016. V. 188. P. 204. https://doi.org/10.1016/j.jep.2016.05.010
  3. Паштецкий В.С., Тимашева Л.А., Пехова О.А., Данилова И.Л., Серебрякова О.А. Эфирные масла и их качество. Симферополь: ИТ “АРИАЛ”, 2021. 212 c. https://doi.org/10.33952/2542-0720-978-5-907506-16-9
  4. Virchea L.I., Gligor F.G., Frum A., Mironescu M., Myachikova N.I., Georgescu C. Phytochemical analysis and antioxidant assay of Melissa officinalis L. (lemon balm) // BIO Web of Conferences. 2021. V. 40. Art. 02004. https://doi.org/10.1051/bioconf/20214002004
  5. Alizadeh Behbahani B., Shahidi F. Melissa officinalis Essential oil: chemical compositions, antioxidant potential, total phenolic content and antimicrobial activity // Nutr. Food Sci. Res. 2019. V. 6. P. 17. https://doi.org/10.29252/nfsr.6.1.17
  6. Radomir A.M., Stan R. In vitro morphogenetic reaction of Melissa officinalis L.// Rom. J. Hortic. 2020. V. 1. P. 15. https://doi.org/10.51258/RJH.2020.02
  7. Petrova M., Nikolova M., Dimitrova M., Dimitrova L. Assessment of the effect of plant growth regulators on in vitro micropropagation and metabolic profiles of Melissa officinalis L. (lemon balm) // J. Microbiol. Biotech. Food Sci. 2021. V. 11. e4077. https://doi.org/10.15414/jmbfs.4077
  8. Егорова Н.А., Якимова О.В. Влияние длительного субкультивирования на клональное микроразмножение Melissa officinalis L. и Origanum vulgare L. // Вестн. Том. гос. ун-та. Биология. 2019. Т. 47. С. 22. https://doi.org/10.17223/19988591/47/2
  9. Ghiorghita G.I., Maftei D.E.St., Nicuta D.N. Investigations on the in vitro morphogenetic reaction of Melissa officinalis L. species // Anal. Stiintifice ale Universitatii “AlexandruIoan Cuza”, Geneticasi Biologie Moleculara. 2005. V. 5. P. 119.
  10. Meftahizade H., Moradkhani H., Naseri B., Lofti M., Naseri A. Improved in vitro culture and micropropagation of different Melissa officinalis L. genotypes // J. Med. Plant Res. 2010. V. 4. P. 240.
  11. Aasim M., Kahveci B., Korkmaz E., Doganay F., Bakirci S., Sevinc C., Akin F., Kirtis A. TDZ-IBA induced adventitious shoot regeneration of water balm (Melissa officinalis L.) // J. Glob. Innov. Agric. Soc. Sci. 2018. V. 6. P. 35.
  12. Mokhtarzadeh S., Demirci B., Goger G., Khawar K.M., Kirimer N. Characterization of volatile components in Melissa officinalis L. under in vitro conditions // J. Essent. Oil Res. 2017. V. 29. P. 299. https://doi.org/10.1080/10412905.2016.1216900
  13. Mousavi S.-M., Shabani L. Rosmarinic acid accumulation in Melissa officinalis shoot cultures is mediated by ABA // Biol. Plantarum. 2019. V. 63. P. 418. https://doi.org/10.32615/bp.2019.057
  14. Ebrahimi M., Kiarostami K., Nazem Bokaee Z. Effect of salicylic acid on antioxidant properties of in vitro proliferated shoots of Melissa officinalis L. // Nova Biologica Reperta. 2019. V. 5. P. 420.
  15. Topdemir A., Gur N., Demir Z. Determination of total phenolic compounds and flavanoids in callus cultures of lemon grass (Melissa officinalis L.) stimulated with different plant growth regulators // Eur. J. Bio. Chem. Sci. 2018. V. 1. P. 7.
  16. Mousavi N., Razavizadeh R. Evaluation of changes in phenolic compounds and secondary metabolites of calluses and seedlings of Mellissa officinalis L. under cadmium heavy metal stress // J. Plant Process Funct. 2021. V. 10. P. 17.
  17. Nosov A.M. Application of cell technologies for production of plant-derived bioactive substances of plant origin // Appl. Biochem. Microbiol. 2012. V. 48. P. 609. https://doi.org/10.1134/S000368381107009X
  18. Решетников В., Спиридович Е., Фоменко Т., Носов А. Растительная биотехнология – способ рационального использования биосинтетического потенциала // Наука и инновации. 2014. Т. 5. С. 21.
  19. Efferth T. Biotechnology applications of plant callus cultures // Engineering. 2019. V. 5. P. 50. https://doi.org/10.1016/j.eng.2018.11.006
  20. Кунах В.А. Біотехнологія лікарських рослин. Генетичні та фізіолого-біохімічні основи. Киев: Логос, 2005. 724 с.
  21. Kruglova N.N., Titova G.E., Seldimirova O.A. Callusogenesis as an in vitro morphogenesis pathway in cereals // Russ. J. Dev. Biol. 2018. V. 49. P. 245. https://doi.org/10.1134/S106236041805003X
  22. Якимова О.В., Егорова Н.А. Каллусогенез и морфогенез в культуре изолированных органов и тканей Мelissa officinalis L. in vitro // Ученые записки Таврич. нац. ун-та им. В.И. Вернадского. Серия “Биология, химия”. 2014. Т. 27. С. 191.
  23. Носов А.М. Методы оценки и характеристики роста культур клеток высших растений // Молекулярно-генетические и биохимические методы в современной биологии растений / Под ред. Вл.В. Кузнецова, В.В. Кузнецова, Г.А. Романова. Москва: БИНОМ, 2011. 386 с.
  24. Запрометов М.Н. Основы биохимии фенольных соединений. М.: Высшая школа, 1974. 214 c.
  25. Федосеева Г.М. Способ определения полифенольных соединений. Патент СССР, 1215708А. А 61 К 35/78. 1986.
  26. Титова М.В., Кочкин Д.В., Соболькова Г.И., Фоменков А.А., Сидоров Р.А., Носов А.М. Получение и характеристика каллусных культур клеток Alhagi persarum Boiss. et Buhse – продуцентов изофлавоноидов // Биотехнология. 2020. Т. 36. С. 35. https://doi.org/10.21519/0234-2758-2020-36-6-35-48
  27. Егорова Н.А. Биотехнология эфиромасличных растений: создание новых форм и микроразмножение in vitro. Симферополь: ИД “Автограф”, 2021. 315 с. https://doi.org/10.33952/2542-0720-2021-978-5-6045452-9-4
  28. Nosov A.V., Titova M.V., Fomenkov A.A., Kochkin D.V., Galishev B.A., Sidorov R.A., Medentsova A.A., Kotenkova E.A., Popova E.V., Nosov A.V. Callus and suspension cell cultures of Sutherlandia frutescens and preliminary screening of their phytochemical composition and antimicrobial activity // Acta Physiol Plant. 2023. V. 45. Art. 42. https://doi.org/10.1007/s11738-023-03526-7
  29. Инюткина А.Г., Егорова Н.А. Цитофизиологические особенности каллусной ткани полыни эстрагон // Вісн. Харк. нац. аграр. ун-ту. Серія Біологія. 2011. Т. 3. С. 67.
  30. Claudia A. Espinosa-Leal, Cйsar A. Puente-Garza, Silverio Garcia-Lara In vitro plant tissue culture: means for production of biological active compounds // Planta. 2018. V. 248. P. 1. https://doi.org/10.1007/s00425-018-2910-1
  31. Berezina E.V., Brilkina A.A., Schurova A.V., Veselov A.P. Accumulation of biomass and phenolic compounds by calluses Oxycoccus palustris PERS. and O. macrocarpus (AIT.) PERS in the presence of different cytokinins // Russ. J. Plant Physiol. 2019. V. 66. P. 67. https://doi.org/10.1134/S1021443718050035

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Callus cultures of M. officinalis obtained from explants: a – hypocotyl (passage 9); b – cotyledons (passage 9); c – leaf (passage 1). Scale: 10 mm.

下载 (385KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Effect of passage and type of explant on the growth of M. officinalis callus during its long-term cultivation. 1 – cotyledon explant; 2 – hypocotyl explant.

下载 (263KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Cell types in the callus culture of M. officinalis – meristem-like (a) and parenchyma-like cells: round (b), elongated (c), giant (d). Scale: 50 µm.

下载 (422KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Dynamics of changes in callus mass and viability of the cell population in the growth cycle of M. officinalis callus culture. 1 – callus mass; 2 – viability.

下载 (322KB)
索引源数据
6. Fig. 5. Dynamics of change in callus mass in the growth cycle of M. officinalis callus culture in a semi-logarithmic coordinate system.

下载 (198KB)
索引源数据
7. Fig. 6. Dynamics of change in callus density in the growth cycle of M. officinalis callus culture.

下载 (227KB)
索引源数据
8. Fig. 7. Dynamics of changes in the ratio of different cell types in the growth cycle of M. officinalis callus culture. 1 – meristem-like; 2 – rounded parenchyma-like; 3 – giant parenchyma-like; 4 – elongated parenchyma-like.

下载 (296KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».