Особенности размножения Hypericum perforatum L. в культуре in vitro и развитие растений в открытом грунте

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Показана возможность использования метода культуры клеток и ткани для микроклонального размножения зверобоя продырявленного. Получен прямой морфогенез с использованием проростков без корней в возрасте 12 суток. Установлено, что внесение БАП в низкой концентрации (0,1 мг/л) с ИУК 1,0 мг/л в питательную среду MS способствовало минимальному заложению почек с максимальным выходом морфологически нормальных побегов без необходимости фазы элонгации. На этапе ризогенеза процесс корнеобразования наблюдался во всех вариантах опыта, доля побегов, имеющих корни, высокая и составила от 88 до 90%. Максимальных значений высоты побегов, числа пар листьев на побег и длины корней растения достигали на питательной среде MS с ИУК 1,0 мг/л. Период адаптации к нестерильным условиям составлял 30 суток, при этом наблюдался высокий выход растений-регенерантов. Приживаемость адаптированных растений-регенерантов в полевых условиях была высокой (100%). Выявлено, что перед высадкой в открытый грунт растения зверобоя продырявленного, размноженные в культуре in vitro и прошедшие этап адаптации к нестерильным условиям в контейнерах с почвенной смесью, формировали от растений-регенерантов достаточно развитую корневую систему, с большим числом придаточных корней 6–8 см длиной. В основании побега формировалось от 2 до 5 побегов возобновления 9–12 см высотой. На 65-е сутки после пересадки число побегов возобновления увеличилось более чем в два раза и составило в среднем 7,8 шт. на особь при высоте побегов 23 см. В третьей декаде августа растения вступали в фазу бутонизации, 20 сентября – в фазу цветения. Отмечено, что к началу цветения высота растений увеличивалась до 49–54 см, а диаметр побега – до 0,4 см. На растении формировалось от 16 до 24 пар продолговато-яйцевидных стандартных листьев. Формирование флоральной части побега (соцветия) 20–27 см длиной начиналось с пазух 9–14 листа и состояло из 7–10 пар боковых осей (паракладиев). Среднее число цветков составляло 82 шт. на побег. Амплитуда изменчивости основных морфологических признаков побега изученных растений была на низком и среднем уровне. Установлено, что развитие микроклонально размноженных растений к концу первого вегетационного сезона соответствовало росту и развитию растений зверобоя продырявленного второго года жизни, выращенных рассадным способом.

Об авторах

Жанна Эдуардовна Михович

Институт биологии Коми научного центра УрО РАН

Email: mihovich@ib.komisc.ru

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник отдела Ботанический сад

Россия, Сыктывкар

Эльмира Элизбаровна Эчишвили

Институт биологии Коми научного центра УрО РАН

Email: elmira@ib.komisc.ru

кандидат биологических наук, научный сотрудник отдела Ботанический сад

Россия, Сыктывкар

Надежда Васильевна Портнягина

Институт биологии Коми научного центра УрО РАН

Email: portniagina@ib.komisc.ru

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, старший научный сотрудник отдела Ботанический сад

Россия, Сыктывкар

Ольга Валерьевна Скроцкая

Институт биологии Коми научного центра УрО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: skrockaja@ib.komisc.ru

кандидат биологических наук, заведующий отделом Ботанический сад

Россия, Сыктывкар

Список литературы

  1. Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств. СПб.: Мир и семья, 1995. 990 с.
  2. Махлаюк В.П. Лекарственные растения в народной медицине. Саратов: Приволжск. кн. изд-во, 1993. 544 с.
  3. Patočka L. The chemistry, pharmacology and toxicology of the biologically active constituents of the herb of Hypericum perforatum L. // Journal of Applied Biomedicine. 2003. № 1. P. 61–70.
  4. Куркин В.А., Правдивцева О.Е., Дубищев А.В. и др. Исследование сырья и препаратов зверобоя // Фармация. 2005. Т. 53, № 3. С. 23–25.
  5. Куркин В.А., Правдивцева О.Е. Сравнительное исследование содержания суммы флавоноидов и антраценпроизводных в препаратах травы зверобоя // Химико-фармацевтический журнал. 2008. Т. 42, № 10. С. 39–42.
  6. Куркин В.А., Правдивцева О.Е., Зимина Л.Н., Дубищев А.В., Булачкин Д.Г., Корчагина Д.В. Актуальные аспекты создания новых нейротропных фитопрепаратов // Фармация. 2009. № 1 (6). С. 46–49.
  7. Butterweck V., Petereit F., Winterhoff H. et al. Solubilized hypericin and pseudohypericin from Hypericum perforatum exert antidepressant activity in the forced swimming test // Planta Medica. 1998. Vol. 64, № 4. P. 291–294.
  8. Stevinson C., Ernst E. Hypericum for depression. An update of the clinical evidence // European Neuropsychopharmacology. 1999. Vol. 9 (6). P. 501–505.
  9. Woelk H. Comparison of St John's wort and imipramine for treating depression: randomised controlled trial // British Medical Journal. 2000. Vol. 321 (7260). P. 536–539.
  10. Bjerkenstedt L., Edman G.V., Alken R.G., Mannel M. Hypericum extract LI 160 and fluoxetine in mild to moderate depression a randomized, placebo-controlled multi-center study in outpatients // European Archives of Psychiatry and Clinical Neuroscience. 2005. № 255. P. 40–47. doi: 10.1007/s00406-004-0532-Z.
  11. Schinazi R.F., Chu C.K., Babu J.R., Oswald B.J., Saalmann V., Cannon D.L., Eriksson B.F.H., Nasr M. Anthraquinones as a new class of antiviral agents against human immunodeficiency virus // Antiviral Research. 1990. Vol. 13. P. 265–270.
  12. Agostinis P., Vantieghem A., Merlevede W., Witte P.A.M. Hypericin in cancer treatment: more light on the way // The International Journal of Biochemistry & Cell Biology. 2002. Vol. 34. P. 221–241.
  13. Silva R., Tilker H.A., Cecil J.T. et al. Open-label study of dexmeth-ylphenidate hydrochloride in children and adolescents with attention defi cit hyperactivity disorder // Journal of Child and Adolescent Psychopharmacology. 2004. Vol. 14. P. 555–556.
  14. Silva B.A., Ferreres F., Malva J.O., Dias A.C.P. Phytochemical and antioxidant characterization of Hypericum perforatum alcoholic extracts // Food Chem. 2005. Vol. 90. P. 157–167.
  15. Yadollah-Damavandi S., Chavoshi-Nejad M., Jangholi E., Nekouyian N., Hosseini S., Seifaee A. et al. Topical Hypericum perforatum improves tissue regeneration in full-thickness excisional wounds in diabetic rat model // Evidence-based Complementary and Alternative Medicine. 2015. Vol. 4. doi: 10.1155/2015/245328.
  16. Trautmann-Sponsel R.D., Dienel A. Safety of Hypericum extract in mildly to moderately depressed outpatients – a review based on data from three randomized, placebo-controlled trials // Journal of Affective Disorders. 2004. Vol. 82. P. 303–307. doi: 10.1016/j.jad.2003.12.017.
  17. Pretto F.R., Santarem E.R. Callus formation and plant regeneration from Hypericum perforatum L. leaves // Plant Cell Tissue and Organ Culture. 2000. Iss. 67. P. 107–113.
  18. Ayan A.K., Çirak C., Kevseroglu K., Sökmen A. Effects of explant types and different concentrations of sucrose and phytoharmones on plant regeneration and hypericin content in Hypericum perforatum L. // Turkish Journal of Agriculture and Forestry. 2005. Vol. 29. P. 197–204.
  19. Hou W., Shkya P., Franklin G. A perspective on Hypericum perforatum genetic transformation // Frontiers in Plant Science. 2016. Vol. 7 (265). P. 879. doi: 10.3389/fpls.2016.00879.
  20. Mir M.Ya., Kamili A.N., Hassan Q.P., Rafi S., Parray J.A., Jan S. In vitro regeneration and free radical scavenging assay of Hypericum perforatum // National Academy Science Letters. 2019. Vol. 42 (7260). P. 161–167. doi: 10.1007/s40009-018-0699-x.
  21. Гуликова А.А., Тихомирова Л.И., Кушнир Е.Ю. Особенности культивирования in vitro зверобоя продырявленного (Hypericum perforatum L.) и фитохимический состав его экстрактов // Технологии и оборудование химической, биотехнологической и пищевой промышленности: мат-лы XII всерос. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых с междунар. участием. Бийск, 22–24 мая 2019 г. Бийск: Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова, 2019. С. 391–396.
  22. Овчинникова В.Н., Карсункина Н.П., Харченко П.Н. Влияние условий культивирования на морфофизиологическую активность и содержание фенольных соединений зверобоя продырявленного (Hypericum perforatum L.) в культуре in vitro // Химия растительного сырья. 2018. № 3. С. 223–229.
  23. Бутенко Р.Г. Культура изолированных тканей и физиология морфогенеза растений: автореф. дис. … д-ра биол. наук. М., 1964. 42 с.
  24. Катаева Н.В., Бутенко Р.Г. Клональное микроразмножение растений. М.: Наука, 1983. 96 с.
  25. Калинин В.Ф., Кушнир Г.П., Сарнацкая В.В. Технология микроклонального размножения растений. Киев: Наукова Думка, 1992. 227 с.
  26. Murashige Т., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures // Physiologia Plantarum. 1962. Vol. 15 (3). P. 473–497.
  27. Майсурадзе Н.И., Киселев В.П., Черкасов О.А., Нухимовский Е.Л., Тихонова В.Л., Макарова Н.В., Угнивенко В.В. Методика исследований при интродукции лекарственных растений // Лекарственное растениеводство. Вып. 3. М., 1984. С. 1–33.
  28. Мамаев С.А. Основные принципы методики исследования внутривидовой изменчивости древесных растений // Индивидуальная и эколого-географическая изменчивость растений: сб. ст. Свердловск, 1975. С. 3–14.
  29. Зайцев Г.Н. Методика биометрических расчетов. М.: Наука, 1973. 256 с.
  30. Fascella G., Airò M., Mammano M., Giardina G., Carrubba A., Lazzara S. Rooting and acclimatization of micropropagated Hypericum perforatum L. native to Sicily // Acta Horticulturae. 2017. Vol. 1155. P. 543–548. doi: 10.17660/ActaHortic.2017.1155.80.
  31. Эчишвили Э.Э., Портнягина Н.В., Пунегов В.В., Зайнуллина К.С. Зверобой продырявленный (Hypericum perforatum L.) в культуре на европейском Северо-Востоке / отв. ред. Г.Н. Табаленкова. Сыктывкар: Коми НЦ УрО РАН, 2014. 120 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рисунок 1 – Собственно микроразмножение зверобоя продырявленного на среде: А – MS + БАП 1,0 + ИУК 0,1 мг/л; Б – MS + БАП 0,1 + ИУК 1,0 мг/л

Скачать (399KB)
Метаданные
3. Рисунок 2 – Ризогенез зверобоя продырявленного. А – MS + ИУК 1,0 мг/л; Б – MS без гормонов; В – MS + ИМК 1,0 мг/л

Скачать (495KB)
Метаданные
4. Рисунок 3 – Растения-регенеранты на 10-е сутки культивирования

Скачать (99KB)
Метаданные

© Михович Ж.Э., Эчишвили Э.Э., Портнягина Н.В., Скроцкая О.В., 2021

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах