Особенности морфогенеза копеечника альпийского (Hedysarum alpinum L.) в культуре in vitro

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Растения Hedysarum alpinum L. (копеечника альпийского) в условиях Севера характеризуются длительным прегенеративным периодом, трудоемкостью семенного размножения, низкими показателями полевой всхожести семян, редким самосевом, невозможностью вегетативного размножения. В связи с этим представлялось актуальным введение этого редкого вида (внесен в Красную книгу Республики Коми) в асептическую культуру для сохранения и поддержания генофонда, а также для дальнейшей разработки технологии его культивирования с целью получения лекарственного сырья. Изучен морфогенез и выявлены особенности регенерации адвентивных побегов копеечника альпийского в культуре in vitro. В течение трех субкультивирований определено влияние двух регуляторов роста цитокининового ряда – 6-бензиламинопурина (БАП) и кинетина (КИН), в концентрациях от 0,5 до 1,0 мг/л, на регенерационный потенциал разных эксплантов копеечника альпийского в культуре in vitro на среде WPM. Получена высокая частота регенерации побегов из одноузловых сегментов и семядольных узлов – 79 и 65% соответственно. Во втором и третьем пассажах происходило усиление регенерационной активности эксплантов семядольного узла и увеличение коэффициента размножения до 5 побегов на эксплант. Показано, что относительно высокие концентрации (1,0 мг/л) БАП и КИН увеличивают число побегов на эксплант, но угнетают их рост и развитие. Для этапа собственно размножения оптимальной является среда, содержащая БАП 0,5 + КИН 0,5 + ИУК 0,1 мг/л. Показано, что инициация ризогенеза активно проходила на среде WPM, дополненная ИУК 0,5 с ИМК 0,5 мг/л, на которой доля ризогенных эксплантов составила 77%. Максимальные показатели по длине и числу корней были получены на среде с ИУК 1,0 мг/л и при совместном использовании двух ауксинов (ИУК с ИМК по 0,5 мг/л). Осуществлена пересадка растений-регенерантов в нестерильные условия – их приживаемость в условиях ex vitro составила 50%.

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

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

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

Список литературы

  1. Федорова Ю.С., Кульпин П.В., Суслов Н.И., Мелентьева Ю.В., Косенко К.К. Изучение кардиопротекторных свойств биологически активных веществ Hedysarum alpinum L. // Вестник науки и образования. 2018. № 16–1 (52). С. 85–91.
  2. Во Т.Х.Т., Нгуен Ч.З., Нгуен К.Х., Ушакова Н.А. Выделение из листьев мангового дерева Mangifera indica мангифирина и оценка его биологической активности по блокированию α-глюкозидазы // Химико-фармацевтический журнал. 2017. Т. 51, № 9. С. 44–48.
  3. Высочина Г.И., Кукушкина Т.А. Биологически активные вещества некоторых видов рода Hedysarum L. // Химия растительного сырья. 2011. № 4. С. 251–258.
  4. Кукушкина Т.А., Высочина Г.И., Карнаухова Н.А., Селютина И.Ю. Содержание мангиферина и суммы ксантонов в растениях некоторых дикорастущих и интродуцированных видов Hedysarum (Fabaceae) // Растительные ресурсы. 2011. Вып. 1. С. 99–106.
  5. Федорова Ю.С., Кузнецов П.В., Сухих А.С., Минаев К.М. К феномену сравнительного изучения методом ВЭЖХ некоторых типов биологически активных веществ в фитопрепаратах копеечников H. neglectum, H. theinum, H. alpinum // Ползуновский вестник. 2010. № 3. С. 215–217.
  6. Головкин Б.Н., Руденская Р.Н., Трофимова И.А., Шретер А.И. Биологически активные вещества растительного происхождения. Т. II. М.: Наука, 2001. 764 с.
  7. Вичканова С.А., Шипулина Л.Д., Фатеева Т.В., Бортникова В.В., Крепкова Л.В., Кузнецов Ю.Б. Алпизарин – эффективное противовирусное средство, выделенное из растений Fabaceae и Anacardiaceae // Химия. Технология. Медицина: тр. всерос. науч.-исслед. института лекарственных и ароматических растений. М., 2000. С. 210–218.
  8. Жилякова Т.П., Зиннер Н.С., Удинцев С.Н., Свиридова Т.П. Перспективы применения надземной части копеечника альпийского (Hedysarum alpinum L.) и девясила высокого (Inula helenium L.) в качестве кормовых добавок-фитогеников в свиноводстве // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2013. № 4 (24). С. 124–132.
  9. Улле З.Г. Копеечник альпийский Hedysarum alpinum L. // Красная книга Республики Коми. Третье изд., официальное / под общ. ред. С.В. Дёгтевой. Сыктывкар: ООО «Коми республиканская типография», 2019. С. 498.
  10. Майсурадзе Н.И., Угнивенко В.В. Задачи интродукции лекарственных растений и пути их решения // Результаты и перспективы научных исследований в области создания лекарственных средств из растительного сырья: тез. докл. всесоюз. науч. конф. М.: ВИЛР, 1985. С. 249–251.
  11. Krakauer J., Long Y., Kolbert A., Thanedar S., Southard J. Presence of L-canavanine in Hedysarum alpinum seeds and its potential role in the death of Chris McCandless // Wilderness and Environmental Medicine. 2015. Vol. 26, iss. 1. P. 36–42. doi: 10.1016/j.wem.2014.08.014.
  12. Ромашкина С.И., Савченко О.М. Изучение особенностей роста и развития копеечника альпийского (Hedysarum alpinum L.) в нечерноземной зоне Российской Федерации // Вестник КрасГАУ. 2018. № 4 (139). С. 16–21.
  13. Ромашкина С.И., Хазиева Ф.М. Перспективы выращивания Hedysarum alpinum L. в нечерноземной зоне Российской Федерации // Вестник КрасГАУ. 2020. № 12 (168). С. 63–68. doi: 10.36718/1819-4036-2020-12-63-68.
  14. Свиридова Т.П., Зиннер Н.С. Перспективы выращивания Hedysarum alpinum L. и Hedysarum theinum Krasnob. в условиях Томской области // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2008. № 2. С. 5–11.
  15. Зиннер Н.С., Высочина Г.И., Кукушкина Т.А., Свиридова Т.П. Биологически активные вещества Hedysarum alpinum L. и H. theinum Krasnob. (Fabaceae), интродуцируемых в Томскую область // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2010. № 4 (12). С. 116–122.
  16. Жмудь Е.В., Зиннер Н.С. Содержание белка и активность ингибиторов трипсина в листьях интродуцируемых в Западную Сибирь Hedysarum alpinum и H. theinum (Fabaceae) // Растительные ресурсы. 2011. Вып. 3. С. 103–110.
  17. Belous Y.V., Zinner N.S. Photosynthetic pigments content in Hedysarum alpinum L. leaves // BioClimLand. 2014. № 2. P. 35–38.
  18. Зиннер Н.С. Содержание фотосинтетических пигментов в листьях копеечника альпийского Hedysarum alpinum L. // Биологические особенности лекарственных и ароматических растений и их роль в медицине: сб. науч. тр. междунар. науч.-практ. конф., посв. 85-летию ВИЛАР. М.: Щербинская типография, 2016. С. 382–383.
  19. Портнягина Н.В., Фомина М.Г., Пунегов В.В., Зайнуллина К.С., Эчишвили Э.Э. Итоги интродукции Hedysarum alpinum L. в условиях среднетаежной подзоны в Республике Коми // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2014. Т. 16, № 1 (3). С. 796–799.
  20. Ахметова А.Ш. Морфогенез Hedysarum argyrophyllum Ledeb. в культуре in vitro // Агрохимия. 2013. № 9. С. 55–58.
  21. Конурбаева Р.У., Алдаярбек К.Г., Умралина А.Р. Введение в культуру и сохранение в коллекции in vitro копеечников Кыргызстана // Известия вузов (Кыргызстан). 2015. № 2. С. 126–131.
  22. Эрст А.А., Звягина Н.С., Новикова Т.И., Дорогина О.В. Клональное микроразмножение редкого вида Hedysarum theinum Krasnob. (Fabaceae) и оценка генетической стабильности регенерируемых растений с помощью ISSR-маркеров // Генетика. 2015. Т. 51, № 2. С. 188–193. doi: 10.7868/s0016675815020071.
  23. Эрст А.А., Железниченко Т.В., Кукушкина Т.А., Новикова Т.И., Кузовкова А.А., Копач О.В., Банаев Е.В. Особенности получения вторичных метаболитов в культуре клеток, тканей и органов Hedysarum theinum (Fabaceae) in vitro // Turczaninowia. 2015. Т. 18, № 4. С. 26–35. doi: 10.14258/turczaninowia.18.4.3.
  24. Аврамова Е.С., Черепанова О.Е. Введение в культуру in vitro Hedysarum gmelinii Ledeb. // Аграрный вестник Урала. 2020. № 10 (201). С. 35–42. doi: 10.32417/1997-4868-2020-201-10-35-42.
  25. Малаева Е.В., Супрун Н.А. Hedysarum razoumovianum Fisch. et Helm. ex DC. в культуре Волгоградского регионального ботанического сада // Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии. 2021. Т. 20, № 1. С. 290–294. doi: 10.14258/pbssm.2021056.
  26. Ляпкова Н.С., Хадеева Н.В., Шаин С.С., Майсурян А.Н. Разработка методов культивирования тканей копеечника in vitro // Биотехнология. 1999. № 1. С. 55–61.
  27. Савин П.С., Савенкова М.В., Савина Т.А., Мясникова С.Б. Влияние регуляторов роста на индукцию и пролиферацию каллуса Hedysarum alpinum L. // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2018. Т. 21, № 1. С. 53–56. doi: 10.29296/25877313-2018-01-09.
  28. Николаева М.Г., Разумова М.В., Гладкова В.Н. Справочник по проращиванию покоящихся семян. Л.: Наука. Ленингр. отд-ние, 1985. 347 с.
  29. Амброс Е.В., Коцупий О.В., Новикова Т.И., Высочина Г.И. Клональное микроразмножение редкого вида Astragalus sericeocanus Gontsch. и содержание фенольных соединений в условиях in vitro // Turczaninowia. 2018. Т. 21, № 4. С. 87–99. doi: 10.14258/turczaninowia.21.4.10.
  30. Murashige T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures // Physiologia Plantarum. 1962. Vol. 15, iss. 3. P. 473–497. doi: 10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x.
  31. McCown B.H., Lloyd G. Woody plant medium (WPM) – a revised mineral nutrient formulation for microculture of woody plant species // HortScience. 1981. Vol. 16. P. 453.
  32. Деменко В.И., Лебедев В.Г. Адаптация растений, полученных in vitro, к нестерильным условиям // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 2011. Вып. 1. С. 60–70.
  33. Князева И.В. Адаптация полученных in vitro растений земляники садовой к нестерильным условиям // Плодоводство и виноградарство Юга России. 2017. № 45 (3). С. 159–166.
  34. Большакова Е.В., Емельянова И.С., Лукаткин А.С. Культивирование орхидеи Anоectochilus roxburghii (Wаll.) в условиях ex vitro // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Естественные науки. 2019. № 3 (27). С. 16–23. doi: 10.21685/2307-9150-2019-3-2.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рисунок 1 – Первый пассаж копеечника альпийского на среде WPM + БАП 0,5 + КИН 0,5 + ИУК 0,1 мг/л, 40-е сутки культивирования: А – семядольный узел; Б – одноузловой побег

Скачать (804KB)
Метаданные
3. Рисунок 2 – WPM, дополненная ИУК 0,5 + ИМК 0,5 мг/л

Скачать (141KB)
Метаданные

© Михович Ж.Э., Скроцкая О.В., Портнягина Н.В., 2023

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