REPRODUCTION OF KOREAN POPLAR in vitro

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The patented method for introducing in vitro culture and obtaining regenerates from young shoots of Korean poplar ( Populus koreana Rehder) plus tree of the male genotype are discussed in the article. Modified MS and ½ MS media supplemented with an antibiotic and hormones were used for cultivation. To activate the axillary meristem, a combination of hormones was used in the following concentrations: 0.2 mg/l BA; 0.05-0.1 mg/l TDZ; 0.01 mg/l NAA. The shoots were multiplied on the same media using hormones: 0.4-0.6 mg/l BA and 0.1 mg/l IBA. Shoot growth was performed using the hormone 0.1 mg/l kinetin, and shoot rhizogenesis in the presence of 0.25-0.5 mg/l IBA and 0.1 mg/l kinetin.The sterile substrate consisting of equal parts of sand, vermiculite and forest soil was used for plants rooted. Poplar regenerants are differed in growth rate, but no morphological changes among them were observed. Some of the plants are characterized by rapid growth in height, while other plants developed very slowly. The tallest plant specimens in clones 1/1, 1/8 and 1/14 were observed, and their height varied from 18 to 30 cm. We believe that the appearance of plants with different growth rates is the result of the manifestation of somaclonal variability poplar during its cultivation in vitro . However, this phenomenon requires further confirmation. The plants obtained by this method do not have fungal, bacterial or viral infections and are able to reproduce by cuttings. The proposed technology enables for their further reproduction poplar for practical purposes.

About the authors

T. P. Orekhova

Federal Scientific Center of the East Asia Terrestrial Biodiversity, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: tp.orekhova@mail.ru
Vladivostok, Russian Federation

References

  1. Аксенов А. С., Кузьмина Н. А. Бактериальные эндофиты тополя // ИВУЗ. Лесн. журн. 2018. № 4. С. 161-166
  2. Алексеенко А. Ю., Никитенко Е. А. Перспективы создания лесных плантаций на Дальнем Востоке России // Лесн. вестн. 2017. Т. 21. № 4. С. 15-18
  3. Бурцев Д. С. Зарубежный опыт искусственной микоризации сеянцев лесных древесных пород с закрытой корневой системой // Тр. СПбНИИЛХ. 2014. № 1. С. 47-61
  4. Исаева Е. В., Рязанова Т. В., Гаврилова Л. В. Групповой химический состав листьев тополя // Sci. Europ. 2016. № 8 (8). С. 116-121
  5. Климов А. В., Прошкин Б. В. Фенетический анализ Populus nigra, P. laurifolia и P. × jirtyschensis в зоне гибридизации // Вавилов. журн. генет. и селекц. 2018. Т. 22. № 4. С. 468-475
  6. Константинов А. В., Пантелеев С. В. Молекулярно-генетический анализ линий сомаклональных генотипов березы повислой и березы гибридной // Сиб. лесн. журн. 2014. № 4. С. 75-78
  7. Кулагин Д. В., Константинов А. В., Богинская Л. А., Острикова М. Я., Падутов В. Е. Сравнение ростовых показателей микроклонально размноженных саженцев различных клонов древесных пород в условиях лесных культур // Тр. БГТУ. Сер. 1: Лесное хозяйство, природопользование и переработка возобновляемых ресурсов. 2016. № 1 (183). С. 110-114
  8. Лашина Е. В. Эксплуатационные особенности лесов Дальнего Востока // Сиб. лесн. журн. 2023. № 2. 56-64
  9. Лебедев В. Г., Шестибратов К. А. Опыт создания биотехнологических форм древесных растений // Лесоведение. 2015. № 3. С. 222-232
  10. Лебедев В. Г., Шестибратов К. А. Генная инженерия биосинтеза лигнина в деревьях: компромисс между свойствами древесины и жизнеспособностью растений // Физиол. раст. 2021. T. 68. № 4. C. 339-355
  11. Лебедев В. Г., Азарова А. Б., Шестибратов К. А., Деменко В. И. Проявление сомаклональной изменчивости у микроразмноженных и трансгенных растений // Изв. ТСХА. 2012. Вып 1. С. 153-163
  12. Лебедева М. В., Таранов В. В. Современные геномные технологии в фундаментальных и прикладных исследованиях рода Populus L. // Тр. СПбНИИЛХ. 2019. № 4. С. 57-71
  13. Машкина О. С. Испытание триплоидных гибридов тополя в условиях Воронежской области // Сиб. лесн. журн. 2016. № 5. С. 72-80
  14. Машкина О. С., Табацкая Т. М., Внукова Н. И. Технология долгосрочного хранения в культуре in vitro ценных генотипов березы и выращивание на ее основе посадочного материала // Биотехнология. 2019. T. 35. № 3. С. 57-67
  15. Орехова Т. П. Перспективы применения биотехнологических методов для ускоренного выращивания древесных пород Приморского края // Агр. вестн. Приморья. 2019. № 1 (13). C. 44-47
  16. Орехова Т. П., Баркалова О. К., Михеева А. В. Способ клонального микроразмножения тополя корейского (Populus koreana Render). Патент РФ на изобр.RU № 2704839. М.: Роспатент, 2019. 16 c
  17. Петрова Г. А., Калашникова Е. А. Изучение сомаклональной изменчивости при получении растений - регенерантов осины из каллусной ткани // Совр. пробл. науки и образования. 2014. № 1. С. 124
  18. Сиволапов А. И. Алотриплоидные клоны тополя сереющего (Populus canescens SM), отобранные в пойме Хопра и Дона - крупное достижение кафедры лесных культур в селекционном лесоводстве // Усп. совр. естествозн. 2020. № 2. С. 25-30
  19. Сиволапов А. И., Сиволапов В. А. Системы селекции тополей в связи с системами их размножения // Актуал. напр. науч. иссл. XXI в.: Теор. и практ. 2020. Т. 8. № 1 (48). С. 144-149
  20. Сосудистые растения Советского Дальнего Востока / Отв. ред. С. С. Харкевич. СПб.: Наука, 1995. T. 7. С. 146-155
  21. Тараканов В. В., Паленова М. М., Паркина О. В., Роговцев Р. В., Третьякова Р. А. Лесная селекция в Росcии: достижения, приоритеты (обзор) // Лесохоз. информ. 2021. № 1. С. 100-143
  22. Царев А. П., Царева Р. П. Некоторые аспекты развития плантационного лесоразведения в Китайской Народной Республике // Леса России: политика, промышленность, образование: Материалы Второй Междунар. науч.-техн. конф., Санкт-Петербург, 24-26 мая 2017 г. СПб: СПбГЛТУ, 2017. Т. 1. С. 168-171
  23. Царев А. П., Царева Р. П., Царев В. А., Ленченкова О. Ю., Милигула Е. Н. Сортоиспытание и отбор гибридов тополя для полезащитных насаждений // Лесотех. журн. 2019а. Т. 1. № 1 (33). С. 93-100
  24. Царев А. П., Плугатарь Ю. В., Царева Р. П. Селекция и сортоиспытание тополей: моногр. Симферополь: АРИАЛ, 2019б. 252 с
  25. Царев В. А. Многолетнее сортоиспытание межсекционных гибридов тополя в условиях Центрально-Черноземной лесостепи // Лесотех. журн. 2019. Т. 9. № 1 (33). С. 102-115
  26. Шабунин Д. А., Бутенко О. Ю. Получение мутантов высокопродуктивных генотипов тополя сереющего с использованием метода индуцированного мутагенеза в условиях культуры in vitro // Тр. СПбНИИЛХ. 2021. № 2. С. 4-16
  27. Эрст А. А., Шишкин С. В., Воронкова М. С. Получение межвидовых гибридов (Populus alba × P. bolleana × P. canescens) с использованием культуры in vitro // Сиб. лесн. журн. 2019. № 2. С. 45-52
  28. Ahuja M. R. Fate of forest tree biotechnology facing climate change // Silva Genet. 2021. V. 70. Iss. 1. P. 117-136
  29. Bacenetti J., Bergante S., Facciotto, Fiala M. Woody biofuel production from short rotation coppice in Italy: Environmental-impact assessment of different species and crop management // Biomass & Bioenergy. 2016. V. 94. P. 209-219
  30. Cai X., Kang X. Y. In vitro tetraploid induction from leaf explants of Populus pseudo-simonii Kitag // Plant Cell Rep. 2011. V. 30. Iss. 9. P. 1771-1778
  31. Douglas C. J. Populus as a model tree // Comparative and Evolutionary Genomics of Angiosperm Trees. Plant Genetics and Genomics: Crops and Models. / A. Groover, Q. Cronk (Eds.). Springer Int. Publ. Switzerland, 2017. V. 21 P. 61-84
  32. Eriksson M. E., Israelsson M., Olsson O., Moritz T. Increased gibberellin biosynthesis in transgenic trees promotes growth, biomass production and xylem fiber length // Nature Biotechnol. 2000. V. 18. P. 784-788
  33. Gamburg K. Z., Voinikov V. K. Somaclonal variations as mean for obtaining regenerants with different growth rate in poplar (Populus × berolinensis Dipp.) // Nat. Sci. 2013. V. 5. N. 5. P. 599-607
  34. Huetteman C. A., Preece J. E. Thidiazuron: A potent cytokinin for woody plants tissue culture // Plant Cell Tiss. Organ Cult. 1993. V. 33. Iss. 2. P. 105-119
  35. Lasarus W., Headley W. I., Zalesny R. S. Impacts of supplyshed-level. Differences in productivity and land costs on the economics of hybrid poplar production in Minesota, USA // Bioenergy Res. 2015. V. 8. Iss. 1. P. 231-248
  36. Lebedev V. G., Shestibratov K. A. Genetic engineering of lignin biosynthesis in trees: compromise between wood properties and plant viability) // Rus. J. Plant Physiol. 2021. V. 68. N. 4. P. 596-612 (Original Rus. text © 2021, V. G. Lebedev, K. A. Shestibratov publ. in Fiziologiya rasteniy. 2021. V. 68. N. 4. P. 339-355)
  37. Murashige T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bio assays wit tobacco tissue culture // Physiol. Plant. 1962. V. 15. Iss. 3. Р. 473-497
  38. Nelson N. D., Berguson W. E., McMahon B. G., Buchman D. J. Growth performance and stability of hybrid poplar clones in simultaneous tests on six sites // Biomass & Bioenergy. 2018. V. 118. P. 115-125
  39. Nelson N. D, Meilan R., Berguson W. E., McMahon B. G., Cai M., Buchman D. Growth performance of hybrid poplar clones on two agricultural sites with and without early irrigation and fertilization // Silvae Genet. 2019. V. 68. Iss. 1. P. 58-66
  40. Rubert-Nason K. F., Lindroth R. L. Causes and consequences of condensed tannin variation in Populus // Recent Advances in Polyphenol Research V. 7 /j. D. Reed, V. A. Pereira de Freitas, S. Quideau (Eds.). John Wiley & Sons Ltd., 2021. P. 69-112
  41. Shani Z., Dekel M., Tsabary G., Goren R., Shoseyov O. Growth enhancement of transgenic poplar plants by overexpression of Arabidopsis thaliana endo-1,4-β-glucanase (cel1) // Mol. Breed. 2004. V. 14. Iss. 3. P. 321-330
  42. Van Acker R., Leple J. C., Aerts D., Storme V., Goeminne G., Ivens B., Legee F., Lapierre C., Piens K., Van Montagu M. C., Santoro N., Foster C. E., Ralph J., Soetaert W., Pilate G., Boerjan W. Improved saccharification and ethanol yield from field-grown transgenic poplar deficient in cinnamoyl-CoA reductase // PNAS. 2014. V. 111. Iss. 2. P. 845-850
  43. Wang Q. M., Wang L. An evolutionary view of plants tissue culture: somaclonal variation and selection // Plant Cell Rep. 2012. V. 31. Iss. 9. P. 1533-1547
  44. Wang C., Bao Y., Wang Q., Zhang H.Introduction of the rice CYP714D1 gene into Populus inhibits expression of its homologous genes and promotes growth, biomass production and xylem fibre length in transgenic trees //j. Exp. Bot. 2013. V. 64. Iss. 10. P. 2847-2857

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


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».