Генетическая стабильность растений лаванды узколистной (Lavandula angustifolia Mill.) при длительном клональном микроразмножении

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Цель исследования - оценить генетическую стабильность сортов лаванды при длительном клональном микроразмножении с использованием RAPD и ISSR маркеров. Материалом для исследования служили три сорта лаванды узколистной (Lavandula angustifolia Mill.) крымской селекции - Вдала, Синева, Степная. Биологическими объектами были исходные выращенные в фитоблоке донорные растения, а также микропобеги после 6 и 16 субкультивирований при размножении in vitro. В работе использовали 2 RAPD (OPA 10, OPO 13) и 4 ISSR праймера (HB 13, HB 15, ISSR 1, ISSR 2, ISSR 3). У изученных сортов по основным морфометрическим параметрам развития эксплантов (количество и длина побегов, число узлов на побеге и коэффициент размножения) достоверных различий после 6 и 16 субкультивирований не выявлено. По морфологии микропобеги всех изученных сортов после разных сроков культивирования между собой так же не отличались. С использованием 7 маркеров идентифицировано наличие 62 локусов. Все праймеры, используемые в работе, были полиморфны (41,7…88,9 %), а продукты амплификации надежно идентифицировали выбранные для исследования сорта лаванды. Длина амплифицированных фрагментов варьировала от 378 до 2177 пар нуклеотидов. Микропобеги, полученные при использовании клонального микроразмножения после 6 и 16 субкультивирований, по генетическому профилю оказались идентичными исходным сортам лаванды. В результате показана возможность длительного (как минимум, в течение 16 субкультивирований) клонального микроразмножения сортов лаванды узколистной при сохранении их генетической стабильности.

Об авторах

С. С Бабанина

Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма

Email: svetlana.babanina@bk.ru
295453, Республика Крым, Симферополь, ул. Киевская, 150

Н. А Егорова

Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма

295453, Республика Крым, Симферополь, ул. Киевская, 150

И. В Ставцева

Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма

295453, Республика Крым, Симферополь, ул. Киевская, 150

С. Ф Абдурашитов

Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма

295453, Республика Крым, Симферополь, ул. Киевская, 150

Список литературы

  1. Эфирные масла и их качество / В. С. Паштецкий, Л. А. Тимашева, О. А. Пехова и др. Симферополь: ИТ "АРИАЛ", 2021. 212 с.
  2. The chromosome-based lavender genome provides new insights into Lamiaceae evolution and terpenoid biosynthesis /j. Li, Y. Wang, Y. Dong, et al. // Horticulture Research. 2021. Vol. 8. Article 53. URL: https://academic.oup.com/hr/article/doi/10.1038/s41438-021-00490-6/6446685 (дата обрашения: 1.06.2022). doi: 10.1038/s41438-021-00490-6.
  3. Hamza A., El-Kafie O. A., Kasem M. Direct micropropagation of english lavender (Lavandula angustifolia Munstead) plant // Journal of Plant Production. 2011. Vol. 2. No. 1. P. 81-96. doi: 10.21608/jpp.2011.85464.
  4. Morphogenetic, Physiological, and Biochemical Features of Lavandula angustifolia at Long-Term Micropropagation In Vitro / N. A. Yegorova, I. V. Mitrofanova, V. A. Brailko, et al. // Russian Journal of Plant Physiology. 2019. Vol. 66. No. 2. P. 326-334. doi: 10.1134/S1021443719010060.
  5. Rapid and efficient protocol for clonal propagation of phenolic-rich Lavandula multifida / M. Zuzarte, A. M. Dinis, L. Salgueiro, et al. //j. of Agricultural Science. 2015. Vol. 7. No. 3. P. 8-17. doi: 10.5539/jas.v7n3p8.
  6. Micropropagation of lavender: a protocol for production of plantlets //j. Koefender, C. E. Manfio, J. N. Camera, et al. // Horticultura Brasileira. 2021. No. 39. P. 404-410. doi: 10.1590/s0102-0536-20210409.
  7. Some morphophysiological features of lavander cultivar micropropagated in vitro by meristem culture / N. Yegorova, V. Brailko, I. Stavtzeva, et al. // Agriculture & Forestry. 2018. Vol. 64. No. 1. P. 105-111. doi: 10.17707/AgricultForest.64.1.13.
  8. Егорова Н. А., Ставцева И. В. Разработка биотехнологических приемов микроразмножения in vitro для Lavandula angustifolia Mill. // Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2015. № 54. С. 138-142.
  9. Егорова Н. А. Биотехнология эфиромасличных растений: создание новых форм и микроразмножение in vitro: монография. Симферополь: Издательский дом "Автограф" (Екатеринбург), 2021. 315 с.
  10. Micropropagation of Lavandula angustifolia Mill. ‘Record' and ‘Belyanka' / I. V. Mitrofanova, S. N. Chirkov, N. P. Lesnikova-Sedoshenko, et al. // Acta Hortic. 2017. Vol. 1187. P. 37-42. doi: 10.17660/ActaHortic.2017.1187.4.
  11. Kara N., Baydar H. Effects of different explant sources on micropropagation in Lavender (Lavandula sp.) // Journal of Essential Oil Bearing Plants. 2012. Vol. 15. No. 2. P. 250-255.
  12. Применение биотехнологических методов в оздоровлении растений и размножении безвирусного посадочного материала перспективных цветочно-декоративных культур / О. В. Митрофанова, И. В. Митрофанова, Н. П. Лесникова-Седошенко и др. // Сборник научных трудов ГНБС. 2014. Т. 138. С. 5-56.
  13. Cardoso J.C., Gerald L.T.S., Teixeira da Silva J.A. Micropropagation in the Twenty-First Century. In: Plant cell culture protocols (4th edition) / eds.: V.M. Loyola-Vargas, N. Ochoa-Alejo. New York: Humana Press, 2018. P. 17-46.
  14. Teixeira da Silva J. A., Bolibok H., Rakoczy-Trojanowska M. Molecular markers in micropropagation, tissue culture and in vitro plant research, Genes // Genomes and Genomics. 2007. Vol. 1. No. 1. P. 66-72.
  15. Butiuc-Keul A., Farkas A., Cristea V. Genetic Stability Assessment of in Vitro Plants by Molecular Markers // Studia universitatis babeş-bolyai biologia. 2016. Vol. LXI. No. 1. P. 107-114.
  16. Venkatachalam L., Sreedhar RV, Bhagyalakshmi N. Molecular analysis of genetic stability in long-term micropropagated shoots of banana using RAPD and ISSR markers // Electronic Journal of Biotechnology. 2007. Vol. 10 No. 1. P. 106-113. doi: 10.4067/S0717-34582007000100010.
  17. Технологии выращивания высококачественного посадочного материала плодовых и ягодных растений / Ю. В. Трунов, Ф. В. Соловьев, И. И. Козлова и др. Мичуринск: ООО "БИС", 2018. 246 с.
  18. Assessment of genetic stability of in vitro grown Dictyospermum ovalifolium / M. Chandrika, S. Thoyajaksha, R Ravishankar, et al. // Biologia Plantarum. 2008. Vol. 52. No. 4. P. 735-739.
  19. Influence of ventilation closure, gelling agent and explant type on shoot bud proliferation and hyperhydricity in Scrophularia yoshimurae - a medicinal plant / H.-S. Tsay, C.-Y. Lee, D. C. Agrawal, et al. // In Vitro Cellular and Developmental Biology-Plant. 2006. Vol. 42. No. 5. P. 445-449.
  20. Parab A. R., Lynn C. B., Subramaniam S. Assessment of genetic stability on in vitro and ex vitro plants of Ficus carica var. black jack using ISSR and DAMD markers // Mol Biol Rep. 2021. Vol. 48. No. 11. P. 7223-7231. doi: 10.1007/s11033-021-06714-1.
  21. Genetic instability of sugarcane plants derived from meristem cultures / M. I. Zucchi, H. Arizono, V. A. Morais, et al. // Genetics and Molecular Biology. 2002. Vol. 25. No. 1. P. 91-96.
  22. Debnath S. C. Molecular approaches for monitoring clonal fidelity and epigenetic variation in in vitro-derived strawberry plants // Acta Hortic. 2017. Vol. 115. P. 683-687.
  23. In vitro propagation method for production of morphologically and genetically stable plants of different strawberry cultivars / A. H. Naing, S. H. Kim, M. Y. Chung, et al. // Plant Methods. 2019. Vol. 15. No. 36. URL: https://plantmethods.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13007-019-0421-0 (дата обращения: 1.04.2022). doi: 10.1186/s13007-019-0421-0.
  24. Chograni H., Zaouali Y., Boussaid M. Genetic diversity of natural Tunisian Lavandula multifida L. (Lamiaceae) populations assessed by allozymes and random amplification of polymorphic DNA (RAPD) // African Journal of Biotechnology. 2013. Vol. 12. No. 7. P. 648-657. doi: 10.5897/AJB12.1748.
  25. Ahmed S. M., Al-Sodany Y. Authentication of Ecological, Biochemical and Molecular Features for Some Lamiaceae Species from Saudi Arabia // Egypt. J. Bot. 2019. Vol. 59. No. 3. P. 581-594. doi: 10.21608/ejbo.2019.6144.1246.
  26. Peschke V. M., Phillips R. L., Gengenbach B. G. Genetic and molecular analysis of tissue-culture-derived Ac elements // Theor. Appl. Genet. 1991. Vol. 82. P. 121-129.
  27. Doyle J. J. Isolation of plant DNA from fresh tissue // Focus. 1990. Vol. 12. P. 13-15.
  28. Загорская М. С. Некоторые аспекты выделения геномной днк из растений лаванды разного происхождения // Современное состояние, проблемы и перспективы развития аграрной науки: материалы V международной научно-практической конференции. Симферополь: Общество с ограниченной ответственностью "Издательство Типография "Ариал", 2020. С. 177-179. doi: 10.33952/2542-0720-2020-5-9-10-90.
  29. An efficient DNA isolation method for tropical plants / Q. X. Huang, X. C. Wang, H. Kong, et al. // African Journal of Biotechnology. 2013. Vol. 12. No. 19. P. 2727-2732.
  30. Gadouche L., Saadi A., Zidane A. Molecular polymorphism in dentate lavender from littoral Algerian // Journal Genetics and Biodiversity. 2019. Vol. 3. No. 2. P. 40-48.
  31. Current protocols in molecular biology / P. M. Ausubel, R. Brent, R. E. Kingston, et al. New York: Wilev, 1997. 630 p.
  32. Al Khateeb W., Kanaan R., El-Elimat T. In vitro Propagation, Genetic Stability, and Secondary Metabolite Analysis of Wild Lavender (Lavandula coronopifolia Poir.) /// Hortic. Environ. Biotechnol. 2017. Vol. 58. No. 4. P. 393-405. doi: 10.1007/s13580-017-0342-7.
  33. In vitro propagation, genetic and phytochemical assessment of Thymus persicus - a medicinally important source of pentacyclic triterpenoids / Z. Bakhtiar, M. H. Mirjalili, A. Sonboli, et al. // Biologia. 2014. Vol. 69. P. 594-603. doi: 10.2478/s11756-014-0346-z.
  34. Ex situ preservation for some endemic and rare medicinal plants in Taif, KSA / Attia O. Attia, El Dessoky S. Dessoky, Yassin M. Al-Sodany, et al. // Biotechnology & Biotechnological Equipment. 2017. Vol. 31. No. 5. P. 912-920. doi: 10.1080 /13102818.2017.1356690.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023

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».