bioselБиотехнология и селекция растенийPlant Biotechnology and Breeding2658-62662658-6258VIR10.30901/2658-6266-2022-3-o4biosel-160Research ArticleМЕТОДЫ БИОТЕХНОЛОГИИ В СЕЛЕКЦИИ И СЕМЕНОВОДСТВЕ РАСТЕНИЙBIOTECHNOLOGY TECHNIQUES IN PLANT BREEDING AND SEED PRODUCTIONСпособность к каллусообразованию у арахиса культурного (Arachis hypogaea L.)Callus formation ability in cultivated peanuts (Arachis hypogaea L.)https://orcid.org/0000-0002-9574-0356БемоваВ. Д.BemovaV. D.

Бемова Виктория Дмитриевна, лаборант-исследователь

190000 Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 42, 44

Viktoriya D. Bemova, Research Laboratory Assistant

42, 44, Bolshaya Morskaya Str., St. Petersburg, 190000

viktoria.bemova@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7913-3815МакароваЛ. Г.MakarovaL. G.

Макарова Лариса Георгиевна, ведущий специалист

190000 Россия, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 42, 44

Larisa G. Makarova, Leading Specialist

42, 44, Bolshaya Morskaya Str., St. Petersburg, 190000

larisa.mackarova@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3828-4005ГуринаЕ. О.GurinaE. O.

Гурина Елена Олеговна, специалист

190000, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 42, 44

Elena O. Gurina, Specialist

42, 44, Bolshaya Morskaya Str., St. Petersburg, 190000

len238907@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8110-9168ГавриловаВ. А.GavrilovaV. A.

Гаврилова Вера Алексеевна, доктор биологических наук, главный научный сотрудник

190000, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 42, 44

Vera A. Gavrilova, Dr. Sci. (Biology), Chief Researcher

42, 44, Bolshaya Morskaya Str., St. Petersburg, 190000

v.gavrilova@vir.nw.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8569-6665МатвееваТ. В.MatveevaT. V.

Матвеева Татьяна Валерьевна, доктор биологических наук, профессор кафедры генетики

199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7/9

Tatiana V. Matveeva, Dr. Sci. (Biology), Professor, Department of Genetics

7/9, Universitetskaya Emb., St. Petersburg, 199034

radishlet@gmail.comФедеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова (ВИР)N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources (VIR)Санкт-Петербургский государственный университетSt. Petersburg State University (SPbSU)202215122022532532Copyright © Бемова В.Д., Макарова Л.Г., Гурина Е.О., Гаврилова В.А., Матвеева Т.В., 20222022Бемова В.Д., Макарова Л.Г., Гурина Е.О., Гаврилова В.А., Матвеева Т.В.Bemova V.D., Makarova L.G., Gurina E.O., Gavrilova V.A., Matveeva T.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://biosel.elpub.ru/jour/article/view/160

Актуальность. Россия входит в число крупнейших стран-покупателей арахиса. В то же время на юге стране ряд зон соответствует требованиям для возделывания этой культуры. Повышение урожайности существующих сортов арахиса возможно с использование современных методов биотехнологии, в частности агробактериальной трансформации. Из литературных данных известно, что разные генотипы арахиса и экспланты из разных источников по-разному реагируют на регенерацию in vitro. Успешное каллусообразование зависит от правильного протокола, включающего состав сред, способствующих росту и индукции in vitro. Материал и методы: в работе использовали восемь образцов арахиса из коллекции ВИР различного происхождения. Зародышевые экспланты выращивали на среде Мурасиге-Скуга с добавлением гормона 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота (2,4-Д). Цель работы: получить образование каллуса из клеток зародыша арахиса и выявить генотипы, лучшим образом продуцирующие каллусообразование. Результаты и обсуждение: в результате оценки способности образовывать каллусы из зародышей арахиса при выращивании на среде Мурасиге-Скуга с гормоном 2,4-Д в концентрации 2 г/л выявлены различия в способности к каллусообразованию у разных образцов. Образцы под номерами каталога к-793, к-2054 и к-2055 не образовали каллусы. Образцы к-698 и к-1987 показали наибольший процент образования каллусов из зародышевых эксплантов.

Background: Russia is one of the largest peanut importing countries. At the same time, in the south of the country, several zones meet the requirements for peanut cultivation. It is possible to increase the yield of the existing peanut varieties by using modern biotechnology methods, in particular agrobacterial transformation. It is known from the literature data that different peanut genotypes and explants from various sources react differently to in vitro regeneration. Successful regeneration depends on the correct protocol, including both the type of regeneration and the composition of media promoting growth and in vitro induction. Objectives: a technique for obtaining peanut regenerants in in vitro culture. Materials and methods: Eight peanut accessions from the VIR collection of different origin were used in the work. Embryonic explants were grown on Murashige-Skoog medium supplemented with the hormone 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D). Results and conclusions: As a result of assessing the regenerative ability of peanuts grown on Murashige-Skoog medium with the hormone 2,4-D at a concentration of 2 g/L, differences in the callus formation ability were revealed in different accessions. Those with catalog numbers k-793, k-2054 and k-2055 did not form organogenic calli, while accessions k-698 and k-1987 showed the highest percentage of callus formation from embryonic explants.

зародышевые эксплантырегенерацияin vitro24-дихлорфеноксиуксусная кислотаembryonic explantsregenerationin vitro24-dichlorophenoxyacetic acidReferencesAnuradha T.S., Divya K., Jami S.K., Kirti P.B. Transgenic tobacco and peanut plants expressing a mustard defensing show resistance to fungal pathogens. Plant Cell Reports. 2008;27:1777-1786. DOI: 10.1007/s00299-008-0596-8Anuradha T.S., Divya K., Jami S.K., Kirti P.B. Transgenic tobacco and peanut plants expressing a mustard defensing show resistance to fungal pathogens. Plant Cell Reports. 2008;27:1777-1786. DOI: 10.1007/s00299-008-0596-8Baker C.M., Durham R.E., Burns J.A., Parrott W.A., Wetzstein H.Y. High frequency somatic embryogenesis in peanut (Arachis hypogaea L.) using mature, dry seed. Plant Cell Reports. 1995;15:38-42. DOI: 10.1007/BF01690250Baker C.M., Durham R.E., Burns J.A., Parrott W.A., Wetzstein H.Y. High frequency somatic embryogenesis in peanut (Arachis hypogaea L.) using mature, dry seed. Plant Cell Reports. 1995;15:38-42. DOI: 10.1007/BF01690250Chen M., Yang Q., Wang T., Chen N., Pan L., Chi X., Yang Z., Wang M., Yu S. Agrobacterium mediated genetic transformation of peanut and the efficient recovery of transgenic plants. Canadian Journal of Plant Science. 2015;95:735-744. DOI: 10.4141/CJPS-2014-012Chen M., Yang Q., Wang T., Chen N., Pan L., Chi X., Yang Z., Wang M., Yu S. Agrobacterium mediated genetic transformation of peanut and the efficient recovery of transgenic plants. Canadian Journal of Plant Science. 2015;95:735-744. DOI: 10.4141/CJPS-2014-012Geng L., Niu L., Gresshoff P.M., Shu C., Song F., Huang D., Zhang J. Efficient production of Agrobacterium rhizogenes-transformed roots and composite plants in peanut (Arachis hypogaea L.). Plant Cell Tissue Organ Culture. 2012;109:491-500. DOI: 10.1007/s11240-012-0113-1Geng L., Niu L., Gresshoff P.M., Shu C., Song F., Huang D., Zhang J. Efficient production of Agrobacterium rhizogenes-transformed roots and composite plants in peanut (Arachis hypogaea L.). Plant Cell Tissue Organ Culture. 2012;109:491-500. DOI: 10.1007/s11240-012-0113-1Joshi M.V., Sahasrabudhe N.A., Hazra S. Responses of peanut somatic embryos to thidiazuron. Biologia Plantarum. 2003;46:187-192. DOI: 10.1023/A:1022886107591Joshi M.V., Sahasrabudhe N.A., Hazra S. Responses of peanut somatic embryos to thidiazuron. Biologia Plantarum. 2003;46:187-192. DOI: 10.1023/A:1022886107591Kishlyan N.V., Bemova V.D., Matveeva T.V., Gavrilova V.A. Biological peculiarities and cultivation of groundnut (a review). Proceedings on applied botany, genetics and breeding. 2020;181(1):25-32. DOI: 10.30901/2227-8834-2020-1-119-127Kishlyan N.V., Bemova V.D., Matveeva T.V., Gavrilova V.A. Biological peculiarities and cultivation of groundnut (a review). Proceedings on applied botany, genetics and breeding. 2020;181(1):25-32. DOI: 10.30901/2227-8834-2020-1-119-127Lamboro A., Han X., Yang S., Li X., Yao D., Moussa A.A., Chaudhry M.R., Ilboudo H., Song B., Wu Q., Xing Y., Zhang J. High-frequency direct organogenesis from cotyledonary node explants and plantlet regeneration of peanut (Arachis hypogaea) cultivars. International Journal of Agriculture & Biology. 2022;27:105-114. DOI: 10.17957/IJAB/15.1906Lamboro A., Han X., Yang S., Li X., Yao D., Moussa A.A., Chaudhry M.R., Ilboudo H., Song B., Wu Q., Xing Y., Zhang J. High-frequency direct organogenesis from cotyledonary node explants and plantlet regeneration of peanut (Arachis hypogaea) cultivars. International Journal of Agriculture & Biology. 2022;27:105-114. DOI: 10.17957/IJAB/15.1906Lamboro A., Song B., Songnan Y., Han X., Mingguo H., Li X., Yao D., Zhang J. Genetic engineering and genome editing techniques in peanut plants. Plant Science Today. 2021;8(3):528-534. DOI: 10.14719/pst.2021.8.3.1127Lamboro A., Song B., Songnan Y., Han X., Mingguo H., Li X., Yao D., Zhang J. Genetic engineering and genome editing techniques in peanut plants. Plant Science Today. 2021;8(3):528-534. DOI: 10.14719/pst.2021.8.3.1127Marka R, Nanna R.S. Optimization of factors affecting Agrobacterium-mediated genetic transformation in groundnut (Arachis hypogaea L.). Advances in Plants & Agriculture Research. 2018;8(3):275-282. DOI: 10.15406/apar.2018.08.00327Marka R, Nanna R.S. Optimization of factors affecting Agrobacterium-mediated genetic transformation in groundnut (Arachis hypogaea L.). Advances in Plants & Agriculture Research. 2018;8(3):275-282. DOI: 10.15406/apar.2018.08.00327Mehta R., Radhakrishnan T., Kumar A. Coat protein-mediated transgenic resistance of peanut (Arachis hypogaea L.) to peanut stem necrosis disease through Agrobacterium-mediated genetic transformation. Indian Journal of Virology. 2013;24:205-213. DOI: 10.1007/s13337-013-0157-9Mehta R., Radhakrishnan T., Kumar A. Coat protein-mediated transgenic resistance of peanut (Arachis hypogaea L.) to peanut stem necrosis disease through Agrobacterium-mediated genetic transformation. Indian Journal of Virology. 2013;24:205-213. DOI: 10.1007/s13337-013-0157-9Mroginski L.A.; Kartha K.K.; Shylik J.P. Regeneration of peanut (Arachis hypogaea) plantlets by in vitro culture of immature leaves. Canadian Journal of Botany. 1981;59:826-830. DOI: 10.1139/B81-115Mroginski L.A.; Kartha K.K.; Shylik J.P. Regeneration of peanut (Arachis hypogaea) plantlets by in vitro culture of immature leaves. Canadian Journal of Botany. 1981;59:826-830. DOI: 10.1139/B81-115Murashige T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiologia Plantarum. 1962;15:473-497. DOI: 10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.xMurashige T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiologia Plantarum. 1962;15:473-497. DOI: 10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.xPittman R.N., Banks D.J., Kirby J.S. In vitro culture of immature peanut (Arachis spp.) leaves: morphogenesis and plantlet regeneration. Peanut Science. 1983;10(1):21-25. DOI: 10.3146/i0095-3679-10-1-7Pittman R.N., Banks D.J., Kirby J.S. In vitro culture of immature peanut (Arachis spp.) leaves: morphogenesis and plantlet regeneration. Peanut Science. 1983;10(1):21-25. DOI: 10.3146/i0095-3679-10-1-7Rohini V.K., Rao K.S. Transformation of peanut (Arachis hypogaea L.): a non-tissue culture based approach for generating transgenic plants. Plant Science. 2000;150(1):41-49.Rohini V.K., Rao K.S. Transformation of peanut (Arachis hypogaea L.): a non-tissue culture based approach for generating transgenic plants. Plant Science. 2000;150(1):41-49.Sawada H., Ieki H., Oyaizu H., Matsumoto S. Proposal for rejection of Agrobacterium tumefaciens and revised descriptions for the genus Agrobacterium and for Agrobacterium radiobacter and Agrobacterium rhizogenes. International Journal of Systematic Bacteriology. 1993;43(4):694-702.Sawada H., Ieki H., Oyaizu H., Matsumoto S. Proposal for rejection of Agrobacterium tumefaciens and revised descriptions for the genus Agrobacterium and for Agrobacterium radiobacter and Agrobacterium rhizogenes. International Journal of Systematic Bacteriology. 1993;43(4):694-702.Туз Р.К., Подольная Л.П., Асфандиярова М.Ш., Дубовская А.Г., Еремин В.А., Мигачева Е.О. Изменчивость образцов арахиса селекции ВНИИМК в условиях Астраханской области. Масличные культуры. Научно-технический бюллетень ВНИИМК. 2018;4(176):64-67. DOI: 10.25230/2412-608X-2018-3-175-64-67Tuz R.K., Podolnaya L.P., Asfandiyarova M.Sh., Dubovskaya A.G., Eremin V.A., Migacheva E.O. Variability of peanut samples of VNIIMK’s breeding in the conditions of the Astrakhan region. Oil Crops. Scientific and Technical Bulletin of VNIIMK. 2018;4(176):64-67. [In Russian]. DOI: 10.25230/2412-608X-2018-3-175-64-67Young J.M., Kuykendall L.D., Martínez-Romero E., Kerr A., Sawada H. A revision of Rhizobium Frank 1889, with an emended description of the genus, and the inclusion of all species of Agrobacterium Conn 1942 and Allorhizobium undicola de Lajudie et al. 1998 as new combinations: Rhizobium radiobacter, R. rhizogenes, R. rubi, R. undicola, and R. vitis. International Journal of Systematics and Evolutionary Microbiology. 2001;51(1):89-103. DOI: 10.1099/00207713-51-1-89Young J.M., Kuykendall L.D., Martínez-Romero E., Kerr A., Sawada H. A revision of Rhizobium Frank 1889, with an emended description of the genus, and the inclusion of all species of Agrobacterium Conn 1942 and Allorhizobium undicola de Lajudie et al. 1998 as new combinations: Rhizobium radiobacter, R. rhizogenes, R. rubi, R. undicola, and R. vitis. International Journal of Systematics and Evolutionary Microbiology. 2001;51(1):89-103. DOI: 10.1099/00207713-51-1-89

The authors declare that there are no conflicts of interest present.