Руслан Султанович Рахмангулов, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, заведующий лабораторией генетики, селекции, биотехнологии декоративных и ягодных культур, ВИР
190000 Россия, г. Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 42, 44
Ruslan S. Rakhmangulov, Cand. Sci. (Biology), Senior Researcher, Head, Laboratory of Genetics, Breeding, Biotechnology of Ornamental and Berry Crops, VIR
42, 44, Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg, 190000 Russia
Надежда Геннадьевна Тихонова, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, заведующая, отдел генетических ресурсов плодовых и ягодных культур, ВИР
190000 Россия, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 42, 44
Nadezhda G. Tikhonova, Cand. Sci. (Biology), Senior Researcher, Laboratory of Genetics, Breeding, Biotechnology of Ornamental and Berry Crops, VIR
42, 44, Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg, 190000 Russia
Александр Александрович Иванов, младший научный сотрудник, лаборатория генетики, селекции и биотехнологии декоративных и ягодных культур, ВИР
190000 Россия, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 42, 44
Aleksandr A. Ivanov, Junior Researcher, Laboratory of Genetics, Breeding, Biotechnology of Ornamental and Berry Crops, VIR
42, 44, Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg, 190000 Russia
Мария Викторовна Ерастенкова, младший научный сотрудник, лаборатория генетики, селекции и биотехнологии декоративных и ягодных культур, ВИР
190000 Россия, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 42, 44
Mariya V. Erastenkova, Junior Researcher, Laboratory of Genetics, Breeding, Biotechnology of Ornamental and Berry Crops, VIR
42, 44, Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg, 190000 Russia
Ксения Максимовна Межина, младший научный сотрудник, лаборатория генетики, селекции и биотехнологии декоративных и ягодных культур, ВИР
190000 Россия, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 42, 44
Ksenya M. Mezhina, Junior Researcher, Laboratory of Genetics, Breeding, Biotechnology of Ornamental and Berry Crops, VIR
42, 44, Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg, 190000 Russia
Евгений Владимирович Евдокимов, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник, ВИР, Адлерская опытная станция – филиал ВИР; доцент, Сочинский институт (филиал) РУДН, Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы (РУДН)
354340 Россия, Сочи, ул. Ленина, 95; 354376 Россия, Сочи, ул. Куйбышева, 32
Evgeny V. Evdokimov, Cand. Sci. (Agriculture), Senior Researcher, VIR, Adler Experiment Station, a branch of VIR; Associate Professor, Sochi Institute (branch) RUDN University
Lenina Street, 95, Sochi, 354340 Russia; 32, Street Kuibysheva, Sochi, 354376 Russia
Юлия Васильевна Ухатова, кандидат биологических наук, заместитель директора по научно-организационной работе, ВИР
190000 Россия, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 42, 44
Yulia V. Ukhatova, Cand. Sci. (Biology), Deputy Director for Scientific and Organizational Work, VIR
42, 44, Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg, 190000 Russia
Елена Константиновна Хлесткина, доктор биологических наук, член-корреспондент РАН, директор, ВИР
190000 Россия, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 42, 44
Elena K. Khlestkina, Dr. Sci. (Biology), Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, Director, VIR
42, 44, Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg, 190000 Russia
Актуальность. Применение современных агробиотехнологических методов позволяет получать качественно новые высокорентабельные сорта актинидии с повышенным содержанием биологически активных веществ. Достижение подобных результатов возможно при комплексном изучении генетических ресурсов растений коллекции ВИР, в том числе и в асептических условиях in vitro. В этой связи актуальным является изучение вопросов индукции каллусогенеза с последующей пролиферацией у перспективных сортов Actinidia chinensis var. deliciosa (A. Chev.) C.F. Liang & A.R. Ferguson в условиях in vitro с целью их сохранения для дальнейшей селекции. Материалы и методы. Объектами исследования стали четыре сорта A. chinensis var. deliciosa коллекции ВИР ‘Hayward’, ‘Bruno’, ‘Monty’, ‘Allison’. В качестве эксплантов для введения в условия in vitro использовали молодые побеги проростков, выращенных в культуральных сосудах в условии климатической камеры. На данном этапе использовали три стерилизующих вещества. Побеги вводили в пробирки с питательной средой по прописи Мурасиге и Скуга (МС). На десятые сутки производили учет эффективности введения в культуру при стерилизации различными видами веществ. Для индукции каллусогенеза использовали листовые сегменты с микрорастений актинидии, которые помещали на питательную среду МС с различным сочетанием регуляторов роста. Для изучения эффективности препарата 3-гидрокситетрагидрофурана (рифтал), регулятора роста растений, был заложен опыт, в котором стабильно растущий каллус был пересажен на четыре варианта питательной среды МС с добавлением 1 мл/л препарата различной концентрации. Непосредственно для индукции органогенеза использовали каллус сортов актинидии, поддерживаемый в течение трех лет. Результаты и обсуждение. Наилучший результат с точки зрения эффективности стерилизации и жизнеспособности эксплантов показал вариант стерилизации побегов 10%-ным раствором «Белизны», универсальным моющим, дезинфицирующим и отбеливающим средством. Образование первичного каллуса отмечено на всех вариантах питательных сред для индукции каллусогенеза. При последующем культивировании каллусной ткани на питательных средах МС, содержащих 2,4-Д в своем составе, отмечено образование рыхлого, водянистого, бесхлорофилльного каллуса. В опыте по изучению влияния рифтала отмечен стабильный рост каллуса на всех вариантах питательных сред и зафиксировано образование корней у сортов ‘Hayward’, ‘Allison’, ‘Bruno’. Отмечен органогенез в каллусной ткани у всех изучаемых сортов. Заключение. Оценка регенерационного потенциала A. deliciosa у сортов ‘Hayward’, ‘Allison’, ‘Bruno’, ‘Monty’, позволила выявить сорта ‘Hayward’ и ‘Allison’ с наибольшим количеством регенерантов на органогенный каллус: 2,2 и 3,7 соответственно. Полученные результаты послужат основой для интенсификации селекционного процесса представителей рода Actinidia с применением современных молекулярно-генетических и биотехнологических методов, в том числе и с помощью геномного редактирования CRISPR/Cas.
Background. The use of modern agrobiotechnological methods allows for obtaining qualitatively new highly profitable Actinidia cultivars with an increased content of bioactive substances. Achieving such results is possible through a comprehensive study and use of genetic resources of plants from the VIR collection, including in vitro aseptic conditions. In this regard, it is relevant to study the issues of callusogenesis induction with subsequent proliferation of promising cultivars of Actinidia chinensis var. deliciosa (A. Chev.) C.F. Liang & A.R. Ferguson in vitro with the aim of preserving them for further selection. Materials and methods. The objects of the study were the cultivars: ‘Hayward’, ‘Bruno’, ‘Monty’, and ‘Allison’ of A. chinensis var. deliciosa from the VIR collection. Young shoots of plantlets from seeds germinated in culture vessels in a climatic chamber were used as explants for introduction into artificial culture conditions. At this stage, three variants of sterilizing agents were tested for identifying the main substance for multi-stage sterilization of explants. Shoots were placed in test tubes with a nutrient medium according to the Murashige and Skoog (MS) prescription. On day 10, the efficiency of introduction applying different types of sterilizing substances was assessed. To induce callusogenesis, leaf segments from Actinidia microplants were planted on four variants of the MS nutrient medium with different combinations of growth regulators. In order to determine the efficiency of 3-Hydroxytetrahydrofuran (Riftal) plant growth regulator, a steadily growing callus was transplanted onto four variants of the MS nutrient medium with the addition of 1 ml/l of the growth regulator at different concentrations. Calluses of Actinidia cultivars maintained in vitro for three years were used directly for the induction of organogenesis. Results and discussion. The best result in terms of sterilization efficiency and explant viability was shown by the variant of shoot sterilization with a 10% solution of “Belizna”, a universal detergent, disinfectant and bleaching agent. Primary callus formation was noted on all variants of nutrient media for callusogenesis induction. However, the subsequent cultivation of callus tissue on MS nutrient media containing 2,4-D, resulted in formation of loose, hydrated, chlorophyll-free calli. In the experiment focused on the effect of Riftal, steady callus growth was noted on all variants of nutrient media and root formation was recorded in cultivars ‘Hayward’, ‘Allison’, and ‘Bruno’. Organogenesis was noted in callus tissue of all studied cultivars. Conclusions. Evaluation of the regenerative potential of A. chinensis var. deliciosa cultivars ‘Hayward’, ‘Allison’, ‘Bruno’, and ‘Monty’ has shown that ‘Hayward’ and ‘Allison’ have the highest number of regenerants per organogenic callus: 2.2 and 3.7, respectively. The obtained results will serve for intensifying the breeding within the genus Actinidia using modern molecular genetics and biotechnological methods, including CRISPR/Cas genome editing.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.