Микроклональное размножение Cardiocrinum cordatum var. glehnii (Liliaceae) с использованием культуры изолированных зародышей

В статье изложены результаты опытов по введению в культуру in vitro Cardiocrinum cordatum var. glehnii (F. Schmidt) Н. Hara с использованием изолированных зародышей. В природе семена этого вида прорастают в течение двух лет, что связано со сложным морфофизиологическим типом покоя, при котором прорастанию семян предшествует период доразвития зародыша внутри семени. Для того, чтобы ускорить получение проростков, использовали метод культивирования изолированных зародышей in vitro. Зародыши выделяли как из зрелых семян, без стратификации, так и из семян, прошедших стратификацию при разных температурных режимах. Показано, что использование зародышей, выделенных из семян без стратификации для введения в культуру in vitro, не является эффективным. В большинстве случаев рост зародышей или не происходил совсем, или сопровождался различными аномалиями; в конечном итоге проростки подвергались некрозу. Зародыши, прошедшие доразвитие после стратификации, были способны формировать нормальные проростки, которые в дальнейшем использовали для микроклонального размножения. Показано, что наиболее эффективно использовать в качестве эксплантов поперечные сегменты луковицы, располагающиеся выше донца. Закладка дополнительных луковицеподобных структур наблюдалось в основании срезов мясистых оснований листьев. Побеги, после переноса на среду Мурасиге и Скуга с половинным содержанием макро и микросолей, формировали адвентивные корни и нормально развитые листья. Дополнительные побеги были успешно использованы для последующего цикла микроклонального размножения.

1. Andronova E., Butuzova O., Torshilova A. Mechanisms of seed dormancy in Cardiocrinum cordatum var. glehnii (Liliaceae). Botanica Pacifica. A journal of plant science and conservation. 2019;8(2):19-24. DOI: 10.17581/bp.2019.08206

2. Benson E.E. Plant Conservation Biotechnology. London, Philadelphia, PA: Taylor & Francis; 2002.

3. Биологические ресурсы Российской Федерации: [web-портал]. URL: http://www.sevin.ru/bioresrus/ [дата обращения: 24.10.2024].

4. Butuzova O., Torshilova A., Andronova E. Seed dormancy in Cardiocrinum cordatum var. glehnii (Liliaceae) and ways of its overcoming. International Journal of Plant Reproductive Biology. 2019;11(1):51-57.

5. Бутузова О.Г., Ковалева А.А., Андронова Е.В. Влияние холода на прорастание семян Cardiocrinum cordatum var. glehnii (Liliaceae). Ботанический журнал. 2023;108(12):85-93. DOI: 10.31857/S0006813623120037

6. Чурикова О.А. Некоторые особенности морфогенеза лилий и гиацинтов при клональном микроразмножении in vitro. В кн.: Морфофизиология специализированых побегов многолетних травянистых растений: программа и тезисы докладов Всероссийского совещания; 3-5 октября 2000 г.; Сыктывкар, Россия. Сыктывкар; 2000. С.171-172.

7. Hori K.,Watanabe T., Devkota H.P. Phenolic acid derivatives, flavonoids and other bioactive compounds from the leaves of Cardiocrinum cordatum (Thunb.) Makino (Liliaceae). Plants. 2021;10(2):320. DOI: 10.3390/plants10020320

8. Joshi S.K., Dhar U. In vitro propagation from axenic explants of Lilium oxypetalum (D. Don) Baker, an endemic bulbous plant of high altitude Himalaya. Acta physiologiae plantarum. 2009;31:833-838. DOI: 10.1007/s11738-009-0299-y

9. Khawar K.M., Cocu S., Parmaksiz I., Sarihan E.O., Ozcan S. Mass proliferation of Madonna lily (Lilium candidum L.) under in vitro conditions. Pakistan Journal of Botany. 2005;37(2):23-248.

10. Lian M.L., Chakrabarty D., Paek K.Y. Bulblet formation from bulbscale segment of Lilium using bioreactor system. Biologia plantarum. 2003;46(2):199-203. DOI: 10.1023/A:1022890208500

11. Liu X., Yang G. Adventitious shoot regeneration of oriental lily (Lilium orientalis) and genetic stability evaluation based on ISSR marker variation. In Vitro Cellular & Developmental Biology. Plant. 2012;48(2):172-179. DOI: 10.1007/s11627-012-9429-0

12. Marinangeli P.A., Hernandez L.F., Pellegrini C.P., Curvetto N.R. Bulblet differentiation after scale propagation of Lilium longiflorum. Journal of the American Society for Horticultural Science. 2003;128(3):324-329. DOI: 10.21273/JASHS.128.3.0324

13. Momotomi F., Raju A.; Wang D., Alsaadi D.H.M., Watanabe T. Phytochemical analysis and habitat suitability mapping of Cardiocrinum cordatum (Thunb.) Makino collected at Chiburijima, Oki Islands, Japan. Molecules. 2022;27(23):8126. DOI: 10.3390/molecules27238126

14. Мурасева Д.С. Размножение и сохранение редких и эндемичных видов рода Fritillaria L.): дис. … канд. биол. наук. Новосибирск; 2016.

15. Мурасева Д.С., Новикова Т.И. Индукция культуры in vitro редкого вида Fritillaria meleagroides Patrin ex Schult. et Schult. fil. (Liliaceae) с использованием незрелых семян. Вестник Томского государственного университета. Биология. 2018;44:172-187.

16. Murashige T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiologia Plantarum. 1962;15(13):473-479. DOI: 10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x

17. Николаева М.Г. Покой семян и способы его преодоления. Онтогенез. 1983;24(4):79-86.

18. Об утверждении Перечня объектов растительного мира, занесенных в Красную книгу Российской Федерации: приказ Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации от 23.05.2023 № 320. Москва; 2023. URL: https://minjust.consultant.ru/documents/48550 [дата опубликования: 21.07.2023].

19. Поздова Л.М., Титова Г.Е., Бутузова О.Г. Прорастание семян Fritillaria pallidiflora (Liliaceae) под действием гиббереллина и кинетина. Растительные ресурсы. 2008;4:30-42.

20. Prasanth C., Baddigam K.R., Kailas K.A. Embryo Culture and its Application in Biotechnology. Plant Sciences at a Glance. 2023;14:269-280.

21. Rahimi M., Daneshvar M.H., Heidari M., Yari F. In vitro micropropagation of Fritillaria imperialis L. through induction of indirect organogenesis. International Journal of Agronomy and Plant Production. 2013;4(3):418-424.

22. Шибанова Н.Л., Попкова А.С. Микроклональное размножение некоторых сортогрупп лилий. Вестник Пермского университета. Биология. 2020;4:280-285. DOI: 10.17072/1994-9952-2020-4-280-285

23. Uranbey S., Ipek A., Caliskan M., Dundar E., Cocu S., Basalma D., Guneylioglu H. In vitro bulblet induction from bulb scales of endangered ornamental plant Muscari azureum. Biotechnology & Biotechnological Equipment. 2010;24:2:1843-1848. DOI: 10.2478/V10133-010-0024-4

24. Ветчинкина Е.М. Биологические особенности культивирования in vitro семян и зародышей редких видов растений): дис. … канд. биол. наук. Москва: Главный ботанический сад им. Н.В. Цицина Российской академии наук; 2010.

25. Воронкова Н.М., Холина А.Б., Журавлев Ю.Н., Сундукова Е.В Размножение растений российского Дальнего Востока; 2023. DOI: 10.25221/seeds

26. Железниченко Т.В., Новикова Т.И., Банаев Е.В. Эффективность использования метода эмбриокультуры для преодоления покоя семян Nitraria sibirica (Nitrariaceae). Растительный мир Азиатской России. 2016;4(24):56-62. DOI: 10.21782/RMAR1995-2449-2016-4(56-62)