Криоконсервация российских сортов малины и их долгосрочное хранение в криобанке ВИР

Актуальность. Криоконсервация является эффективным методом долгосрочного сохранения образцов растений. Криоколлекции образцов рода Rubus представлены в единичных зарубежных генбанках, в которых сортов малины российской селекции практически нет. Подавляющее число работ по криоконсервации образцов рода Rubus основано на использовании в качестве эксплантов апексов in vitro растений. Коллекция in vitro образцов рода Rubus в Федеральном исследовательском центре Всероссийском институте генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова (ВИР) включает 160 образцов, в их числе 79 отечественных селекционных сортов малины. Образцы малины из in vitro коллекции закладываются на долгосрочное хранение в криобанк ВИР с 2017 года. Задача данной работы заключалась в криоконсервации и закладке на длительное хранение 11 российских сортов из in vitro коллекции ВИР и обобщении данных обо всей криоколлекции сортов малины Rubus idaeus L., включающей в настоящее время 27 образцов, хранящихся в криобанке ВИР. Материалы и методы. Образцы современных сортов малины, полученные из пяти российских селекцентров, были введены в коллекцию in vitro ВИР. Криоконсервацию апексов микрорастений проводили модифицированным в ВИР методом дроплет-витрификации. Для статистической обработки данных использовали дисперсионный анализ и анализ главных компонент. Результаты и обсуждение. В культуру in vitro были введены 11 сортов малины российской селекции для которых была проведена криоконсервация. Показатели посткриогенной регенерации у этих  сортов варьировали от 27 до 65%. В настоящее время вся криоколлекция сортов малины, сохраняемая в криобанке ВИР, насчитывает 27 сортов с показателями посткриогенной регенерации, варьирующими от 24 до 89%. С помощью анализа главных компонент криоколлекция была разделена на группы сортов по их реакции на погружение в жидкий азот в контрольных экспериментах. Заключение. Криоколлекция образцов малины, хранящаяся в криобанке ВИР, была пополнена 11 сортами. В настоящее время состав криоколлекции включает 23 селекционных сорта и четыре сорта народной селекции. Все 27 сортов были заложены на долгосрочное хранение в криобанк ВИР из расчета как минимум 90 эксплантов на образец.

1. Chang Y., Reed B.M. Extended cold acclimation and recovery medium alteration improve regrowth of Rubus shoot tips following cryopreservation. CryoLetters. 1999;20:371-376.

2. Condello E., Rŭzić D., Panis B., Caboni E. Raspberry cryopreservation by droplet vitrification technique. Acta Horticulture. 2011;918:965-969. DOI: 10.17660/Acta Hortic.2011.918.127

3. Дунаева С.Е., Красовская Л.С., Гавриленко Т.А. Сохранение генетических ресурсов рода Rubus (Rosaceae) ex situ. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2022;183(1):236-253. DOI: 10.30901/2227-8834-2022-1-236-253

4. Дунаева С.Е., Оследкин Ю.С. Бактериальные микроорганизмы, ассоциированные с тканями растений в культуре in vitro: идентификация и возможная роль. Сельскохозяйственная биология. 2015;50(1):3-15.

5. Дунаева С.Е., Пендинен Г.И., Антонова О.Ю., Швачко Н.А., Ухатова Ю.В., Шувалова Л.Е., Волкова Н.Н., Гавриленко Т.А. Сохранение вегетативно размножаемых культур в in vitro и крио коллекциях: методические указания / под ред. Т.А. Гавриленко. 2-е изд. Санкт-Петербург: ВИР; 2017.

6. Dussert S., Engelmann F., Noirot M. Development of probabilistic tools to assist in the establishment and management of cryopreserved plant germplasm collections. CryoLetters. 2003;24(3):149-160.

7. Edesi J., Tolonen J., Ruotsalainen A.L., Aspi J., Häggman H. Cryopreservation enables long-term conservation of critically endangered species Rubus humulifolius. Biodiversity and Conservation. 2020;29(1):303-314. DOI: 10.1007/s10531-019-01883-9

8. Eremeeva N.B, Makarova N.V, Zhidkova E.M, Maximova V.P, Lesova E.A. Ultrasonic and microwave activation of raspberry extract: antioxidant and anti-carcinogenic properties. Foods and Raw Materials. 2019;7(2):264-273. DOI: 10.21603/2308-4057-2019-2-264-273

9. Евдокименко С.Н., Подгаецкий М.А. Состояние сортимента малины в России и проблемы его улучшения. Плодоводство и ягодоводство России. 2019;59:294-300. DOI: 10.31676/2073-4948-2019-59-294-300

10. Гавриленко Т.А., Швачко Н.А., Волкова Н.Н., Ухатова Ю.В. Модифицированный метод дроплет-витрификации для криоконсервации апексов in vitro растений картофеля. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2019;23(4):422-429. DOI: 10.18699/VJ19.505

11. Engelmann F., Takagi H. (eds) Cryopreservation of tropical plant germplasm. Current research progress and applications. IPGRI; 2000.

12. FAOSTAT. The Food and Agriculture Organization of the United Nations; 2023. Available from: https://www.fao.org/faostat/en/#rankings/countries_by_commodity [accessed Nov. 15, 2025]

13. Jenderek M.M, Ambruzs B.D, Yeater K.M, Reed B.M. Evaluating shoot-tip regrowth of 25 Rubus L. species and hybrids after 15 to 20 years of cryopreserved storage. Cryobiology. 2025;118:105159. DOI: 10.1016/j.cryobiol.2024.105159

14. Jenderek M.M., Reed B.M. Cryopreserved storage of clonal germplasm in the USDA National Plant Germplasm System. In Vitro Cellular and Developmental Biology – Plant. 2017;53(4):299-308. DOI: 10.1007/s11627-017-9828-3

15. Камнев А.М., Дунаева С.Е., Волкова Н.Н., Лисицына О.В., Гавриленко Т.А. Криоконсервация образцов сортов малины отечественной селекции из in vitro коллекции ВИР. Биотехнология и селекция растений. 2022;5(1):17-27. DOI: 10.30901/2658-6266-2022-1-o2

16. Kovalchuk I., Turdiev T., Kushnarenko S., Rakhimbaev I., Reed B.M. Cryopreservation of raspberry cultivars: testing techniques for long-term storage of Kazakhstan’s plant germplasm. The Asian and Australasian Journal of Plant Science and Biotechnology. 2010;4(1):1-4.

17. Ma X.Y., Blystad D., Wang Q.C., Tong L., Stensbøl Ø., Zhang D., Hamborg Z. Establishment of an efficient and wide-spectrum droplet-vitrification cryopreservation for raspberry (Rubus idaeus L.) germplasm and assessments of genetic integrity and vegetative growth in the regenerants. Plant Cell Tissue Organ Culture. 2024;159(3):58. DOI: 10.1007/s11240-024-02919-x

18. Murashige 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.x

19. Nukari A., Uosukainen M., Laamanen J., Rantala S. Cryopreservation of horticultural plants at MTT. In: A. Grapin, E.R.J. Keller, P.T. Lynch, B. Panis, A. Revilla Bahillo, F. Engelmann (eds). Cryopreservation of crop species in Europe : COST Action 871 : CryoPlanet : Proceeding of the final meeting; 2011 February 08-11; Angers, France. Brussels: COST; 2011. p.93-97.

20. Nukari A., Uosukainen M., Rokka V.M., Antonius K., Wang Q., Valkonen J.P.T., Cryopreservation techniques and their application in vegetatively propagated crop plants in Finland. Agricultural and Food Science. 2009;18:117-128. DOI: journal.fi/afs/article/view/5941/53139

21. Panis B., Piette B., Swennen R. Droplet vitrification of apical meristems: a cryopreservation protocol applicable to all Musaceae. Plant Science. 2005;168:45-55. DOI: 10.1016/j.plantsci.2004.07.022

22. Reed B.M. Cold acclimation as a method to improve survival of cryopreserved Rubus meristems. CryoLetters. 1988;9:166-171.

23. Reed B.M. Implementing cryogenic storage of clonally propagated plants. CryoLetters. 2001;22:97-104.

24. Reed B.M. Cryopreservation of temperate berry crops. In: B.M. Reed (ed.). Plant cryopreservation: A practical guide. New York: Springer; 2008. p.333-364.

25. Reed B.M., Hummer K.E., Gupta S., Chang Y., Medium and long-term storage of Rubus germplasm. Acta Horticulture. 2008;777:91-97.

26. Reed B.M., Lagerstedt H.B. Freeze preservation of apical meristems of Rubus in liquid nitrogen. HortScience. 1987;22:302-303.

27. Reed B.M., Sarasan V., Kane M., Bunn E., Pence V.C. Biodiversity conservation and conservation biotechnology tools. In Vitro Cellular and Developmental Biology – Plant. 2011;47:1-4. DOI: 10.1007/s11627-010-9337-0

28. Sakai A., Kobayashi S., Oiyama I. Cryopreservation of nucellar cells of navel orange (Citrus sinensis Osb. var. brasiliensis Tanaka) by vitrification. Plant Cell Reports. 1990;9(1):30-33. DOI: 10.1007/bf00232130

29. State Register of varieties and hybrids of agricultural plants admitted for usage (National List): official publication. Moscow: Rosinformagrotech; 2024. [in Russian] (Государственный реестр сортов и гибридов сельскохозяйственных растений, допущенных к использованию: официальное издание. Москва: Росинформагротех; 2024). URL: https://gossortrf.ru/ upload/iblock/00a/clri6obhudueqx6t1f6awcrsp6vm6psk.pdf [дата обращения: 15.12.2025].

30. Tuohimetsä S., Nukari A. Modified droplet-vitrification cryopreservation of arctic bramble (Rubus arcticus) and hybrid arctic bramble. Acta Horticulture. 2019;1234:225-232. DOI: 10.17660/ActaHortic.2019.1234.30

31. Turdiyev T, Kovalchuk I, Mukhitdinova Z, Hunger O, Frolov S, Kabylbekova B. Micropropagation of berry crops for creation of germplasm cryobanks. Brazilian Journal of Biology. 2024;84:e266975. DOI: 10.1590/1519-6984.266975

32. Ukhatova Y.V., Dunaeva S.E., Antonova O.Y., Apalikova O.V., Pozdniakova K.S., Novikova L.Y., Shuvalova L.E., Gavrilenko T.A. Cryopreservation of red raspberry cultivars from the VIR in vitro collection using a modified droplet vitrification method. In Vitro Cellular and Developmental Biology – Plant. 2017;53:394-401. DOI: 10.1007/s11627-017-9860-3

33. Viss P.R., Brooks E.M., Driver J.A. A simplified method for the control of bacterial contamination in shoot cultures of woody plants. Plant Science Letters. 1984;34:203-209.

34. Volk G.M., Henk A.D., Jenderek M.M., Richards C.M. Probabilistic viability calculations for cryopreserving vegetatively propagated collections in genebanks. Genetic Resources and Crop Evolution. 2017;64(7):1613-1622. DOI: 10.1007/s10722-016-0460-6

35. Vujović T., Ružić D., Cerović R. Effect of the duration of liquid nitrogen storage on the regrowth of blackberry cryopreserved by droplet vitrification. Contemporary Agriculture. 2017;66:44-50. DOI: 10.1515/contagri-2017-0008

36. Vujović T., Sylvestre I., Ružić D., Engelmann F. Droplet-vitrification of apical shoot tips of Rubus fruticosus L. and Prunus cerasifera Ehrh. Scientia Horticulturae. 2011;130(1):222-228. DOI: 10.1016/j.scienta.2011.06.049

37. Vysotskaya O.N., Mochammed A.I., Butenko R.G. Cryopreservation of red raspberry meristems (Rubus idaeus L.) isolated from in vitro plantlets. Biology Bulletin. 1999;26(1):19-22.

38. Yuorieva N., Sinetova M., Messineva E., Kulichenko I., Fomenkov F., Vysotskaya O., Osipova E., Baikalova A., Prudnikova O., Titova M., Nosov A.V., Popova E. Plants, cells, algae, and cyanobacteria in vitro and cryobank collections at the Institute of Plant Physiology, Russian Academy of Sciences – a platform for research and production center. Biology. 2023;12:838. DOI: 10.3390/biology12060838