Криоконсервация селекционных сортов рябины из in vitro коллекции ВИР

Актуальность. Перспективной стратегией для долгосрочного хранения видового и сортового генетического разнообразия рябины в контролируемых условиях среды является криоконсервация, позволяющая минимизировать риск генетических изменений у образцов, сохраняемых в жидком азоте. В то же время известно всего лишь несколько работ по криоконсервации единичных образцов рябины. Задачей настоящей работы являлась криоконсервация шести сортов рябины отечественной селекции и передача их на длительное хранение в криобанк ВИР. Материалы и методы. Для криоконсервации были использованы образцы сортов рябины из коллекции in vitro ВИР: ‘Алая крупная’, ‘Бурка’, ‘Гранатная’, ‘Красная крупная’, ‘Сорбинка’ и ‘Титан’, включая два сорта селекции И.В. Мичурина. Криоконсервацию апексов микрорастений проводили методом дроплет-витрификации, модифицированным в ВИР. Результаты и обсуждение. Уровень посткриогенной регенерации шести сортов рябины в контрольных вариантах опытов варьировала от 53% (‘Гранатная’) до 97% (‘Алая крупная’). Длительность культивирования разных образцов в коллекции in vitro, которое варьировало от двух до 17 лет, существенно не влияла на уровень их посткриогенной регенерации. В криобанк ВИР на длительное хранение заложены образцы шести сортов рябины в количестве 90 апексов на образец. Заключение. Метод дроплет-витрификации, модифицированный в ВИР, показал высокую эффективность при криоконсервации образцов рябины. В криобанк ВИР заложены шесть сортов рябины с посткриогенной регенерацией 53-97%. Планируется дальнейшее увеличение криоколлекции образцов рябины.

1. Абдуллина Р.Г. Коллекция рода Sorbus L. в ботаническом саду г. Уфа. Hortus Botanicus. 2017;2:713-721. DOI: 10.15393/j4.art.2017.4383

2. Aldasoro J.J, Aedo C., Navarro C., Garmendia F.M. The genus Sorbus (Maloideae, Rosaceae) in Europe and in North Africa: morphological analysis and systematics. Systematic Botany.1998;23:189-212.

3. Arrillaga I., Marzo T., Segura J. Micropropagation of juvenile and adult Sorbus domestica L. Plant Cell, Tissue and Organ Culture. 1991;27(3):341-348. DOI: 10.1007/BF00157600

4. Arvinte O.M., Senila L., Becze A., Amariei S. Rowanberry – a source of bioactive compounds and their biopharmaceutical properties. Plants. 2023;12(18):3225. DOI: 10.3390/plants12183225

5. Bobinaitė R., Grootaert C., Van Camp J., Šarkinas A., Liaudanskas M., Žvikas V., Viškelis P., Venskutonis P.R. Chemical composition, antioxidant, antimicrobial and antiproliferative activities of the extracts isolated from the pomace of rowanberry (Sorbus aucuparia L.). Food Research International. 2020;136:109310. DOI: 10.1016/j.foodres.2020.109310

6. Chalupa V. In vitro propagation of mature trees of Sorbus aucuparia L. and field performance of micropropagated trees. Journal of Forest Science. 2002;48:529-535. DOI: 10.17221/11923-JFS

7. Dobránszki J., Magyar-Tábori K., Jevcsák M., ÖRDöGH M., Jámbor-Benczúr E. Improving the in vitro rooting of micro-shoots of Sorbus rotundifolia ‘Bükk szépe’ by the sequential application of Humus® FW and Wuxal® Super organic and chemical fertilisers. The Journal of Horticultural Science and Biotechnology. 2012;87(5):509-513. DOI: 10.1080/14620316.2012.11512903

8. Drouet S., Doussot J., Garros L., Mathiron D., Bassard S., Favre-Réguillon A., Molinié R., Lainé É., Hano C. Selective synthesis of 3-O-palmitoyl-silybin, a new-to-nature flavonolignan with increased protective action against oxidative damages in lipophilic media. Molecules. 2018;23(10):2594. DOI: 10.3390/molecules23102594

9. 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.

10. Дунаева С.Е., Орлова С.Ю., Тихонова О.А., Гавриленко Т.А. Образцы ягодных и плодовых культур и их дикорастущих родичей в коллекции in vitro ВИР. Биотехнология и селекция растений. 2018;1(1):43-51. DOI: 10.30901/2658-6266-2018-1-43-51

11. 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.

12. Ефремова О.С., Волкова Н.Н., Рыбаков Д.А., Лисицына О.В., Озерский П.В., Гавриленко Т.А. Расширение криоколлекции образцов картофеля, сохраняемой в криобанке ВИР. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2023;184(3):9-20. DOI: 10.30901/2227-8834-2023-3-9-20

13. Ермаков М.А., Волкова О.Д., Хоциалова Л.И., Загуменникова Т.Н., Потапова А.В. Рябина в коллекции лаборатории культурных растений Главного ботанического сада имени Н.В. Цицина РАН. Hortus Botanicus. 2019;14. DOI: 10.15393/j4.art.2019.6224

14. Фирсов Г.А., Васильев Н.П. Род Рябина (Sorbus) в коллекции Ботанического сада Петра Великого в Санкт-Петербурге. Растительный мир Азиатской России. 2015;4(20):86-93.

15. 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

16. Gianguzzi V., Sottile F. Temporary immersion system as an innovative approach for in vitro propagation of Sorbus domestica L. Horticulturae 2024;10(2):164. DOI: 10.3390/horticulturae10020164

17. Гончарова О.А. Оценка жизненного состояния и декоративных качеств интродуцированных растений рода Sorbus L. на Кольском полуострове. Hortus Botanicus. 2022;17:139-153.

18. Горбунов А.Б. Интродукция малораспространенных плодовых и ягодных растений Сибири для использования в качестве функциональных продуктов питания. Вестник НГАУ. 2018;(4):62-73. DOI: 10.31677/2072-6724-2018-49-4-62-73

19. Kadolsky M. Kryokonservierung und in vitro kultur von Pyrus pyraster (L.) Burgsd. und Sorbus torminalis (L.) Crantz . 2005. [in German] DOI: 10.18452/15652

20. 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

21. King R., Bassil N.V., Rounsaville T.J., Reinhold L.A. Sorbus sensu lato: a complex genus with unfulfilled crop potential. Journal of the American Pomological Society. 2023;77(2):110-127.

22. Klein A., Bockhorn O., Mayer K., Grabner M. Central European wood species: characterization using old knowledge. Wood Science. 2016;62:194-202. DOI: 10.1007/s10086-015-1534-3

23. Комаров В.Л. Рябина – Sorbus L. В кн.: Флора СССР. Т. 9. Москва-Ленинград: Изд-во АН СССР; 1939. С. 372-395.

24. Коновалов И.Н. Рябина Sorbus L. В кн.: Коновалов И.Н. Деревья и кустарники СССР. Т. 3. Москва-Ленинград: Изд-во АН СССР; 1954. С. 458-483.

25. Куминов Е.П., Жидехина Т.В. Введение в культуру дикорастущих плодовых растений. Нетрадиционные сельскохозяйственные, лекарственные и декоративные растения. 2003;1(1):44-60.

26. Ludwig S., Robertson A., Rich T.C.G., Djordjevic M., Cerovic R., Houston L., Harris S.A., Hiscock S.J. Breeding systems, hybridization and continuing evolution in Avon Gorge Sorbus. Annals of Botany. 2013;111:563-575. DOI: 10.1093/aob/mct013

27. Máchová P., Malá J., Cvrčková H., Dostál J., Buriánek V. In vitro reproduction of rare and endemic species of rowan tree. The Journal of Forest Science. 2013;59:386-390. DOI: 10.17221/46/2013-JFS

28. Mándy A., Jámbor-Benczúr E., Szafián Z., Csillag A. The effect of basic media and growth regulators on in vitro propagated Sorbus degenii ‘Csákvár’. Acta Horticulturae. 1997;447:157-159. DOI: 10.17660/ActaHortic.1997.447.26

29. Mendler-Drienyovszki N., Magyar-Tábori K. Response of rowan berry (Sorbus redliana) shoot culture to slow growth storage conditions. Plants. 2023;12:1287. DOI: 10.3390/plants12061287

30. Мичурин И.В. Итоги шестидесятилетних работ: [1855-1935]. Москва: Сельхозгиз; 1949.

31. Mikulic-Petkovsek M., Krska B., Kiprovski B., Veberic R. Bioactive Components and Antioxidant Capacity of Fruits from Nine Sorbus Genotypes. The Journal of Food Science. 2017;82:647-658. DOI: 10.1111/1750-3841.13643

32. 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

33. NCGR-Corvallis Sorbus Catalog Mountain Ash. Sorbus Cultivars, Selections, and Hybrids. Available from: https://www.ars.usda.gov/ARSUserFiles/20721500/catalogs/soracc.html [accessed Sept. 15, 2025].

34. Panis B. Sixty years of plant cryopreservation: from freezing hardy mulberry twigs to establishing reference crop collections for future generations. Acta Horticulture. 2019;1234:1-7. DOI: 10.17660/ActaHortic.2019.1234.1

35. Panis B., Piette B., André E., Van den Houwe I., Swennen R. Droplet vitrification: the first generic cryopreservation protocol for organized plant tissues? Acta Horticulture. 2011;908:157-162. DOI: 10.17660/ActaHortic.2011.908.17

36. 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

37. Петров Е.М. Рябина. Москва: Сельхогиз;1957.

38. Phipps J.B., Robertson K., Smith P.G., Rohrer J.R. A checklist of the subfamily Maloideae (Rosaceae). Canadian Journal of Botany. 1990;68:2209-2269. DOI: 10.1139/b90-288

39. Поплавская Т.К. Селекция и внедрение новых сортов рябины в садоводство России. Пермь: Пермское книжное издательство; 2006.

40. Raudonis R., Raudonė L., Gaivelytė K., Viškelis P., Janulis V. Phenolic and antioxidant profiles of rowan (Sorbus L.) fruits. Natural Products Research. 2014;28(16):1231-1240. DOI: 10.1080/14786419.2014.895727.

41. Ренгартен Г.А., Сорокопудов В.Н. Селекция рябины как декоративной культуры в России и европейских странах. Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2019a;6(147):9-15. URL: http://www.kgau.ru/vestnik/2019_6/content/2.pdf [дата обращения: 24.09.2025]

42. Ренгартен Г.А., Сорокопудов В.Н. Интродукция и селекция Sorbus (Rosaceae) в качестве пищевого растения в странах мира. Экосистемы. 2019b;18(48):89-96.

43. Sarv V, Venskutonis P.R, Bhat R. The Sorbus spp. – Underutilised plants for foods and nutraceuticals: review on polyphenolic phytochemicals and antioxidant potential. Antioxidants (Basel). 2020;Sep.1;9(9):813. DOI: 10.3390/antiox9090813

44. Šedivá J.; Velebil J.; Zahradník D. Micropropagation as a tool for the conservation of autochthonous Sorbus species of Czechia. Plants. 2023;12:488. DOI: 10.3390/plants 12030488

45. Помология. Т. 5: Земляника, малина, орехоплодные и редкие культуры. ред. Е.Н. Седов и др. Орел: ВНИИСПК; 2014.

46. Sokolov V.A., Savel’ev N.I., Goncharov N.P. I.V. Michurin’s work on expansion of the plant horticulture assortment and improvement of food quality. Proceedings of the Latvian Academy of Sciences. 2015;69(4):90-197. DOI: 10.1515/prolas-2015-0028

47. 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: 15.09.2025]

48. Стрельцина С.А., Бурмистров Л.А., Никитина Е.В. Питательные и биологически активные вещества плодов рябины (Sorbus L.) в условиях Северо-Западной зоны садоводства России. Аграрная Россия. 2010;3:10-17.

49. Таран A.A., Таран An.A., Чабаненко С.И., Шейко В.В., Кажаева М.В. Каталог растений Сахалинского ботанического сада ДВО РАН: справочное пособие / под ред. В.М. Еремина. Южно-Сахалинск: СФ БСИ ДВО РАН; 2011.

50. The European Red List of Trees. Available from: https://www.bgci.org/our-work/projects-and-case-studies/the-red-list-of-european-trees/ [accessed Sept. 15, 2025].

51. Towill L.E. Improved survival after cryogenic exposure of shoot tips derived from in vitro plantlet cultures of potato. Cryobiology. 1983;20(5):567-573. DOI: 10.1016/0011-2240(83)90045-7

52. 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(4):394-401. DOI: 10.1007/s11627-017-9860-3

53. Витковский В.Л. Плодовые растения мира. Санкт-Петербург, Москва, Краснодар: Лань; 2003.

54. 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

55. Высоцкая О.Н. Криосохранение in vitro верхушек побегов рябины. В кн.: IX Международная конференция «Биология клеток растений in vitro и биотехнология»: тезисы; 8-12 сентября 2008 г. Звенигород, Россия. Москва; 2008. С.80-81. URL: https://ippras.ru/upload/files/Abstracts.pdf [дата обращения 15.09.2025].

56. Yuorieva N.; Sinetova M.; Messineva E., Kulichenko I., Fomenkov A., 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(6):838. DOI: 10.3390/biology12060838