vstispСадоводство и виноградарствоHorticulture and viticulture0235-25912618-9003Autonomous non-profit organization Editorial Board of journal «Horticulture and viticulture»10.31676/0235-2591-2020-6-12-17vstisp-592Research ArticleБИОТЕХНОЛОГИЯBIOTECHNOLOGYАдаптация культивируемых in vitro регенерантов Hydrangea macrophylla к нестерильным условиямAdaptation of Hydrangea macrophylla regenerants to non-sterile ex vitro conditionshttps://orcid.org/0000-0003-4213-8705МаляровскаяВ. И.MalyarovskayaV. I.

Маляровская Валентина Ивановна - кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник, заведующий отделом биотехнологий

ул. Яна Фабрициуса, 2/28, Сочи, 354002

Valentina I. Malyarovskaya - Cand. Sci. (Biol.), Leading Researcher, Head of the Department of Biotechnology

2/28, Yana Fabritsiusa str., Sochi, 354002

malyarovskaya@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0500-1198СамаринаЛ. С.SamarinaL. S.

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, заведующий лабораторией молекулярной и клеточной селекции

Сочи

Cand. Sci. (Biol.), Senior Researcher, Head of the Laboratory of Molecular and Cell Breeding

Sochi

ФИЦ «Субтропический научный центр Российской академии наук»РоссияFederal Research Centre“Subtropical Scientific Centre of the Russian Academy of Sciences”Russian Federation202028122020061217Copyright © Autonomous non-profit organization Editorial Board of journal «Horticulture and viticulture», 20202020Autonomous non-profit organization Editorial Board of journal «Horticulture and viticulture»Autonomous non-profit organization Editorial Board of journal «Horticulture and viticulture»https://www.sadivin.com/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.sadivin.com/jour/article/view/592

Hydrangea macrophylla — красивоцветущий кустарник, используемый в ландшафтном озеленении региона. Для массового размножения этой ценной культуры разработаны этапы введения в стерильные условия, собственно размножения. Этап адаптации растений к условиям ex vitro является заключительным и наиболее сложным. На этапе адаптации растений из культуры in vitro к нестерильным условиям часто применяют биопрепараты, стимулирующие рост, развитие и повышающие их иммунитет. Поэтому целью наших исследований было изучение особенностей адаптации культивируемых in vitro регенерантов Hydrangea macrophylla к нестерильным условиям. В эксперименте использовали следующие растворы биопрепаратов: 1) НВ-101, основным компонентом которого является диоксид кремния, извлечённый из сока и древесины сосны, подорожника, кипариса, кедра. Представляет собой универсальный стимулятор иммунитета и развития растений; 2) Циркон, основу которого составляет комплекс гидроксикоричных кислот и их производных. Биопрепарат улучшает укоренение при адаптации, защищает растения от стрессов; 3) Эпин, принадлежащий к классу брассиностероидов, природных гормонов растений, антистрессовый адаптоген, с сильной ростстимулирующей активностью; 4) Плант — природное органическое удобрение, улучшающее питание и укоренение растений. В статье приведены данные по адаптации различных сортов красивоцветущего кустарника Hydrangea macrophylla (‘Draps Wonder’, ‘Madame Hamard’ и ‘Bichon’) из культуры in vitro к условиям ex vitro и показано влияние различных биопрепаратов (НВ-101 — 0,5 мл/л; циркон — 0,5 мл/л; эпин — 1,0 мл/л; плант — 2,5 г/л) на биометрические показатели (длину и количество корней, число листьев и высоту побегов) и процент их приживаемости. Показано, что наилучшие результаты получены при обработке субстрата цирконом (0,5 мл/л) и эпином (1,0 мл/л), приживаемость растений в этих вариантах в зависимости от сортовых особенностей достигала 95,8-100 %.

Hydrangea macrophylla is a decorative blossoming shrub used in landscape gardening. Its mass regeneration is implemented through reproductive sterile in vitro culturing. The plant adaptation to ex vitro conditions is the most delicate final stage, when the shoots are frequently treated with biostimulators to improve growth, development and immunity. We aimed to study the adaptation of in vitro-cultivated Hydrangea macrophylla regenerants to non-sterile conditions. The following solutions were used in adaptation trials: 1) HB-101, containing silicon dioxide as the active component, extracted from pine wood and sap, plantain, cypress and cedar, that functions as a universal plant immunity and development vitaliser; 2) Zircon, containing a complex of hydroxycinnamic acids and their derivatives, stimulates rooting during adaptation and acts as a stress protector; 3) Epin, a natural brassinosteroid plant hormone, that displays anti-stress adaptogenic and strong growth-stimulating activity; 4) Plant, a natural organic fertiliser, which enhances plant nutrition and rooting. This article describes the in vitro — ex vitro adaptation in different Hydrangea macrophylla cultivars (Draps Wonder, Madame Hamard and Bichon) and the impact of different biopreparations (HB-101, 0.5 mL/L; zircon, 0.5 mL/L; epin, 1.0 mL/L; plant, 2.5 g/L) on the biometric indices (length and number of roots, number of leaves, height of shoots) and survival rate. With respect to the cultivar, the best adaptation rate attained 95.8-100 % in the substrate treatments that used zircon (0.5 mL/L) and epin (1.0 mL/L).

Hydrangea macrophyllaбиопрепаратыадаптациякультура in vitroусловия ex vitroбиометрические показателипроцент приживаемостиадаптогеныHydrangea macrophyllabiopreparationsadaptationin vitro cultureex vitro conditionsbiometric indicessurvival rateadaptogensReferencesМаляровская В. И. Эколого-биологические особенности Гидрангеи крупнолистной (Hydrangea macrophylla Ser.) в условиях влажных субтропиков России: дис. … канд. биол. наук. Краснодар, 2011, 169 с. Malyarovskaya V. I. Ecological and biological peculiarities of large-leaved Hydrangea (Hydrangea macrophylla Ser.) In the humid subtropics of Russia: PhD thesis in biology, Krasnodar, 2011, 169 р. (In Russ.)Маляровская В. И. Эколого-биологические особенности Гидрангеи крупнолистной (Hydrangea macrophylla Ser.) в условиях влажных субтропиков России: дис. … канд. биол. наук. Краснодар, 2011, 169 с. Malyarovskaya V. I. Ecological and biological peculiarities of large-leaved Hydrangea (Hydrangea macrophylla Ser.) In the humid subtropics of Russia: PhD thesis in biology, Krasnodar, 2011, 169 р. (In Russ.)Маляровская В. И. Влияние экологических условий на ритм сезонного развития Hydrangea macrophylla Ser. Субтропическое и декоративное садоводство. 2013;49:105-111. Malyarovskaya V. I. Influence of ecological conditions on the rhythm of seasonal development of Hydrangea macrophylla Ser., Subtropicheskoe i dekorativnoe sadovodstvo. 2013;49:105-111. (In Russ.)Маляровская В. И. Влияние экологических условий на ритм сезонного развития Hydrangea macrophylla Ser. Субтропическое и декоративное садоводство. 2013;49:105-111. Malyarovskaya V. I. Influence of ecological conditions on the rhythm of seasonal development of Hydrangea macrophylla Ser., Subtropicheskoe i dekorativnoe sadovodstvo. 2013;49:105-111. (In Russ.)Белоус О. Г., Маляровская В. И. Оценка адаптивности красивоцветущих растений к стресс-факторам субтропиков России. Бюллетень Никитского ботанического сада. 2016;121:39-47. Belous O. G., Malyarovskaya V. I. Estimation of the adaptability of flowering plants to stress factors in the subtropics of Russia. Byulleten' Nikitskogo botanicheskogo sada. 2016;121:39-47. (In Russ.)Белоус О. Г., Маляровская В. И. Оценка адаптивности красивоцветущих растений к стресс-факторам субтропиков России. Бюллетень Никитского ботанического сада. 2016;121:39-47. Belous O. G., Malyarovskaya V. I. Estimation of the adaptability of flowering plants to stress factors in the subtropics of Russia. Byulleten' Nikitskogo botanicheskogo sada. 2016;121:39-47. (In Russ.)Маляровская В. И., Самарина Л. С. Введение в культуру in vitro Hydrangea macrophylla Ser. и изучение её регенерационного потенциала, Труды ботанического института Академии наук Абхазии, 2017: с. 88-97. Malyarovskaya V. I., Samarina L. S. Introduction to in vitro culture of Hydrangea macrophylla Ser. and the study of its regenerative potential, Trudy botanicheskogo instituta Akademii nauk Abkhazii, 2017: p. 88-97. (In Russ.)Маляровская В. И., Самарина Л. С. Введение в культуру in vitro Hydrangea macrophylla Ser. и изучение её регенерационного потенциала, Труды ботанического института Академии наук Абхазии, 2017: с. 88-97. Malyarovskaya V. I., Samarina L. S. Introduction to in vitro culture of Hydrangea macrophylla Ser. and the study of its regenerative potential, Trudy botanicheskogo instituta Akademii nauk Abkhazii, 2017: p. 88-97. (In Russ.)Маляровская В. И. Размножение Hydrangea macrophylla Ser. в культуре in vitro, Плодоводство и ягодоводство России. 2017;51:56-62. Malyarovskaya V. I. Reproduction of Hydrangea macrophylla Ser. in vitro culture, Plodovodstvo i yagodovodstvo Rossii, 2017;51:56-62. (In Russ.)Маляровская В. И. Размножение Hydrangea macrophylla Ser. в культуре in vitro, Плодоводство и ягодоводство России. 2017;51:56-62. Malyarovskaya V. I. Reproduction of Hydrangea macrophylla Ser. in vitro culture, Plodovodstvo i yagodovodstvo Rossii, 2017;51:56-62. (In Russ.)Кухарчик Н. В. Адаптация в нестерильных условиях регенерантов косточковых культур, выращенных in vitro: Материалы науч.-метод. конф. «Совершенствование сортимента и технологии возделывания косточковых культур», (Орел, 14-17 июля 1998 г.). Орел: ВНИИСПК, 1998: с. 114-116. Kukharchik N. V. Adaptation in non-sterile conditions of regenerants of stone fruit cultures grown in vitro: Materials of scientific-method. conf. «Improvement of assortment and technology of cultivation of stone fruit crops», (Orel, July 14-17, 1998). Orel: VNIISPK, 1998: p. 114-116. (In Russ.)Кухарчик Н. В. Адаптация в нестерильных условиях регенерантов косточковых культур, выращенных in vitro: Материалы науч.-метод. конф. «Совершенствование сортимента и технологии возделывания косточковых культур», (Орел, 14-17 июля 1998 г.). Орел: ВНИИСПК, 1998: с. 114-116. Kukharchik N. V. Adaptation in non-sterile conditions of regenerants of stone fruit cultures grown in vitro: Materials of scientific-method. conf. «Improvement of assortment and technology of cultivation of stone fruit crops», (Orel, July 14-17, 1998). Orel: VNIISPK, 1998: p. 114-116. (In Russ.)Кодун-Иванова М. А. Показатели водного стресса микроклонально размноженных растений осины Рopulus tremula при их выращивании в условиях ex vitro, Труды БГТУ. 2017;1(2):146-155. Kodun-Ivanova M. A. Parameters of water stress of microclonally propagated aspen plants Populus tremula when grown under ex vitro conditions,, Trudy BGTU. 2017;1(2):146- 155. (In Russ.)Кодун-Иванова М. А. Показатели водного стресса микроклонально размноженных растений осины Рopulus tremula при их выращивании в условиях ex vitro, Труды БГТУ. 2017;1(2):146-155. Kodun-Ivanova M. A. Parameters of water stress of microclonally propagated aspen plants Populus tremula when grown under ex vitro conditions,, Trudy BGTU. 2017;1(2):146- 155. (In Russ.)Маляровская В. И., Самарина Л. С. Особенности адаптации Lilium caucasicum (Miscz. ex Grossh.) к условиям ex vitro, Субтропическое и декоративное садоводство. 2018;66:120-125. Malyarovskaya V. I., Samarina L. S. Peculiarities of adaptation of Lilium caucasicum (Miscz.ex Grossh.) to ex vitro conditions, Subtropicheskoe i dekorativnoe sadovodstvo. 2018;66:120-125. (In Russ.). DOI: 10.31360/2225-3068-2018-66-120-125Маляровская В. И., Самарина Л. С. Особенности адаптации Lilium caucasicum (Miscz. ex Grossh.) к условиям ex vitro, Субтропическое и декоративное садоводство. 2018;66:120-125. Malyarovskaya V. I., Samarina L. S. Peculiarities of adaptation of Lilium caucasicum (Miscz.ex Grossh.) to ex vitro conditions, Subtropicheskoe i dekorativnoe sadovodstvo. 2018;66:120-125. (In Russ.). DOI: 10.31360/2225-3068-2018-66-120-125Коломиец Т. М., Маляровская В. И., Самарина Л. С., Рахмангулов Р. С. Адаптация растений Campanula sclerophylla Kolak. к нестерильным условиям среды, Субтропическое и декоративное садоводство. 2016;58:95-99. Kolomiets T. M., Malyarovskaya V. I., Samarina L. S., Rakhmangulov R. S. Adaptation of Campanula sclerophylla Kolak plants to non-sterile environmental conditions, Subtropicheskoe i dekorativnoe sadovodstvo. 2016;58:95-99. (In Russ).Коломиец Т. М., Маляровская В. И., Самарина Л. С., Рахмангулов Р. С. Адаптация растений Campanula sclerophylla Kolak. к нестерильным условиям среды, Субтропическое и декоративное садоводство. 2016;58:95-99. Kolomiets T. M., Malyarovskaya V. I., Samarina L. S., Rakhmangulov R. S. Adaptation of Campanula sclerophylla Kolak plants to non-sterile environmental conditions, Subtropicheskoe i dekorativnoe sadovodstvo. 2016;58:95-99. (In Russ).Rohr R. Acclimatization of micropropagated forest trees, Acta Horticulturae 2003;616^59-69.Rohr R. Acclimatization of micropropagated forest trees, Acta Horticulturae 2003;616^59-69.Ташматова Л. В. Укоренение и адаптация груши в условиях in vitro, Современное садоводство. 2013;1(5):57-64. Tashmatova L. V. Rooting and adaptation of pears in vitro, Sovremennoe sadovodstvo. 2013;1(5):57-64. (In Russ).Ташматова Л. В. Укоренение и адаптация груши в условиях in vitro, Современное садоводство. 2013;1(5):57-64. Tashmatova L. V. Rooting and adaptation of pears in vitro, Sovremennoe sadovodstvo. 2013;1(5):57-64. (In Russ).Ребров А. Н. Адаптация растений винограда in vitro к условиям нестерильной среды: дисс. ... к. б. наук. Новочеркасск, 2007, 168 с. Rebrov A. N. Adaptation of grape plants in vitro to non-sterile environment: PhD tesis in biology. Novocherkassk, 2007, 168 p. (In Russ).Ребров А. Н. Адаптация растений винограда in vitro к условиям нестерильной среды: дисс. ... к. б. наук. Новочеркасск, 2007, 168 с. Rebrov A. N. Adaptation of grape plants in vitro to non-sterile environment: PhD tesis in biology. Novocherkassk, 2007, 168 p. (In Russ).Abou Dahab, TAM In vitro propagation of Hydrangea macrophylla Thunb. Arab. J. Biotech., 2007;10(1):161-178.Abou Dahab, TAM In vitro propagation of Hydrangea macrophylla Thunb. Arab. J. Biotech., 2007;10(1):161-178.Doil A., Zhang R., Schum A., Serek M., Winkelmann T. In vitro regeneration and propagation of Hydrangea macrophylla Thunb. ‘Nachttgall’ Propagation of Ornamental Plants, 2008;8(3):151-153.Doil A., Zhang R., Schum A., Serek M., Winkelmann T. In vitro regeneration and propagation of Hydrangea macrophylla Thunb. ‘Nachttgall’ Propagation of Ornamental Plants, 2008;8(3):151-153.Feng Liu, Li-Li Huang, Yang-Li Li. Shoot organogenesis in leaf explants of Hydrangea macrophylla ‘Hyd1’ andassessing genetic stability ofregenerants using ISSR markers, PlantCell Tiss. Organ Cult., 2011;104:111-117. DOI: 10.1007/s11240-010-9797-2Feng Liu, Li-Li Huang, Yang-Li Li. Shoot organogenesis in leaf explants of Hydrangea macrophylla ‘Hyd1’ andassessing genetic stability ofregenerants using ISSR markers, PlantCell Tiss. Organ Cult., 2011;104:111-117. DOI: 10.1007/s11240-010-9797-2Azza M. S. Arafa, A. A. Nower, Samia S. Helme, H. A. AbdElaty. Large scales of Hydrangea macrophylla using tissue culture technique, Int. J. Curr. Microbiol. App. Sci, 2017;6(5):776-778. DOI: 10.20546/ijcmas.2017.605.087Azza M. S. Arafa, A. A. Nower, Samia S. Helme, H. A. AbdElaty. Large scales of Hydrangea macrophylla using tissue culture technique, Int. J. Curr. Microbiol. App. Sci, 2017;6(5):776-778. DOI: 10.20546/ijcmas.2017.605.087Деменко В. И., Лебедев В. Г. Адаптация растений, полученных in vitro, к нестерильным условиям, Известия ТСХА. 2011;1:60-70. Demenko V. I., Lebedev V. G. Adaptation of plants obtained in vitro to non-sterile conditions,, Izvestiya TSKHA, 2011;1:60-70. (In Russ.)Деменко В. И., Лебедев В. Г. Адаптация растений, полученных in vitro, к нестерильным условиям, Известия ТСХА. 2011;1:60-70. Demenko V. I., Lebedev V. G. Adaptation of plants obtained in vitro to non-sterile conditions,, Izvestiya TSKHA, 2011;1:60-70. (In Russ.)Коломиец Т. М., Маляровская В. И., Губаз С. Л. Создание и поддержание коллекции субтропических плодовых, цветочно-декоративных культур, редких и исчезающих видов Западного Кавказа в культуре in vitro, Плодоводство и ягодоводство России. 2015;43:99-103. Kolomiets T. M., Malyarovskaya V. I., Gubaz S. L. Creation and maintenance of a collection of subtropical fruit, flower and ornamental crops, rare and endangered species of the Western Caucasus in in vitro culture, Plodovodstvo i yagodovodstvo Rossii. 2015;43:99-103. (In Russ.)Коломиец Т. М., Маляровская В. И., Губаз С. Л. Создание и поддержание коллекции субтропических плодовых, цветочно-декоративных культур, редких и исчезающих видов Западного Кавказа в культуре in vitro, Плодоводство и ягодоводство России. 2015;43:99-103. Kolomiets T. M., Malyarovskaya V. I., Gubaz S. L. Creation and maintenance of a collection of subtropical fruit, flower and ornamental crops, rare and endangered species of the Western Caucasus in in vitro culture, Plodovodstvo i yagodovodstvo Rossii. 2015;43:99-103. (In Russ.)Запрометов М. Н. Фенольные соединения: распространение, метаболизм и функции в растениях. М.: Наука, 1993, 272 с. Zaprometov M. N. Phenolic compounds: distribution, metabolism and functions in plants. Moascow: Nauka, 1993, 272 p. (In Russ.)Запрометов М. Н. Фенольные соединения: распространение, метаболизм и функции в растениях. М.: Наука, 1993, 272 с. Zaprometov M. N. Phenolic compounds: distribution, metabolism and functions in plants. Moascow: Nauka, 1993, 272 p. (In Russ.)Малеванная Н. Н. Препарат циркон — иммуномодулятор нового типа, Материалы научно-практич. конф. «Применение препарата циркон в производстве сельскохозяйственной продукции». М., 2004: с. 17-20. Malevannaya N. N. Zircon preparation is a new type of immunomodulator, Materials of scientific and practical conference «The use of zircon preparation in the production of agricultural products.» Moscow, 2004: p. 17-20. (In Russ.)Малеванная Н. Н. Препарат циркон — иммуномодулятор нового типа, Материалы научно-практич. конф. «Применение препарата циркон в производстве сельскохозяйственной продукции». М., 2004: с. 17-20. Malevannaya N. N. Zircon preparation is a new type of immunomodulator, Materials of scientific and practical conference «The use of zircon preparation in the production of agricultural products.» Moscow, 2004: p. 17-20. (In Russ.)Малеванная Н. Н. Циркон — новый стимулятор роста и развития растений, VI Материалы международная конференции “Регуляторы роста и развития растений в биотехнологиях”. М., 2001: с. 163-171. Malevannaya N. N. Zircon is a new stimulator of plant growth and development. Materials of the international conference «Regulators of plant growth and development in biotechnology». Moscow, 2001: p. 163-171. (In Russ.)Малеванная Н. Н. Циркон — новый стимулятор роста и развития растений, VI Материалы международная конференции “Регуляторы роста и развития растений в биотехнологиях”. М., 2001: с. 163-171. Malevannaya N. N. Zircon is a new stimulator of plant growth and development. Materials of the international conference «Regulators of plant growth and development in biotechnology». Moscow, 2001: p. 163-171. (In Russ.)Хрипач В. А., Лахвич Ф. А., Жабинский В. Н. Брассиностериоиды, Минск, 1993, 285 c. Khripach V. A., Lakhvich F. A., Zhabinskiy V. N. Brassinosterioids, Minsk, 1993, 285 p. (In Russ).Хрипач В. А., Лахвич Ф. А., Жабинский В. Н. Брассиностериоиды, Минск, 1993, 285 c. Khripach V. A., Lakhvich F. A., Zhabinskiy V. N. Brassinosterioids, Minsk, 1993, 285 p. (In Russ).Tanaka K., Nakamura Ya., Asami T., Yoshida Sh., Matsuo T., Okamoto Sh. Physiological roles of brassinosteroids in early growth of Arabidopsis: Brassinosteroids have a synergistic relationship with gibberellin as well as auxin in light-grown hypocotyl elongation, J. Plant Growth Regulation. 2003;22:259- 271. DOI: 10.1007/s00344-003-0119-3Tanaka K., Nakamura Ya., Asami T., Yoshida Sh., Matsuo T., Okamoto Sh. Physiological roles of brassinosteroids in early growth of Arabidopsis: Brassinosteroids have a synergistic relationship with gibberellin as well as auxin in light-grown hypocotyl elongation, J. Plant Growth Regulation. 2003;22:259- 271. DOI: 10.1007/s00344-003-0119-3Sikander Pal Choudhary, Jing-Quan Yu, Kazuko Yamaguchi-Shinozaki, Kazuo Shinozaki, Lam-Son Phan Tran. Benefits of brassinosteroid crosstalk, Trends in Plant Sci. 2012;17:594-605. DOI: 10.1016/j.tplants.2012.05.012Sikander Pal Choudhary, Jing-Quan Yu, Kazuko Yamaguchi-Shinozaki, Kazuo Shinozaki, Lam-Son Phan Tran. Benefits of brassinosteroid crosstalk, Trends in Plant Sci. 2012;17:594-605. DOI: 10.1016/j.tplants.2012.05.012Fridman Y., Savaldi-Goldstein S. Brassinosteroids in growth control: How, when and where, Plant Sci. 2013;209:24-31. DOI: 10.1016/j.plantsci.2013.04.002Fridman Y., Savaldi-Goldstein S. Brassinosteroids in growth control: How, when and where, Plant Sci. 2013;209:24-31. DOI: 10.1016/j.plantsci.2013.04.002

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