Индукция адвентивного морфогенеза in vitro в изолированных тканях растений рода Rubus с использованием цитокининов из групп аденина и дифенилмочевины

Было изучено влияние цитокининов из групп аденина и дифенилмочевины на адвентивный органогенез in vitro в изолированных тканях растений рода Rubus. Листовые экспланты и каллусы красной малины сорта Вольница, ежевики сорта Честер Торнлесс и вида малина душистая культивировали в темноте при температуре +25 ±2 о С на среде Мурасиге и Скуга. Среда содержала 0,5 мг/л гибберелловой кислоты (ГК), 0,5 мг/л индолилуксусной кислоты (ИУК), а также 6-бензиламинопурин (6-БАП) в концентрациях 0, 1, 2 и 4 мг/л или тидиазурон (ТДЗ) в концентрациях 0,1, 0,2 и 0,4 мг/л. Учитывали число эксплантов, образовавших адвентивные побеги, и число побегов на один эксплант. Установлено, что для индукции адвентивного морфогенеза из листовых дисков и каллусов малины красной и ежевики более эффективно использование 6-БАП, для малины душистой более эффективен тидиазурон. Оптимальной для 6-БАП является концентрация 2 мг/л, для ТДЗ – 0,2 мг/л. Превышение названных концентраций цитокининов может вызывать витрификацию побегов. Для ежевики возможно увеличение содержания 6-БАП в среде для индукции морфогенеза до 4 мг/л. Выявлена неодинаковая способность к регенерации адвентивных побегов у разных генотипов. В оптимальных вариантах опыта максимальная частота их образования варьировала от 13,3 % у малины душистой, до 40,0 % у ежевики. Использование установленных оптимальных концентраций регуляторов роста позволило получить растения-регенеранты из каллусов, прошедших длительное культивирование (в течение 10 месяцев) на искусственных питательных средах в процессе тканевой селекции на толерантность к солям тяжёлых металлов и пестицидам. Несмотря на пониженный морфогенетический потенциал прошедших длительное культивирование in vitro тканей, из отобранных на толерантность к хлориду кобальта каллусов было получены 3 растения-регенеранта красной малины и 1 растение душистой малины. Из отобранных на толерантность к пестицидам тканей регенерированы 9 растений ежевики и 7 растений красной малины.

1. Pellegrineschi A., Brito R. M., McLean S., Hoisington D. Eff ect of 2.4-dikhlorphenoxyacetic acid and NaCl on the establishment of callus and plant regeneration in durum and bread wheat. Plant Cell, Tissue, Organ Culture. 2004;77(3):245-250.

2. Расторгуев С. Л. Индукция морфогенеза в культуре каллусной ткани малины, Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2006;6:41-43.

3. Расторгуев С. Л. Культура изолированных тканей и органов в селекции плодовых растений: монография. Мичуринскнаукоград РФ: Мич. ГАУ, 2009, 171 с.

4. Vasil I. K. Molecular genetic improvement of cereals transgenic wheat (Triticum aestivum L.), Plant Cell Rep. 2007;26:1133-1154.

5. Муратова С. А., Соловых Н. В., Терехова В. И. Индукция морфогенеза из изолированных сомати ческих тканей растений: монография. Ми чуринск-наукоград РФ: Мич. ГАУ, 2011, 108 с.

6. Stupko V. Ju., Zobova N. V. Callus culture technology of spring soft wheat stress tolerant varieties selection. Biochemistry and Biotechnology; research and development. New York: Nova Science Publishers, Inc. 2012:52-62.

7. Никитенко Е. Д., Хлебова Л. П., Ерещенко О. В. Разработка отдельных элементов технологии клеточной селекции яровой пшеницы на устойчивость к абиотическим стрессам, Известия Алтайского государственного университета, 2014;2(3):50-54.

8. De Almeida M., Graner E. M., Brondani G. E., De Oliveira L. S, Artioli F. A., De Almeida L. V., Leone G. F., Baccarin F. J. B., De Oliveira-Antonelli P., Cordeiro G. M., Oberschelp G. P. J., BataginPioto K. Plant morphogenesis: theorical bases, Advances in Forestry Science Review Adv, For. Sci., Cuiabá, 2015;2(1):13-22.

9. Бычкова О. В. Оценка эффективности морфогенеза и регенерации яровой твёрдой пшеницы в культуре in vitro, Acta Biologica Sibirica. 2016b;2(1):139-149.

10. Мякишева Е. П., Дурникина Д. А., Таварткиладзе О. К. Изучение влияния витаминов на морфогенез растений-регенерантов картофеля in vitro в целях интенсификации производства элитного посадочного материала, Biological Bulletin of Bogdan Chmelnitskiy Metropol State Pedagogical University. 2016а;6(2):166-173.

11. Никитенко Е. Д., Мухин В. Н., Хлебова Л. П., Мацюра А. В., Бычкова О. В. Оптимизация гормонального состава питательной среды для эффективной регенерации мягкой пшеницы in vitro, Biological Bulletin of Bogdan Chmelnitskiy Metropol State Pedagogical University. 2016;6(2):294-302.

12. Tirhomirova L. I., Kechaykin A. A., Shmakov A. I., Alexandrova O. V. An eff ective way to carry out mass in vitro propagation of Potentilla alba L., Biological Bulletin of Bogdan Chmelnitskiy Metropol State Pedagogical University. 2016;6(1):433-444.

13. Lim K.-B., Kwon S. J., Lee S. I. Infl uence of genotype, explant source and gelling agent on in vitro shoot regeneration of Chrysanthemum, Hort. Environ. Biotechnol. 2012;53(4):329-335.

14. Deplorte F., Prevova A., Du Jardin P., Watillon B. Morpho-histology and genotype dependence of in vitro morphogenesis in mature embryo cultures of wheat. Protoplasma, 2014;251:1455-1470.

15. Varshney A., Anis M. Trees: propagation and conservation. Biotechnological approaches for propagation of a multipurpose tree Balanites oegyptiaca Del. Ntw Delhi: Springer, 2014,116 p.

16. Skoog F., Miller C. O. Chemical regulation of growth and organ formation in plant tissues cultured in vitro, Symp. Soc. Exp. Biol. 1957;11:118-131.

17. Высоцкий В. А., Хамукова Ф. М. Возможности регенерации растений земляники и малины из каллусов различного происхождения, Ягодоводство в Нечерноземье. 1993:19-24.

18. Хамукова Ф. Н. Регенерация растений земляники и малины из эксплантов различного происхождения: автореф. дис. … к. с.-х. наук, М.: НИЗИСНП. 1996; 20 с.

19. Тюленев В. М. Индукция морфогенеза из изолированных тканей яблони и груши, Индукция морфогенеза и тканевая селекция плодовых и ягодных культур: Методические рекомендации. Мичуринск, 1996:4-23.

20. Расторгуев С. Л. Регенерация растений из изолированных соматических тканей земляники и малины, Индукция морфогенеза и тканевая селекция плодовых и ягодных культур: Методические рекомендации. Под ред. В. М. Тюленева. Мичуринск, 1996:40-61.

21. Jones O. P., Gayner J. A., Watkins R. Plant regeneration from callus tissue cultures of the cherry rootstock Colt (Prunus avium × P.cerasus) and the apple rootstock M.25 (Malus pumila). J. Hort. Sci. 1984;59:463-467.

22. Сковородников Д. Н., Челяев Д. Н. Индукция адвентивного органогенеза у листовых эксплантов малины, Пути повышения устойчивости растениеводства к негативным природным и техногенным воздействиям: сборник материалов Междунар. науч.-практ. конф. молодых учёных, аспирантов и студентов. Орёл, 2011:365-367.

23. Челяев Д. Н. Влияние производных дифенилмочевины (TDZ и CPPU) на индукцию каллусогенеза и адвентивного органогенеза у листовых эксплантов малины, Плодоводство и ягодоводство России. 2011;XXVI:287-292.

24. Индукция морфогенеза и тканевая селекция плодовых и ягодных культур: методические рекомендации. Под. ред. В. М. Тюленева. Мичуринск, 1996; 76 с.

25. Murashige T. Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures, Physiol. Plant. 1962;15(13):473-497.

26. De-Klerk G. J., Arnoldt-Schwitt B., Lieberei R. Regeneration of roots, shoots and embryos: physiological, biochemical and molecular aspects, Biologia Plantarum. 1997;39(1):55-66.