Generate QR code
Open Access
Subscription Access
Adaptation of Hydrangea macrophylla regenerants to non-sterile ex vitro conditions
https://doi.org/10.31676/0235-2591-2020-6-12-17
Abstract
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).
About the Authors
V. I. Malyarovskaya
Federal Research Centre“Subtropical Scientific Centre of the Russian Academy of Sciences”
Russian Federation
Russian Federation
Valentina I. Malyarovskaya - Cand. Sci. (Biol.), Leading Researcher, Head of the Department of Biotechnology
2/28, Yana Fabritsiusa str., Sochi, 354002
L. S. Samarina
Federal Research Centre“Subtropical Scientific Centre of the Russian Academy of Sciences”
Russian Federation
Russian Federation
Cand. Sci. (Biol.), Senior Researcher, Head of the Laboratory of Molecular and Cell Breeding
Sochi
References
1. 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.)
2. 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.)
3. 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.)
4. 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.)
5. 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.)
6. 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.)
7. 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.)
8. 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: 10.31360/2225-3068-2018-66-120-125
9. 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).
10. Rohr R. Acclimatization of micropropagated forest trees, Acta Horticulturae 2003;616^59-69.
11. 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).
12. 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).
13. Abou Dahab, TAM In vitro propagation of Hydrangea macrophylla Thunb. Arab. J. Biotech., 2007;10(1):161-178.
14. 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.
15. 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/s11240-010-9797-2
16. Azza 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.2017.605.087
17. 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.)
18. 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.)
19. 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.)
20. 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.)
21. 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.)
22. 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).
23. 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/s00344-003-0119-3
24. Sikander 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.2012.05.012
25. Fridman 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
Review
For citations:
Malyarovskaya V.I., Samarina L.S. Adaptation of Hydrangea macrophylla regenerants to non-sterile ex vitro conditions. Horticulture and viticulture. 2020;(6):12-17. (In Russ.) https://doi.org/10.31676/0235-2591-2020-6-12-17
Views:
1015
Email this article 