Сохранение сортов и образцов лаванды узколистной in vitro и анализ их генетической стабильности

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследования проводили с целью определения особенностей развития эксплантов сортов и образцов лаванды в процессе длительного сохранения in vitro при разных условиях (в темноте или при слабом освещении) и последующего возобновления роста, а также оценки их генетической стабильности. В качестве исходного материала использовали сорта и образцы Lavandula angustifolia Mill. – Степная, Синева, Вдала, Волна, Крымчанка, Галлея, № 12-95, № 372-44, Д-356. Развитие эксплантов (сегментов стебля с узлом) анализировали после 6, 9, 12 месяцев депонирования при 6…8 °C в темноте и при освещенности 150…300 лк, а также после их отрастания in vitro при 24…26 °C и освещенности 2…3 клк. Число жизнеспособных эксплантов после года хранения в условиях освещения (20,8…63,3 %, в зависимости от генотипа) было выше, чем в темноте (16,3…38,9 %). Анализируемые параметры сильно варьировали в зависимости от сорта и образца. В процессе депонирования отмечали до 44,5…49,8 % эксплантов, у которых формировались побеги. Число жизнеспособных эксплантов при возобновлении роста культур после года хранения при освещении в первом субкультивировании достигало 85,5…98,5 %, а без освещения – всего 30,0…60,0 %. При этом морфометрические параметры и коэффициенты размножения были сопоставимы с таковыми при клональном микроразмножении. На примере сортов Степная, Синева, Вдала с использованием 7 молекулярно-генетических маркеров (RAPD и ISSR) установлено отсутствие генетической дивергенции после года хранения in vitro, по сравнению с исходными растениями. В результате исследований оптимизированы режимы депонирования лаванды (освещение, длительность хранения и последующего отрастания), а также показано сохранение генетической стабильности.

Об авторах

Н. А. Егорова

Научно-­исследовательский институт сельского хозяйства Крыма

Email: yegorova.na@mail.ru
295453, Республика Крым, Симферополь, ул. Киевская, 150

С. С. Бабанина

Научно-­исследовательский институт сельского хозяйства Крыма

Email: yegorova.na@mail.ru
295453, Республика Крым, Симферополь, ул. Киевская, 150

И. В. Ставцева

Научно-­исследовательский институт сельского хозяйства Крыма

Автор, ответственный за переписку.
Email: yegorova.na@mail.ru
295453, Республика Крым, Симферополь, ул. Киевская, 150

Список литературы

  1. In vitro Germplasm collection and storage: a review / O. Imarhiagbe, J. O. Osazee, R. O. Aiwansoba, et al. // International Journal of Biology Research. 2016. Vol. 1. No. 1. P. 9–14.
  2. In Vitro Conservation and Cryopreservation of Clonally Propagated Horticultural Species / A. Agrawal, S. Singh, E. V. Malhotra, et al. // In: Conservation and Utilization of Horticultural Genetic Resources. eds P. Rajasekharan, V. Rao. Singapore: Springer, 2019. P. 529–528. doi: 10.1007/978-981-13-3669-0_18.
  3. Основы создания генобанка in vitro видов, сортов и форм декоративных, ароматических и плодовых культур: коллективная монография / под ред. И. В. Митрофановой Симферополь: Ариал, 2018. 260 с. doi: 10.32514/978-5-907118-87-4.
  4. Cruz-Cruz C. A., Gonzalez-Arnao M. T., Engelmann F. Biotechnology and conservation of plant biodiversity // Resources. 2013. No 2. P. 73–95. doi: 10.3390/resources2020073.
  5. In vitro conservation through slow growth storage technique of fruit species: an overview of the last 10 years / C. Benelli, W. Tarraf, T. Izgu, et al. // Plants. 2022. Vol. 11. No. 23. Article 3188. URL: https://www.mdpi.com/2223–7747/11/23/3188 (дата обращения: 19.03.2025). doi: 10.3390/plants11233188.
  6. In vitro conservation of ornamental plants / D. P. C. da Silva, E. A. Ozudogru, M. V. D. Reis, et al. // Ornamental Horticulture. 2018. Vol. 24. No. 1. P. 28–33. doi: 10.14295/oh.v24i1.1163.
  7. Моделирование контролируемых условий, необходимых для адаптации и длительного хранения растительного материала декоративных, ароматических и плодовых культур в генобанке in vitro: методические рекомендации / И. В. Митрофанова, О. В. Митрофанова, Н. Н. Иванова и др.; под общ. ред. И. В. Митрофановой. Симферополь: ИТ «АРИАЛ», 2018. 72 с. doi: 10.32514/978-5-907118-88-1.
  8. Применение биотехнологических методов для сохранения генофонда редких видов растений / О. И. Молканова, Ю. Н. Горбунов, И. В. Ширнина и др. // Ботанический журнал. 2020. Т. 105. № 6. C. 610–619. doi: 10.31857/S0006813620030072.
  9. Табацкая Т. М., Машкина О. С. Опыт долговременного хранения коллекционных генотипов березы с использованием безгормональных питательных сред // Лесоведение. 2020. № 2. С. 147–161. doi: 10.31857/S0024114820020084.
  10. Егорова Н. А., Загорская М. С., Абдурашитов С. Ф. Особенности длительного сохранения мяты сортов Ажурная и Бергамотная в коллекции in vitro // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2022. Т. 12. № 1. C. 64–75. doi: 10.21285/2227-2925-2022-12-1-64-75.
  11. Effect of culture container and carbohydrate content on in vitro slow growth storage of the cherry rootstock ’Gisela®5’ / E. A. Ozudogru, C. Benelli, G. Dradi, et al. // Acta Physiol Plant. 2017. No. 39. Article 94. URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s11738-017-2372-2 (дата обращения: 19.03.2025). doi: 10.1007/s11738-017-2372-2.
  12. Medium, container and genotype all influence in vitro cold storage of apple germplasm / I. Kovalchuk, Y. Lyudvikova, M. Volgina, et al. // Plant Cell Tiss Organ Cult. 2009. Vol. 96. P. 127–136. doi: 10.1007/s11240-008-9468-8.
  13. Micropropagation and medium-term conservation of Rosa pulverulenta / S. Kavand, M. J. Kermani, A. Haghnazari, et al. // Acta Scientiarum Agronomy. 2011. Vol. 33. No. 2. P. 297–301. doi: 10.4025/actasciagron.v33i2.10279.
  14. Sahin E. C., Aydin Y., Uncuoglu A. A. Molecular Marker Applications in the Selection of Elite Genotypes for Plant Stress Tolerance and Genetic Fidelity // OBM Genetics. 2024. Vol. 8. No. 3. Article 260. URL: https://www.lidsen.com/journals/genetics/genetics-08-03-260 (дата обращения: 17.03.2025). doi: 10.21926/obm.genet.2403260.
  15. Epigenetic and Genetic Integrity, Metabolic Stability, and Field Performance of Cryopreserved Plants / M. R. Wang, W. Bi, M. R. Shukla, et al. // Plants (Basel). 2021. Vol. 10. No. 9. Article 1889. URL: https://www.mdpi.com/2223-7747/10/9/1889 (дата обращения: 17.03.2025). doi: 10.3390/plants10091889.
  16. Влияние условий сохранения in vitro на жизнеспособность и генетическую стабильность садовых растений / Н. Н. Иванова, Н. В. Корзина, В. А. Цюпка и др. // Таврический вестник аграрной науки. 2024. № 2(38). C. 53–66. doi: 10.5281/zenodo.12178658.
  17. Иванова Н. Н., Цюпка В. А., Корзина Н. В. Влияние состава питательной среды на сохранение жизнеспособности и генетической стабильности эксплантов хризантемы садовой при депонировании in vitro // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2023. Т. 13. № 4. C. 483–493. doi: 10.21285/2227-2925-2023-13-4-483-493.
  18. Сохранение эндемика Западного Саяна Fritillaria sonnikovae Schaulo et A. Erst (Liliaceae) в коллекции in vitro / Д. С. Мурасева, Н. С. Звягина, Т. И. Новикова и др. // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2017. Т. 21. № 5. C. 554–560. doi: 10.18699/VJ17.272.
  19. Efficient long-term conservation of Taraxacum pieninicum synthetic seeds in slow growth conditions / M. Kaminska, M. Golebiewski, A. Tretyn, et al. // Plant Cell Tiss Organ Cult. 2018. Vol. 132. P. 469–478. doi: 10.1007/s11240-017-1343-z.
  20. In Vitro Conservation and Genetic Stability in Vanilla planifolia Jacks. / J. R. Bautista-Aguilar, L. G. Iglesias-Andreu, J. Martinez-Castillo, et al. // Hort Science. 2021. Vol. 56. No. 12. P. 1494–1498. doi: 10.21273/HORTSCI16118-21.
  21. Viability and genetic stability of pineapple germplasm after 10 years of in vitro conservation / R. L. da Silva, C. F. Ferreira, C. A. da Silva Ledo, et al. // Plant Cell Tissue Organ Cult. 2016. Vol. 127. P. 123–133. doi: 10.1007/s11240-016-1035-0.
  22. Cold-induced genetic instability in micropropagated Pistacia lentiscus L. plantlets / I. Koc, H. Akdemir, A. Onay, et al. // Acta Physiol Plant. 2014. Vol. 36. P. 2373–2384. doi: 10.1007/s11738-014-1610-0.
  23. Эфиромасличная отрасль Крыма. Вчера, сегодня, завтра / В. С. Паштецкий, Н. В. Невкрытая, А. В. Мишнев и др. Симферополь: ИТ «Ариал», 2018. 320 с.
  24. Morphogenetic, Physiological, and Biochemical Features of Lavandula angustifolia at Long-Term Micropropagation In Vitro / N. A. Yegorova, I. V. Mitrofanova, V. A. Brailko, et al. // Russian Journal of Plant Physiology. 2019. Vol. 66. No. 2. P. 326–334. doi: 10.1134/S1021443719010060.
  25. Micropropagation of lavender: a protocol for production of plantlets / J. Koefender, C. E. Manfio, J. N. Camera, et al. // Hortic. Bras. 2021. Vol. 39. No. 4. P. 404–410. doi: 10.1590/s0102-0536-20210409.
  26. Егорова Н. А. Биотехнология эфиромасличных растений: создание новых форм и микроразмножение in vitro. Симферополь: ИД «Автограф», 2021. 315 с. doi: 10.33952/2542-0720-2021-978-5-6045452-9-4.
  27. Егорова Н. А., Ставцева И. В., Коваленко М. С. Длительное хранение сортов лаванды в культуре in vitro при использовании питательных сред разного состава // Таврический вестник аграрной науки. 2024. № 3(39). C. 58–71. doi: 10.5281/zenodo.13782781.
  28. Загорская М. С. Некоторые аспекты выделения геномной днк из растений лаванды разного происхождения // Современное состояние, проблемы и перспективы развития аграрной науки: материалы V международной научно-практической конференции. Симферополь: ИТ «Ариал»», 2020. C. 177–179. doi: 10.33952/2542-0720-2020-5-9-10-90.
  29. Генетическая стабильность растений лаванды узколистной (Lavandula angustifolia Mill.) при длительном клональном микроразмножении / С. С. Бабанина, Н. А. Егорова, И. В. Ставцева и др. // Российская сельскохозяйственная наука. 2023. № 1. C. 13–19. doi: 10.31857/S2500262723010039.
  30. Ex situ preservation for some endemic and rare medicinal plants in Taif, KSA / Attia O. Attia, El Dessoky S. Dessoky, Yassin M. Al-Sodany, et al. // Biotechnology & Biotechnological Equipment. 2017. Vol. 31. No. 5. P. 912–920. doi: 10.1080/13102818.2017.1356690.
  31. Tavazza R., Rey N. A., Pagnotta M. A. Globe artichoke in vitro conservation protocol to meet germplasm preservation and production management // Acta Hortic. 2016. No. 1147. P. 421–428. doi: 10.17660/ActaHortic.2016.1147.59.
  32. Drew R. A. Biotechnology and conservation of tropical fruit species // Acta Hortic. 2000. No. 523. P. 183–188. doi: 10.17660/ActaHortic.2000.523.23.
  33. Conservation Genetics in the Age of Genomics / Ed. by G. Amato, O. Ryder, H. Rosenbaum, et al. New York: Columbia University Press, 2009. 248 p.
  34. Genetic stability of cryopreserved shoot tips of Rubus germplasm / N. R. F. Castillo, N. V. Bassil, S. Wada, et al. // In Vitro Cell.Dev.Biol.-Plant. 2010. Vol. 46. P. 246–256. doi: 10.1007/s11627-009-9265-z.
  35. Evaluation of genetic stability in cryopreserved Solanum tuberosum / R. Zarghami, M. Pirseyedi, S. Hasrak, et al. // African Journal of Biotechnology. 2008. Vol. 7(16). P. 2798–2802.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».