Элементы оптимизации технологии сохранения смородины черной in vitro
Автор: Князева И.В., Сорокопудов В.Н., Сорокопудова О.А.
Журнал: Вестник Красноярского государственного аграрного университета @vestnik-kgau
Рубрика: Агрономия
Статья в выпуске: 6, 2020 года.
Бесплатный доступ
В результате исследований установлено, что коллекционные образцы смородины черной в условиях in vitro можно поддерживать в жизнеспособном состоянии на специально подобранных по составу питательных средах. Проведена отработка элементов технологии сохранения растений с помощью приемов культивирования клеток, тканей и органов in vitro, что является наиболее безопасной альтернативой для дублетных коллекций большого количества культур. Цель работы - разработка элементов технологии длительного сохранения ценных генотипов смородины черной путем использования осмотически активных веществ в сочетании с различными температурными режимами депонирования. Определены оптимальные условия культивирования для экплантов смородины черной сорта Брянский Агат на среде с добавлением маннита в концентрациях 0,45 и 0,75 % при температуре 22-24 оС. Совместное использование маннита в указанных концентрациях и температуры позволило сохранить жизнеспособность растений на уровне 40 %. Сравнительный анализ влияния различных осмотически активных веществ на регенерацию микрочеренков показал целесообразность использования маннита в условиях нормальной скорости роста, так как его внесение в питательную среду в разных концентрациях повышало жизнеспособность эксплантов по сравнению с дульцитом в 5-8 раз и контролем - в 2-2,5 раза. При депонировании в условиях низких положительных температур 4-6 оС оптимальным источником органического питания оказалась сахароза. Жизнеспособность контрольных образцов была выше (55 %), чем опытных (25 %). Таким образом, на модельном сорте Брянский Агат смородины черной выявлена возможность сохранения эксплантов на протяжении 12 месяцев беспересадочного культивирования путем модификации питательной среды на основе осмотически активных веществ и температурных режимов. Реализация морфогенетического потенциала культивируемых эксплантов обусловлена генотипом, составом питательной среды и условиями культивирования. В результате определения оптимальных условий культивирования для эксплантов смородины черной сорта Брянский Агат были разработаны элементы технологии сохранения ценных генотипов смородины черной в условиях in vitro.
Смородина черная, маннит, дульцит, депонирование, жизнеспособность
Короткий адрес: https://sciup.org/140250659
IDR: 140250659 | УДК: 634.72:581.143 | DOI: 10.36718/1819-4036-2020-6-48-55
The elements of optimization of the technology for the conservation of black currant in vitro
As a result of the studies it was found out that the collection samples of black currant in vitro conditions can be maintained in a viable state on specially selected nutrient media. The elements of plant conservation technology were tested using in vitro the cultivation of cells, tissues and organs, which is the safest alternative for doublet collections of a large number of cultures. The aim of the study was to develop the elements of the technology for long-term preservation of valuable genotypes of black currant by using osmotically active substances in combination with various temperature conditions of deposition. Optimal cultivation conditions for the explants of black currant variety ‘Bryansky Agat' on the medium supplemented with mannitol at the concentrations of 0.45 % and 0.75 % and the temperature plus 22-24 degrees Centigrade were determined. The joint use of mannitol in indicated concentrations and the temperature allowed maintaining the viability of plants at the level of 40-50 %. Comparative analysis of the influence of various osmotically active substances on micrograins' regeneration showed the feasibility of using mannitol under the conditions of normal growth rate, since its introduction into the nutrient medium at different concentrations increased the viability of explants compared with dulcite by 5-8 times and control by 2-2.5 times. When deposited under the conditions of low positive temperatures plus 4-6 degrees Centigrade, sucrose was the optimal source of organic nutrition. The viability of control samples was higher (55 %) than that of experimental ones - 25 %. Thus, the possibility of preserving the explants for 12 months of direct cultivation by modifying the nutrient medium based on osmotically active substances and temperature conditions was revealed on the model variety of black currant ‘Bryansky Agat'. The realization of morphogenetic potential of cultivated explants is determined by the genotypes, the composition of the nutrient medium, and cultivation conditions. Having identified the optimal source of mineral nutrition, its concentration and combined with the temperature factor, the elements of the technology for the conservation of valuable genotypes of black currant in vitro were developed.
Список литературы Элементы оптимизации технологии сохранения смородины черной in vitro
- Hai Ren, Haining Qin, Zhiyun Ouyang, Xiangying Wen, Lina Zhao Progress of implementation on the Global Strategy for Plant Conservation in (2011-2020) China // Biological Conservation. 2019. V. 230. P. 169-178. DOI: 10.1016/.biocon.2018.12.030
- Höfer M., Flachowsky H., Hanke M-V. German Fruit Genebank - looking back 10 years after launching a national network for sustainable preservation of fruit genetic resources // Journal für Kulturpflanzen. 2019. V. 71 (2/3). P. 41-51. DOI: 10.5073/JfK.2019.02-03.01
- Reed B.M. Cryopreservation of Temperate Berry Crops // Plant Cryopreservation: A Practical Guide. New York: Springer Science Business Media LLC. 2008. P. 333-364.
- Engelmann F., Gonzalez Arnao M.T., Wu Y., Escobar R.H. Development of Encapsulation Dehydration // Plant Cryopreservation: A Practical Guide. New York: Springer Science Business Media LLC. 2008. P. 59-76.
- Ковальчук И.Ю., Турдиев Т.Т. Оптимизация методов криоконсервации гермоплазмы черной смородины (Ribes nigrum L.) // Биотехнология. Теория и практика. 2010. № 2. С. 54-61.
- Manole C.G., Balan V., Mencinicopschi I.C., Golea D., Rodino S., Butu A. The influence of growth regulators concentrations on in vitro micropropagation of Ribes rubrum Species // Scientific Bulletin, Series F, Biotechnologies. Vol. XVI. 2012. P. 26-29.
- Volk G.M., Bramel P.A. Strategy to conserve worldwide apple genetic resources: survey results. // Acta Hortic. 2017. № 1172. P. 99-106.
- DOI: 10.17660/ActaHortic.2017.1172.18
- Сорокопудов В.Н., Князева И.В. Сохранение оздоровленных растений смородины черной для создания генетических банков // Субтропическое и декоративное садоводство. 2018. № 65. С. 87-92.
- Лебедев А.А., Сковородников Д.Н. Оптимизация условий клонального микроразмножения Ribes nigrum L. (Grossulariaceae) // Бюллетень Брянского отделения РБО. 2016. № 1(7). С. 61-64.
- Ковалева И.С., Мацнева А.Е., Ханбабаева О.Е. [и др.]. Введение в культуру in vitro и клональное микроразмножение перспективного сеянца смородины черной (Ribes nigrum L.) // Вестник КрасГАУ. 2019. № 12. С. 43-48.
- DOI: 10.36718/1819-4036-2019-12-43-48
- Князева И.В. Жизнеспособность микрорастений ягодных культур при длительном депонировании // Плодоводство и ягодоводство России. 2019. Т. 58. С. 240-245.
- Skovorodnikov D.N., Kazakov I.V., Evdokimenko S.N., Sazonov F.F. Application of diphenylureaderivates in clonal micropropagation of primocane fruiting raspberry and black currants // Acta Hort. ISHS. 2012. № 946. P. 135-138.
- Ишмуратова М.М., Головина Л.А. Размножение сортов смородины черной (Ribes nigrum L.) Башкирской селекции в культуре in vitro // Вестник Удмуртского университета 2017. Т. 27, вып. 4. С. 455-461.
- Гусева К.Ю. Использование клонального микроразмножения для получения посадочного материала смородины черной Ribes nigrum L. // Инновационные направления развития сибирского садоводств: наследие академиков М.А. Лисавенко, И.П. Калининой: сб. ст. / Федеральный Алтайский научный центр агробиотехнологий. Барнаул, 2018. С. 81-85.
- Sorokopudov V., Sorokopudova O., Knyazeva I., Burmenko J. Biotechnological methods of maintaining collections of the genus Ribes L. // Proceedings of the VIII International Scientific and Practical Conference "Biotechnology as an Instrumet for Plant Biodiversity Conservation (physiological, biochemical, embryological, genetic and legal aspects)". 2018. P. 197.
- Brennan R.M., Jorgensen L., Hackett C., Woodhead M., Gordon S. and Russell J. The development of a genetic linkage map of blackcurrant (Ribes nigrum L.) and the identification of regions associated with key fruit quality and agronomic traits. // Euphytica 161, 2008. P. 19-34.
- DOI: 10.1007/s10681-007-9412-8
- Brennan R.M., and Graham J. Improving fruit quality in Rubus and Ribes through breeding. // Funct. Plant Sci. Biotechnol. 3, 2009. P. 22-29.
- Hummer K.E. and Dale A. Horticulture of Ribes. // For. Pathol. 40, 2010. P. 251-263.
- DOI: 10.1111/j.1439-0329.2010.00657
- Межнина О.А., Урбанович О.Ю. Генетическое разнообразие сортов смородины черной (Ribes nigrum) в Белоруси // Весцi Нацыянальнай акадэмii навук Беларусi. Серыя бiялагiчных навук. 2017. № 1. C. 62-69
- Сорокопудов В.Н. Мелькумова Е.А. Биологические особенности смородины и крыжовника при интродукции: монография / Сиб. отд-ние. Новосибирск, 2003. 296 с.
- Алексеенко Л.В., Высоцкий В.А. Методика регенерации плодовых и ягодных растений в культуре эксплантов различного происхождения. 2008. 25 с.
