Особенности побегообразования in vitro морошки приземистой (Rubus chamaemorus L.) из регионов европейского севера России и Сибири

Acknowledgments : the work has been carried out using funds from the University Development Program within the framework of the Strategic Academic Leadership Program “Priority – 2030” (agreement № 075-15-2023-220 dated 02/16/2023).

Введение. На севере России и в странах Северной Европы (особенно в Норвегии и Финляндии) морошка приземистая (Rubus chamae-morus L.) является востребованным на рынке ягодным видом, обладающим высокой пищевой ценностью, и используется в пищевой промышленности и домашней кулинарии. Вкусовые свойства морошки позволяют употреблять их не только в свежем виде, но также и в виде ва- ренья, повидла, джемов, компотов, соков, добавок для кондитерских и хлебобулочных изделий [1, 2]. В зрелых плодах морошки содержатся сахара, белки, клетчатка, органические кислоты (лимонная, яблочная), витамины A, В, С, РР, минеральные вещества (калий, кобальт, железо фосфор и др.), Кроме того, в плодах морошки много пектинов, дубильных веществ, каротиноидов, флавоноидов, эллагитаннинов. При этом экстракты плодов морошки имеют высокую антиоксидантную и биологическую активность, проявляют разностороннее фармакологическое (в т. ч. антимикробное, диетическое и противораковое) действие [3–9].

В условиях необходимости импортозамеще-ния на сегодняшний день интенсификация отрасли отечественного ягодоводства требует широкого использования высокотехнологичных приемов. Известно, что основные сорта ягодных культур возникли в результате сложных скрещиваний и характеризуются высоким уровнем гетерозиготности, в связи с чем их размножение традиционным семенным способом не позволяет растениям сохранить весь набор хозяйственно значимых признаков исходной формы [10, 11]. Для большинства ягодных растений эту проблему можно решить с помощью применения технологий клонального микроразмножения растений.

Разработка и совершенствование методов in vitro для микроразмножения морошки приземистой может найти применение не только в сельскохозяйственном производстве, но и в вопросах сохранения и искусственного поддержания численнности популяций данного вида во многих странах мира. Существующие в настоящее время технологии размножения морошки in vitro [12–16] требуют их всесторонней доработки для целей полного обеспечения необходимого объема посадочного материала этой ценной культуры, в т. ч. с учетом генетических особенностей форм, полученных из природно-климатических условий произрастания северных регионов европейской части России и Сибири.

Цель исследований – изучение влияния состава культуральной среды и концентрации 2-изопентиладенина на побегообразование in vitro форм морошки приземистой, отобранных в северных регионах европейской части России и Сибири.

Объекты и методы. Исследования проводили в 2022–2024 гг. по общепринятым методикам микроклонального размножения растений [17, 18]. В качестве объектов исследования изучали растения форм морошки приземистой, отобранных в местах естественного произрастания – Ленинградская (Выборгский район Ленинградской области) и Кондинская (Кондинский район Ханты-Мансийского АО – Югры). В качес- тве эксплантов использовали апикальные меристемы растений. Растения выращивали на культуральной среде по прописи Мурасиге-Скуга (МС) [19], в т. ч. в вариантах с разбавлением минеральной основы бидистилированной водой в 2 и 4 раза (уровень кислотности среды pHKCl – 5,3–5,5). Далее культивирование растений-регенерантов проводили в световой комнате при температуре воздуха 23–25 °C, относительной влажности воздуха 75–80 %, 16-часовом фотопериоде. Для регулирования ростовых процессов на этапе «собственно микроразмножение» в культуральную среду добавляли 2-изопентиладенин (2-iP) в концентрациях 0,5 и 1,0 мг/л. Проводили учет числа, средней длины и суммарной длины микропобегов в расчете на одно растение-регенерант. Повторность опыта 3-кратная, по 10 растений в каждой. Для оценки достоверности различий между средними данными вариантов опытов проводили по общепринятым методикам [20], использовали двухфакторный дисперсионный анализ при помощи наименьшей существенной разности для 5 % уровня значимости (НСР05), где факторы: А – состав культуральной среды; Б – концентрация росторегулирующего вещества.

Результаты и их обсуждение. В ходе исследований выявлено, что при культивировании in vitro на этапе «собственно микроразмножение» у растений морошки приземистой наибольшее число микропобегов формировалось на культуральной среде МС: у формы Ленинградская оно составляло в среднем 3,3 шт., у формы Кондинская – 3,7 шт., что значительно больше, чем на средах МС ½ (в 1,4 раза) и МС ¼ (в 2,8 раза) (табл. 1).

Повышение концентрации цитокинина 2-iP от 0,5 до 1,0 мг/л в культуральной среде не оказало влияния на число микропобегов in vitro растений морошки у формы Ленинградская, тогда как у формы Кондинская способствовало незначительному уменьшению их числа в среднем в 1,3 раза.

Наибольшие показатели средней длины микропобегов исследуемых форм морошки в культуре in vitro (в среднем 1,6–1,8 см) наблюдались на культуральной среде МС. В то же время на среде МС ½ значения данного параметра были меньше в 1,2–1,6 раза, на среде МС ¼ – в 1,6–2,6 раза (табл. 2).

Таблица 1

Таблица 2

Число микропобегов in vitro морошки приземистой в зависимости от состава культуральной среды и концентрации 2-iP, шт.

Средняя длина микропобегов in vitro морошки приземистой в зависимости от состава культуральной среды и концентрации 2-iP, см

Отмечено, что с повышением в составе культуральной среды концентрации 2-iP от 0,5 до 1,0 мг/л средняя длина микропобегов у исследуемых форм морошки в культуре in vitro уменьшалась в 2,0–3,2 раза.

Суммарная длина микропобегов морошки in vitro имела наибольшие значения на культу- ральной среде МС: у формы Ленинградская она достигала в среднем 5,5 см, у формы Кондин-ская – 7,0 см, в то время как на среде МС ½ она была меньше в среднем в 2,1–2,3 раза, на среде МС ¼ – в 4,6–6,4 раза (табл. 3).

Таблица 3

Суммарная длина микропобегов in vitro морошки приземистой в зависимости от состава культуральной среды и концентрации 2-iP, см

С увеличением концентрации цитокинина 2-iP от 0,5 до 1,0 мг/л суммарная длина микропобегов in vitro у растений морошки существенно уменьшалась у формы Ленинградская в среднем в 3,1 раза, у формы Кондинская – в 2,8 раза.

Заключение. Таким образом, при микрокло-нальном размножении форм морошки приземистой, отобранных в Ленинградской области и Ханты-Мансийском АО – Югре, при использовании культуральной среды МС число, средняя и суммарная длина микропобегов растений в культуре in vitro были значительно больше, чем на средах МС ½ и МС ¼. При повышении концентрации цитокинина 2-iP от 0,5 до 1,0 мг/л в составе культуральной среды отмечено существенное увеличение числа микропобегов морошки и уменьшение их суммарной и средней длины. Полученные результаты могут быть использованы для разработки технологии ускоренного получения оздоровленного посадочного материала морошки.