Сохранение лесных генетических ресурсов на основе коллекции in vitro: состояние, перспективы, проблемы (аналитический обзор)
Автор: Корчагин О.М., Табацкая Т.М., Машкина О.С.
Журнал: Лесохозяйственная информация @forestry-information
Рубрика: Лесная селекция и генетика
Статья в выпуске: 2, 2023 года.
Бесплатный доступ
Рассматриваются возможности и преимущества использования коллекции in vitro для сохранения (консервации ex situ) и воспроизводства представителей ценного генофонда лиственных древесных пород, проведения прикладных и фундаментальных исследований. Приведена методология формирования и длительного поддержания (от 1 года до 30 лет) живой коллекции in vitro (в виде микрорастений) ценных генотипов березы, тополя, осины и ивы. Показано, что применение питательных сред без гормонов при многолетнем хранении образцов обеспечивает сохранение их жизне- и регенерационной способности, генетических и селекционных (при высадке растений в почву) особенностей материнских деревьев. Выращивание посадочного материала на основе коллекции in vitro позволяет снизить сроки и себестоимость его получения (за счет упрощения и исключения отдельных этапов клонального микроразмножения), повысить эффективность получения качественных саженцев для создания лесных культур целевого назначения (за счет селективного тиражирования генотипов с заданными характеристиками). Представлены данные по использованию коллекции in vitro как генетического ресурса (виды, разновидности, гибриды, сорта; всего 21 вид, 88 генотипов) для проведения исследований по тканевой и клеточной селекции in vitro с целью получения солеустойчивых клонов древесных видов, изучения генетики морфогенеза (в частности, рассеченного листа березы). Обсуждаются проблемы взаимодействия между институтами, имеющими подобные коллекции. Их успешное решение будет способствовать повышению доступности и востребованности коллекций in vitro, расширению их функций, более быстрому внедрению полученных результатов в практику лесного хозяйства.
Коллекция клонов in vitro, генетические ресурсы, лиственные древесные растения, питательные среды без гормонов, посадочный материал
Короткий адрес: https://sciup.org/143180088
IDR: 143180088 | DOI: 10.24419/LHI.2304-3083.2023.2.06
Список литературы Сохранение лесных генетических ресурсов на основе коллекции in vitro: состояние, перспективы, проблемы (аналитический обзор)
- Решетников, B.R Биотехнология растений и перспективы ее развития / B^. Решетников, E.B. Спиридо-вич, A.M. Носов // Физиология растений и генетика. - 2014. - Т. 46. - № 1. - С. 3-17.
- Молканова, О.И. Особенности размножения и сохранения коллекции ценных и редких видов растений в условиях in vitro / О.И. Молканова, Л.И. Коновалова, Т.С. Стахеева // Бюллетень ГНБС. - 2016. - № 120. - С. 17-23.
- Хлесткина, Е.К. Генетические ресурсы России: от коллекций к биоресурсным центрам / Е.К. Хлесткина // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. - 2022. - Т. 183. - № 1. - С. 9-30.
- Федеральная научно-техническая программа развития генетических технологий на 2019-2027 годы. Постановление Правительства РФ от 22.04.2019 № 479 (с изм. от 28.08.2021).
- Колчанов, Н.А. Биоресурсные коллекции институтов Министерства науки и высшего образования: опыт инвентаризации и развития / Н.А. Колчанов // VII Съезд Bавиловского общества генетиков и селекционеров, посвящ. 100-летию кафедры генетики СПбГУ, и ассоциированные симпозиумы (Санкт-Петербург, 18-22 июня 2019). - Санкт-Петербург: BBM, 2019. - С. 399.
- Информационная система по биоресурсным коллекциям институтов ФАНО России / С.А. Лашин, Д.А. Афонников, М.А. Генаев [и др.] // Bавиловский журнал генетики и селекции. - 2018. - Т. 22. - № 3. -С. 386-393.
- О Национальном центре генетических ресурсов растений. - Текст: электронный. - Указ Президента Российской Федерации от 08.02.2022 № 44. Официальный интернет-портал правовой информации. - Режим доступа: URL: http://publication.pravo. gov.ru/Document/View/0001202202080014 [дата обращения: 16.02.2023].
- Длительное микрочеренкование для массового клонального размножения карельской березы и тополя / О.С. Машкина, Т.М. Табацкая, Л.М. Стародубцева // Физиология растений. - 1999. - Т. 46. - № 6. - С. 950-953.
- Табацкая, Т.М. Опыт долговременного хранения коллекции ценных генотипов березы с использованием безгормональных питательных сред / Т.М. Табацкая, О.С. Машкина // Лесоведение. - 2020. - № 2. - С. 147-161.
- Mashkina, O.S. In vitro selection of birch for tolerance to salinity stress / O.S. Mashkina, T.M. Tabatskaya, O.M. Korchagin // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. - 2021. - Р. 13. - 875(1): 012082. DOI:10.1088/1755-1315/875/1/012082.
- Bетчинникова, Л^. Карельская береза: важнейшие результаты и перспективы исследований / Л^. Bет-чинникова, А.Ф. Титов. - Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2021. - 243 с.
- Особенности соматического эмбриогенеза длительно пролиферирующих эмбриогенных клеточных линий Larix sibirica in vitro / И.Н. Третьякова, М.Э. Пак, А.С. Иваницкая [и др.] // Физиология растений. - 2016. - Т. 63. - № 6. - С. 812-822.
- Vidyagina, E.O. Long-term of different aspen genotypes in vitro without repotting / E.O. Vidyagina, M.V. Filippov, K.A. Shestibratov // Plant cell biology in vitro and biotechnology: Proc. Conf. - Kazan (October 14-18). - 2013. - 274 p.
- Способ микроклонального размножения карельской березы / Г.П. Бутова, Т.М. Табацкая, Л.Л. Скробо-ва. - А.с. SU 1597386 A1. - Опубл. 07.10.1990. - Бюл. № 37.
- Машкина, О.С. Микроклональное размножение хозяйственно ценных генотипов осины / О.С. Машкина, Ю.Н. Исаков // Сохранение, изучение и воспроизводство генетических ресурсов лесных древесных растений. -Bоронеж, 2007. - С. 47-58.
- Шабанова, Е.А. Клональное микроразмножение хозяйственно-ценных форм тополя / Е.А. Шабанова, О.С. Машкина // Лесохозяйственная информация. - 2015. - № 4. - С. 74-81.
- Метод клонального микроразмножения различных видов и гибридов ивы / О.С. Машкина, Т.М. Табацкая, А.И. Горобец [и др.] // Биотехнология. - 2010. - № 1. - С. 51-59.
- Машкина, О.С. Технология долгосрочного хранения в культуре in vitro ценных генотипов березы и выращивание на ее основе посадочного материала / О.С. Машкина, Т.М. Табацкая, Н.И. Внукова // Биотехнология. - 2019. - Т. 35. - № 3. - С. 57-67.
- Murashige, T. A revised medium for rapid growth and bio assays with Tobacco tissue cultures / T. Murashige, F. Skoog // Physiol Plantarum. - 1962. - Vol. 15. - № 13. - Р. 473-497.
- Lloyd, G. Commercially feasible micropropagation of mountain laurel, Kalmia latifolia by use of shoot tip culture / G. Lloyd, B. McCown // Plant Propagators Soc. Comb. Proc. - 1980. - № 30. - P. 421-427.
- Assessment of genetic and epigenetic stability in long-term in vitro shoot culture of pea (Pisum sativum L.) / P. Smykal, L. Valledor, R. Rodriguez [et al.] // Plant Cell Reports. - 2007. - V. 26. - № 11. -Р. 1985-1998.
- Концевая, И.И. Длительное хранение микрорастений березы в культуре тканей / И.И. Концевая // Лесоведение. - 2009. - № 5. - С. 50-56.
- Егорова, Н.А. Влияние длительного субкультивирования на клональное микроразмножение Melissa officinalis L. и Origanum vulgare L. / Н.А. Егорова, О.В. Якимова // Вестник Томского государственного университета. Биология. - 2019. - № 47. - С. 22-39
- Хлесткина, Е.К. Молекулярные маркеры в генетических исследованиях и в селекции / Е.К. Хлесткина // Вавиловский журнал генетики и селекции. - 2013. - Т. 17. - № 4-2. - С. 1044-1054.
- Номенклатурные стандарты и генетические паспорта сортов картофеля, выведенные селекционерами Ленинградского НИИСХ «Белогорка» / Н.С. Клименко, Т.А. Гавриленко, И.Г. Чухина [и др.] // Биотехнология и селекция растений. - 2020. - Т. 3. - № 3. - Р. 18-54.
- Полевые испытания размноженных in vitro клонов осины (Populus tremula L.): рост, продуктивность, качество древесины, генетическая стабильность / О.С. Машкина, Е.А. Шабанова, И.Н. Вариводина [и др.] // Лесной журнал. - 2019. - № 6. - С. 25-38.
- Herrero, A. Effect of aging on mitochondrial and nuclear DNA oxidative damage in the heart and brain throughout the life-span of the rat / A. Herrero, G. Barja // Age. - 2001. - № 24. - Р. 45-50.
- Simplified qPCR method for detecting excessive mtDNA damage induced by exogenous factors / A.P. Gureev, E.A. Shaforostova, A.A. Starkov [et al.] // Toxicology. - 2017. - V. 382. - Р. 67-74.
- Study of the amount of oxidative damage to mitochondrial and chloroplast DNA in clones of white poplar (Populus alba L.) during long-term in vitro cultivation for 26 years / A.P. Gureev, O.S. Mashkina, E.A. Shabanova [et al.] // Plant Mol Biol. - 2021. - Vol. 106. - № 6. - P. 479-489.
- Результат экономических исследований по выращиванию посадочного материала древесных лиственных культур и созданию плантаций с использованием методов биотехнологии / Н.И. Животягина, О.С. Машкина, Т.М. Табацкая [и др.] // Актуальные проблемы гуманитарных и социально-экономических наук. - 2022. - № 4 (93). - С. 3-8.
- Developing stress tolerant plants through in vitro selection - An overview of the recent progress / M.K. Rai, R.K. Kalia, R. Singh [et al.] // Environmental and Experimental Botany. - 2011. - Vol. 71. - № 1. - Р. 89-98.
- Munns, R. Comparative physiology of salt and water stress / R. Munns // Plant, Sell and Environment. - 2002. - № 25. - P. 239-250.
- Ветчинникова, Л.В. Влияние кадмия на морфо- и органогенез березы in vitro / Л.В. Ветчинникова, Т.Ю. Кузнецова, А.Ф. Титов // Труды Карельского научного центра РАН. - 2014. - № 5. - С. 174-181.
- Сергеева, Л.Е. Клеточная селекция с ионами тяжелых металлов для отбора форм пшеницы и кукурузы, устойчивых к осмотическим стрессам / Л.Е. Сергеева, Л.И. Бронникова // Фактори експериментально! еволюцп органiзмiв. - 2018. - Т. 22. - С. 318-322.
- Машкина, О.С. Морфогенез рассеченного листа березы в культуре in vitro / О.С. Машкина, Т.М. Табацкая // Онтогенез. - 2020. - Т. 51.- № 6. - С. 460-472.
