Влияние условий стерилизации эксплантов и освещения на морфогенез хозяйственно ценных форм березы и осины в культуре in vitro
Статья: Влияние условий стерилизации эксплантов и освещения на морфогенез хозяйственно ценных форм березы и осины в культуре in vitro
Автор: Макаров С.С., Упадышев М.Т., Кузнецова И.Б., Чудецкий А.И., Лебедева О.П., Багаев Е.С., Журавлев Н.Н.
Журнал: Лесохозяйственная информация @forestry-information
Рубрика: Охрана и защита лесов
Статья в выпуске: 4, 2023 года.
Бесплатный доступ
Проанализировано влияние режима стерилизации эксплантов и условий освещения при клональном микроразмножении хозяйственно ценных лиственных пород на этапе введения в культуру in vitro. В качестве объектов исследований использовали экспланты Betula neoalaskana, B. pendula var. carelica, B. ulmifolia, B. papyrifera и Populus tremula (триплоидная и диплоидная формы). Наибольшая жизнеспособность неодревесневших эксплантов березы (45-55 %) в культуре in vitro наблюдалась при стерилизации: у B. ulmifolia и B. papyrifera - в растворе 96 %-го спирта (1 мин) и средства Хлорамин Б 5 % (10 мин), у B. neoalaskana - 96 %-го спирта (1 мин) и сулемы 0,01 % (3 мин), у B. pendula var. carelica - 96 %-го спирта (1 мин) и средства Белизна 5 % (15 мин). У эксплантов P. tremula триплоидной и диплоидной форм наибольшая жизнеспособность (85-90 %) отмечена при стерилизации раствором нитрата серебра 0,2 % (10 мин). Введенные в культуру in vitro экспланты исследуемых видов и форм древесных растений значительно отличались по реакции на освещение. Наибольшие значения количества и суммарной длины микропобегов у эксплантов всех исследуемых видов березы наблюдались при светодиодном освещении с чередованием белого, красного и синего спектра (5,2-5,7 шт. и 33,6-38,3 см соответственно), а у P. tremula - при использовании люминесцентных ламп белого света (5,1-6,0 шт. и 35,2-48,4 см соответственно).
Береза, осина, клональное микроразмножение, эксплант, жизнеспособность, стерилизующий агент, условия освещения, побегообразование
Короткий адрес: https://sciup.org/143180961
IDR: 143180961 | УДК: 630.232:581.165.7 | DOI: 10.24419/LHI.2304-3083.2023.4.09
Influence of explant sterilization conditions and lighting on the morphogenesis of economically valuable forms of birch and aspen in vitro culture
The results of studies on the influence of the explant sterilization mode and lighting conditions during clonal micropropagation of economically valuable hardwoods at the stage of introduction in in vitro culture. Objects of study are explants of Betula neoalaskana, B. pendula var. carelica, B. ulmifolia, B. papyrifera and Populus tremula (triploid and diploid forms). Use the method of clonal micropropagation is necessary to preserve the gene pool and mass cultivation of rare and economically valuable species and its forms. Obtaining a primary antiseptic culture is one of the most time-consuming and important stages of clonal micropropagation of plants. The highest viability of non-lignified birch explants (45-55 %) in culture in vitro is observed during sterilization: B. ulmifolia and B. papyrifera - in a solution of ethanol 96 % (1 min) and Chloramine B 5 % (10 min), B. neoalaskana - ethanol 96 % (1 min) and copper sulfate 0.01 % (3 min), B. pendula var. carelica - ethanol 96 % (1 min) and Belizna 5 % (15 min). The highest viability of P. tremula explants of triploid and diploid forms (85-90 %) is noted during sterilization with a 0.2 % silver nitrate solution (10 min). Explants of the studied species and forms of woody plants introduced into in vitro culture differed significantly in its response to lighting. Explants of all studied species of birch in culture in vitro have highest values of the number and total length of microshoots when using LED lighting with alternating white, red and blue spectrum (5.2-5.7 pieces and 33.6-38.3 cm respectively), P. tremula - white light fluorescent lamps (5.1-6.0 pieces and 35.2-48.4 cm respectively).
Список литературы Влияние условий стерилизации эксплантов и освещения на морфогенез хозяйственно ценных форм березы и осины в культуре in vitro
- Яблоков, А.С. Возможности промышленного разведения карельской березы / А.С. Яблоков // Лесохозяй-ственная информация. - 1969. - № 8. - С. 12-13.
- Методические указания по селекции и разведению карельской березы в лесах Нечерноземной зоны РСФСР / сост. С.Н. Багаев. - Москва: ВНИИЛМ, 1977. - 18 с.
- Любавская, А.Я. Карельская береза / А.Я. Любавская. - Москва: Лесная промышленность, 1978. -
- Ветчинникова, Л.В. Карельская береза и другие редкие представители рода Betula L. / Л.В. Ветчинникова: Институт леса Карельского научного центра РАН. - Москва: Наука, 2005. - 269 с.
- Береза карельская в Центральной России: биологические особенности и перспективы воспроизводства: монография. - Текст: электронный / Е.С. Багаев, С.С. Макаров, С.С. Багаев, А.И. Чудецкий. - Пушкино: ВНИИЛМ, 2022. - 125 c. - 1 электрон. опт. диск (CD-ROM).
- Багаев, Е.С. Проблемы сохранения и воспроизводства березы карельской в Центральной России. - Текст: электронный / Е.С. Багаев, А.И. Чудецкий // Лесохозяйственная информация. - 2022. - № 3. - С. 5-17. DOI 10.24419/LHI.2304-3083.2022.3.01. - Режим доступа: URL: http://lhi.vniilm.ru.
- Яблоков, А.С. Воспитание и разведение здоровой осины / А.С. Яблоков. - Москва: Гослесбумиздат, 1963. - 441 с.
- Жигунов, А.В. Лесные плантации триплоидной осины, созданные посадочным материалом in vitro / А.В. Жигунов, Д.А. Шабунин, О.Ю. Бутенко // Вестник ПГТУ. - 2014. - № 4 (24). - С. 21-30.
- Исполинская осина: биологические особенности и перспективы плантационного выращивания: монография / Е.С. Багаев, С.С. Макаров, С.С. Багаев, С.А. Родин. - Пушкино: ВНИИЛМ, 2021. - 72 с.
- Багаев, Е.С. Оценка возможности использования быстрорастущих форм осины для закладки лесосырье-вых плантаций с коротким оборотом рубки. - Текст: электронный / Е.С. Багаев, А.И. Чудецкий, С.С. Макаров // Лесохозяйственная информация. - 2023. - № 1. - С. 55-67. DOI 10.24419/LHI.2304-3083.2023.1.05. - Режим доступа: URL: http://lhi.vniilm.ru.
- Features of Triploid Aspen Clonal Micropropagation Using Modern Growth-Stimulating Preparations / S.S. Makarov, E.S. Bagaev, A.I. Chudetsky [et al.] // Lesnoy Zhurnal. - 2023. - № 2. - P. 183-194. DOI: 10.37482/0536-1036-2023-2-183-194.
- Высоцкий, В.А. Морфогенез и клональное микроразмножение растений / В.А. Высоцкий // Культура клеток растений и биотехнология. - Москва, 1986. - С. 91-102.
- Бутенко, Р.Г. Биология клеток высших растений in vitro и биотехнологии на их основе / Р.Г. Бутенко. -Москва: ФБК-Пресс, 1999. - 160 с.
- Вечернина, Н.А. Методы биотехнологии в селекции, размножении и сохранении генофонда растений: монография / Н.А. Вечернина. - Барнаул, 2004. - 205 с.
- Сельскохозяйственная биотехнология и биоинженерия: учебник / В.С. Шевелуха, Е.А. Калашникова, Е.З. Кочиева [и др.]; под общ. ред. В.С. Шевелухи. - Москва: URSS, 2015. - 715 с.
- Бутенко, Р.Г. Культура изолированных тканей в физиологии морфогенеза растений / Р.Г. Бутенко. - Москва: Наука,1964. - 272 с.
- Калинин, Ф.Л. Методы культуры тканей в физиологии и биохимии растений / Ф.Л. Калинин, В.В. Сарнац-кая, В.Е. Полищук. - Киев: Наукова думка, 1980. - 320 с.
- Chalupa, V. Rychlé vegetativni mnozeni nekterych listnatych lecnich drevin in vitro / V. Chalupa // Lesnictvi. - 1983. - Sv. 29. - № 4. - S. 309-320.
- Rutledg, G.B. Culture of Meristeme Tips and Micropropagation of 12 Commercial of Populus in vitro / G.B. Rutledg, G.G. Douglas // Physiol. Plant. - 1988. - Vol. 72. - № 2. - P. 367-373.
- Зонтиков, Д.Н. Факторы, влияющие на морфогенез триплоидной осины в культуре in vitro / Д.Н. Зонтиков // Вестник КГУ им. Н.А. Некрасова. - 2012. - № 1. - С. 8-10.
- Патент № RU2675510C2 Российская Федерация, МПК A01H 4/00(2006.01). Способ поверхностной стерилизации эксплантов осины in vitro № 2017119631: заявл. 2017.06.05: опубл. 2018.12.06 / Е.А. Шабанова, О.С. Машкина ; заявитель ФГБУ «ВНИИЛГИСбиотех».
- Патент № RU2780830C1т Российская Федерация. СПК A01H 4/00 (2022.08). Способ стерилизации эксплантов березы in vitro с использованием наночастиц оксида меди № 2022104921: заявл. 24.02.2022: опубл.: 04.10.2022 Бюл. № 28// - 04.10.2022. - Бюл. № 28 / Т.А. Гродецкая, П.М. Евлаков, О.А. Федорова [и др.] ; заявитель Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова.
- Макаров, С.С. Научно-методическое обоснование технологии размножения и плантационного выращивания лесных ягодных растений: автореф. дисс. ... д-ра с.-х. наук / С.С. Макаров. - Пушкино, 2022. - 40 с.
- Чудецкий, А.И. Методические рекомендации по выращиванию посадочного материала брусники и крас-ники in vitro и ex vitro. - Текст: электронный / А.И. Чудецкий, С.С. Макаров, С.А. Родин. - Пушкино: ВНИИЛМ, 2022. - 20 с. - 1 электрон. опт. диск (CD-R).