Влияние регуляторов роста на морфогенез и регенерацию сортов Syringa vulgaris в условиях in vitro | Вестник Томского государственного университета. Биология. 2025. № 71. DOI: 10.17223/19988591/71/3

Влияние регуляторов роста на морфогенез и регенерацию сортов Syringa vulgaris в условиях in vitro

Существующее генетическое разнообразие представителей рода Syringa L. и сортоспецифическая реакция на регуляторы роста в питательной среде обуславливают необходимость в проведении исследований по оптимизации методики размножения сирени в условиях in vitro. Изучены морфометрические показатели и особенности морфогенеза микропобегов на питательных средах с разными регуляторами роста четырех сортов Syringa vulgaris L. ('Красавица Москвы', 'П.П. Кончаловский', 'Frank Paterson', 'Sensation') на этапе собственно микроразмножения. Экспланты культивировали на питательных средах Murahige-Skoog, дополненных 0,5 или 1,0 мг/л 6-бензиламинопурина (БАП), мета-Тополина (мТ) или тидиазурона (ТДЗ) или комбинациями БАП + мТ, БАП + ТДЗ или мТ + ТДЗ в концентрации 1,0 мг/л. Показаны преимущества мТ над ТДЗ и широко используемым БАП: при культивировании на средах с мТ у микропобегов наблюдали самые высокие показатели высоты побегов (48,3 ± 1,6 мм) и коэффициента размножения (21,9 ± 0,8). мТ способствовал пробуждению пазушных почек (79,8%) и образованию нескольких адвентивных побегов на экспланте (2,3 ± 0,1 шт.). Совместное применение регуляторов роста (БАП + мТ, БАП + ТДЗ, мТ + ТДЗ) оказало положительное влияние на размножение изучаемых сортов. Использование мТ или БАП совместно с ТДЗ позволило уменьшить некоторые негативные воздействия этого регулятора роста. Полученные результаты позволяют оптимизировать методику культивирования in vitro посредством реализуемого пути морфогенеза и увеличения коэффициента размножения для сортов Syringa vulgaris. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Скачать электронную версию публикации

Ключевые слова

микроразмножение, регенерация, бензиламинопурин, мета-Тополин, тидиазурон, Syringa vulgaris

Авторы

ФИО	Организация	Дополнительно	E-mail
Королева Ольга Васильевна	Главный ботанический сад им. Н.В. Цицина Российской академии наук	н.с. лаборатории биотехнологии растений	elaem@yandex.ru
Молканова Ольга Ивановна	Главный ботанический сад им. Н.В. Цицина Российской академии наук	канд. с.-х. наук, в.н.с., зав. лабораторией биотехнологии растений	molkanova@mail.ru
Крахмалева Ирина Леонидовна	Главный ботанический сад им. Н.В. Цицина Российской академии наук	н.с. лаборатории биотехнологии растений	seglory@bk.ru
Орлова Наталия Дмитриевна	Главный ботанический сад им. Н.В. Цицина Российской академии наук	м.н.с. лаборатории биотехнологии растений	irosvet96@mail.ru

Всего: 4

Ссылки

The World Flora Online (WFO) Plant List. Genus Syringa L. URL: https://wfoplantlist.org/taxon/wfo-4000037351-2023-12?page=1 (дата обращения 22.03.2024).

Su G, Cao Y, Li C., Yu X., Gao X., Tu P., Chai X. Phytochemical and pharmacological progress on the genus Syringa // Chemistry Central Journal. 2015. Vol. 9. 2. doi: 10.1186/ s13065-015-0079-2.

Zhu W., Wang Z., Sun Y., Yang B., Wang Q., Kuang H. Traditional uses, phytochemistry and pharmacology of genus Syringa: A comprehensive review // Journal of Ethnophar-macology. 2021. Vol. 266. 113465. doi: 10.1016/j.jep.2020.n3465.

Wozniak M., Michalak B., Wyszomierska J., Dudek M.K., Kiss A.K. Effects of phytochemically characterized extracts from Syringa vulgaris and isolated secoiridoids on mediators of inflammation in a human neutrophil model // Frontiers in pharmacology. 2018. Vol. 9. 349. doi: 10.3389/fphar.2018.00349.

Oku H., Maeda M., Kitagawa F., Ishiguro K. Effect of polyphenols from Syringa vulgaris on blood stasis syndrome // Journal of clinical biochemistry and nutrition. 2020. Vol. 67, № 1. PP. 84-88. doi: 10.3164/jcbn.20-55.

Hanganu D., Niculae M., Ielciu I., Olah N.-K., Munteanu M., Burtescu R., Stefan R., Olar L., Pall E., Andrei S., Vodnar D.C., Benedec D., Oniga I. Chemical profile, cytotoxic activity and oxidative stress reduction of different Syringa vulgaris L. // Extracts. Molecules. 2021. Vol. 26, № 11. 3104. doi: 10.3390/molecules26113104.

International Register and Checklist of cultivar names in the genus Syringa L. (Oleaceae). 2023. URL: http://www.internationallilacsociety.org/publicregister/ (дата обращения 28.02.2024).

Ткаченко К.Г, Рейнвальд В.М., Варфоломеева Е.А. Опыт зимнего зелёного черенкования коллекции сиреней в условиях защищённого грунта Ботанического сада Петра Великого // Hortus botanicus. 2023. Т 18. URL: http://hb.karelia.ru/joumal/article.php?id=8745.doi:10.15393/j4.art.2023.8745.

Charlebois D. Multiplication in vitro de Syringa vulgaris ‘Katherine Havemeyer’ et ‘Charles Joly’ // Canadian Journal of Plant Science. 2004. Vol. 84. PP. 279-289. doi: 10.4141/P02-105.

Nesterowicz S., Kulpa D., Moder K., Kurek J. Micropropagation of an old specimen of common lilac (Syringa vulgaris L.) from the dendrological garden at Przelewice // Acta Scientiarum Polonorum, Hortorum Cultus. 2006. Vol. 5, № 1. PP. 27-35.

Molkanova O., Koroleva O. Biotechological methods of Syringa L. collection propagation and preservation // In Vitro. Cellular & Developmental Biology. 2018. Vol. 54. PP. 545-546. doi: 10.1007/s11627-018-9927-9.

Gabryszewska E. Effect of various levels of sucrose, nitrogen salts and temperature on the growth and development of Syringa vulgaris L. shoots in vitro // Journal of fruit and ornamental plant research. 2011. Vol. 19. PP. 133-148.

Lyubomirova T., Iliev I. In vitro propagation of Syringa vulgaris L. // Forestry Ideas. 2013. Vol. 19, № 2 (46). PP. 173-185.

Orsolya B., Clapa D., Fira A., Harta M., Dumitras A., Pop R., Pamfil D.C. The effect of gelling agent on the micropropagation of common lilac (Syringa vulgaris L.) // Agriculture - Science and Practice. 2017. № 3-4 (103-104). PP. 63-71.

Чурикова О.А., Криницына А.А. Изучение влияния состава питательной среды и тидиазурона на реализацию морфогенетического потенциала различных сортов сирени в культуре in vitro // Бюллетень Московского общества испытателей природы. Отдел биологический. 2019. Т. 124, вып. 5. С. 55-64.

Ilczuk A., Jagiello-Kubiec K. The effect of plant growth regulators and sucrose on the micropropagation of common lilac (Syringa vulgaris L.) // Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW Horticulture and Landscape Architecture. 2015. Vol. 36. PP. 3-12.

Tomsone S., Galemece A., Akere A., Priede G, Zira L. In vitro propagation of Syringa vulgaris L. cultivars // Biologija. 2007. Vol. 53, № 2. PP. 28-31.

Koroleva O.V., Molkanova O.I., Mishanova E.V. Biotechnological methods of reproduction and preservation of species and cultivars of the genus Syringa L. // Acta Horticulturae. 2022. Vol. 1339. PP. 87-92. doi: 10.17660/ActaHortic.2022.1339.12.

George E.F., Hall M.A., Klerk G.J.D. Plant growth regulators II: Cytokinins, their analogues and antagonists // Plant Propagation by Tissue Culture. Dordrecht, Netherlands : Springer Dordrecht, 2007. PP. 205-226. doi: 10.1007/978-1-4020-5005-3_6.

Phillips G.C., Garda M. Plant tissue culture media and practices: an overview // In Vitro. Cellular & Developmental Biology. Plant. 2019. Vol. 55. PP. 242-257. doi: 10.1007/ s11627-019-09983-5.

Cardoso J.C. Meta-Topolins: in vitro responses and applications in large-scale micropropagation of horticultural crops // Meta-Topolin: A growth regulator for plant biotechnology and agriculture. Singapore : Springer Singapore, 2021. PP. 203-219. doi: 10. 1007/978-981 -15-9046-7_15.

Koj E. Effects of meta-Topolin on the growth, physiological and biochemical parameters in plant tissue culture // Meta-Topolin: A growth regulator for plant biotechnology and agriculture. Singapore : Springer Singapore, 2021. PP. 265-278. doi: 10.1007/978-981-15-9046-7_19.

Bairu M.W., Stirk W.A., Dolezal K., Van Staden J. Optimizing the micropropagation protocol for the endangered Aloe polyphylla: Can meta-Topolin and its derivatives serve as replacement for benzyladenine and zeatin? // Plant Cell, Tissue and Organ Culture. 2007. Vol. 90. PP. 15-23. doi: 10.1007/s11240-007-9233-4.

Amoo S.O., Finnie J.F., Van Staden J. The role of raeta-Topolins in alleviating micropropagation problems // Plant Growth Regulation. 2011. Vol. 63. PP. 197-206. doi: 10. 1007/s10725-010-9504-7.

Werbrouck S.P.O. Meta-Topolin and related cytokinins as a solution to some in vitro problems // Meta-Topolin: A growth regulator for plant biotechnology and agriculture. Singapore : Springer Singapore, 2021. PP. 85-91. doi: 10.1007/978-981-15-9046-7_9.

Mok M.C., Martin R.C., Dobrev P.I., Vanková R., Shing Ho P., Yonekura-Sakakibara K., Sakakibara H., Mok D.W.S. Topolins and hydroxylated thidiazuron derivatives are substrates of cytokinin o-glucosyltransferase with position specificity related to receptor recognition // Plant Physiology. 2005. Vol. 137, № 3. PP. 1057-1066. doi: 10.1104/pp.104.057174.

Doležal K., Bryksová M. Topolin metabolism and its implications for in vitro plant micropropagation // Meta-Topolin: A growth regulator for plant biotechnology and agriculture. Singapore : Springer Singapore, 2021. PP. 49-58. doi: 10.1007/978-981-15-9046-7_6.

Govindaraj S. Thidiazuron: A potent phytohormone for in vitro regeneration // Thidiazuron: From urea derivative to plant growth regulator. Singapore : Springer Singapore, 2018. PP. 393-418. doi: 10.1007/978-981-10-8004-3_22.

Guo B., Abbasi B.H., Zeb A., Xu L.L., Wei Y.H. Thidiazuron: A multi-dimensional plant growth regulator // African Journal of Biotechnology. 2011. Vol. 10, № 45. PP. 89849000. doi: 10.5897/AJB11.636.

Vinoth A., Ravindhran R. In vitro morphogenesis of woody plants using thidiazuron // Thidiazuron: From urea derivative to plant growth regulator. Singapore : Springer Singapore, 2018. PP. 211-229. doi: 10.1007/978-981-10-8004-3_10.

Набиева А.Ю. Биотехнологические приемы клонального микроразмножения перспективных сортов Syringa vulgaris L. для Западной Сибири // Вестник ИрГСХА. 2011. Т 5, № 44. С. 69-76.

Su Y.H., Liu Y.B., Zhang X.S. Auxin-cytokinin interaction regulates meristem development // Molecular Plant. 2011. Vol. 4, № 4. PP. 616-625. doi: 10.1093/mp/ssr007.

Nowakowska K., Pacholczak A., Tepper W. The effect of selected growth regulators and culture media on regeneration of Daphne mezereum L. ‘Alba’ // Rendiconti lincei. Scienze fisiche e naturali. 2019. Vol. 30. PP. 197-205. doi: 10.1007/s12210-019-00777-w.

Бутенко Р.Г. Биология клеток высших растений in vitro и биотехнология на их основе. М. : ФБК-ПРЕСС, 1999. 160 с.

Молканова О.И., Васильева О.Г., Коновалова Л.Н. Научные основы сохранения и устойчивого воспроизводства генофонда растений в культуре in vitro // Вестник удмуртского университета. Серия биология. Науки о Земле. 2015. Т. 15, вып. 2. С. 95100.

Kieber J.J., Schaller G.E. Cytokinin signaling in plant development // Development. 2018. Vol. 145. 149344. doi: 10.1242/dev. 149344.

Phillips G.C. In vitro morphogenesis in plants: recent advances // In Vitro. Cellular & Developmental Biology. Plant. 2004. Vol. 40, № 4. PP. 342-345. http://wwwjstor.org/stable/4293752.

Amoo S.O., Aremu A.O., Van Staden J. In vitro plant regeneration, secondary metabolite production and antioxidant activity of micropropagated Aloe arborescens Mill. // Plant Cell, Tissue and Organ Culture. 2012. Vol. 111. PP. 345-358. doi: 10.1007/s11240-012-0200-3.

Kucharska D., Orlikowska T., Maciorowski R., Kunka M., Wojcik D., Pluta S. Application of raeta-Topolin for improving micropropagation of gooseberry (Ribes grossularia) // Scientia Horticulturae. 2020. Vol. 272. 109529. doi: 10.1016/j.scienta.2020.109529.

Manokari M., Mehta S.R., Priyadharshini S., Kumar B.M., Dulam S., Jayaprakash K., Mathiyazhagan C.R., Dey A., Rajput B.S., Shekhawat M.S. Meta-Topolin mediated improved micropropagation, foliar micro-morphological traits, biochemical profiling, and assessment of genetic fidelity in Santalum album L. // Industrial Crops and Products. 2021. Vol. 171. 113931. doi: 10.1016/j.indcrop.2021.113931.

Bairu M.W., Aremu A.O., Van Staden J. Somaclonal variation in plants: Causes and detection methods // Plant Growth Regulation. 2011. Vol. 63. PP. 147-173. doi: 10.1007/ s10725-010-9554-x.

Patel A.K., Lodha D., Shekhawat N.S. An improved micropropagation protocol for the ex situ conservation of Mitragyna parvifolia (Roxb.) Korth. (Rubiaceae): An endangered tree of pharmaceutical importance // In Vitro. Cellular & Developmental Biology. Plant. 2020. Vol. 56. PP. 817-826. doi: 10.1007/s11627-020-10089-6.

Chhajer S., Kalia R.K. Seasonal and micro-environmental factors controlling clonal propagation of mature trees of marwar teak [Tecomella undulata (Sm.) Seem] // Acta Physiologiae Plantarum. 2017. Vol. 39. 60. doi: 10.1007/s11738-017-2364-2.

Novikova T.I., Zaytseva Y.G TDZ-induced morphogenesis pathways in woody plant culture // Thidiazuron: From urea derivative to plant growth regulator. Singapore : Springer Singapore, 2018. PP. 61-94. doi: 10.1007/978-981-10-8004-3_3.

Dewir Y.H., Nurmansyah, Naidoo, Y, da Silva J.A.T. Thidiazuron-induced abnormalities in plant tissue cultures // Plant Cell Reports. 2018. Vol. 37. PP. 1451-1470. doi: 10.1007/ s00299-018-2326-1.

Pai S.R., Desai N.S. Effect of TDZ on various plant cultures // Thidiazuron: From urea derivative to plant growth regulator. Singapore : Springer Singapore, 2018. PP. 439-454. doi: 10.1007/978-981-10-8004-3_25.

Van Staden J., Zazimalova E., George E.F. Plant growth regulators II: Cytokinins, their analogues and antagonists // Plant propagation by tissue culture: Vol. 1. The Background. Dordrecht, Netherlands : Springer, 2008. PP. 205-226. doi: 10.1007/978-1-4020-5005-3_6.

Guariniello J., Iannicelli J., Peralta P.A., Escandón A.S. In vivo and in vitro propagation of “macela”: A medicinal-aromatic native plant with ornamental potential // Ornamental Horticulture. 2018. Vol. 24, № 4. PP. 361-370. doi: 10.14295/oh.v24i4.1238.

Dewir Y.H., Nurmansyah, Naidoo, Y., da Silva J.A.T. Thidiazuron-induced abnormalities in plant tissue cultures // Plant Cell Reports. 2018. Vol. 37. PP. 1451-1470. doi: 10.1007/s0029-018-2326-1.

Bettoni J.C., Wang M.-R., Wang Q.-C. In vitro regeneration, micropropagation and germplasm conservation of horticultural plants // Horticulturae. 2024. Vol. 10, № 1. 45. doi: 10.3390/horticulturae10010045.