Осмостійкість калюсних культур тютюну, отриманих із використанням іонів важких металів

  • І. О. Зайцева Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара, Україна, 49010, м. Дніпро, пр. Гагаріна, 72 https://orcid.org/0000-0001-5789-7240
  • Л. І. Броннікова Інститут фізіології рослин і генетики НАН України, Україна, 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 31/17 https://orcid.org/0000-0002-8103-0548
DOI: https://doi.org/10.7124/FEEO.v32.1540
Ключові слова: клітинна селекція, первинний і вторинний калюс, осмостійкість

Анотація

Встановлено, що стійкість до деяких катіонів важких металів поєднується із стійкістю до осмотичних стресів. Так, стійкість до катіонів барію та кадмію корелює із стійкістю до засолення та водного стресу, відповідно. Відомо також, що рівень стійкості клітинних культур і регенерантів з них не співпадає. Тому метою експерименту було порівняльне дослідження стійкості первинного і вторинного калюсів до модельованих стресів. Методи. Об’єктом тестування обрано тютюн – рослину чутливу до осмотичних стресів. Рівень стійкості варіантів оцінювали за показником відносного приросту свіжої маси за дії осмотичних стресів (засолення, 25,0 г/л солей морської води; водний стрес, 0,8 М маніту). Обидві концентрації летальні для клітинних культур тютюну дикого типу. Результати. Отримано первинні та вторинні Ва-стійкі і Cd-стійкі клітинні культури тютюну. Первинний і вторинний калюс тютюну відзначались стійкістю до летальних модельованих стресів. Ва-стійка культура розвивалася на середовищі із додаванням солей морської води; Cd-стійка культура розвивалась на середовищі із додаванням молекулярного осмотика. Висновки. Явище стійкості відбиралось у результаті первинної селекції на середовищі з іонами важких металів. Рівень осмостійкості не знижувався при збільшенні строку культивування.

Посилання

Sergeeva L. E., Bronnikova L. I. Cell selection with barium ions for obtaining genetically modified salt tolerant tobacco forms. Visn. Cherkas. Univ. Ser. Biol. 2020. Vol. 1. P. 71–78. doi: 10.31651/2076-5835-2018-1-2020-1-71-78.

Rubio F., Nieves-Cordones M., Aleman F., Martinez V. Relative contribution of AtHAK5 and AtHAK1 to K+ uptake in the high affinity range of concentrations. Phys. Plant. 2008. Vol. 134. Р. 598–608.

Fan L. M., Wu W.-H. Yang Y.-Y. Identification and characterization the inward K+ channel in the plasma membrane Brassica pollen protoplasts. Plant Cell Phys. 1999. Vol. 40 (8). Р. 859–865.

Tioleter D., Jaquinod M., Mangavel C., Passirani C., Saulner P., Manon S., Teyssier E., Payet N., Avelange-Macherel M.-H., Macherel D. Structure and function of a mitochondrial late embryogenesis abundant protein by desiccation Plant Cell. 2007. Vol. 19. P. 1580–1587. doi: 10.1105/tpc.107.050104.

Hasegawa P. M., Bressan R. A., Zhu J. K., Bohnert H. J. Plant cellular and molecular responses to high salinity. Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 2000. Vol. 51. P. 463–499. doi: 10.1146/annurev.arplant.51.1.463.

Dracup M. Why does in vitro cell selection not improve the salt tolerance of plants? Kluwer Academic Publishers. 1993. P.137–142.

Murashige T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue culture. Phys. Plant. 1962. Vol. 15. P. 473–497. doi: 10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x.

Morran S., Eini O., Pyvovarenko T., Parent B., Singh R., Ismagul A., Eliby S., Shirley N., Langridge P., Lopato S. Improvement of stress tolerance of wheat and barley by modulation of expression of DREB/CBF factors. Plant Biot. J. 2011. Vol. 9 (2). P. 230–249. doi: 10.1111/j.1467-7652.2010.00547.x.

Zhou M., Zheng S. Multi-omics uncover the mechanism of wheat under heavy metal stress. Int. J. Mol. Sci. 2022. Vol. 23 (24). P. 1–16. doi: 10.3390/ijms232415968.

Xinran D., Mingxing S., Yang J., Suxiang X., Jieqiong S., Hongfei W., Li Q. A transcription factor SlNAC10 gene of Suaeda liaotungensis regulates proline synthesis and enhances salt and drought tolerance. Int. J. Mol. Sci. 2022. Vol. 23 (17). P. 1–18. doi: 10.3390/ijms23179625.

Wang D.-M., Zhang J.-L. Flowers T. J. Low affinity Na+ uptake in the halophyte Suaeda maritima. Plant Phys. 2007. Vol. 145. Р. 559–571. doi: 10.1104/pp.107.104315.

Lestari E. G. In vitro selection and somaclonal variation for biotic and abiotic stress tolerance. Biodiversitas. 2006. Vol. 7 (3). P. 297–301.

Bahieldin A., Mahfouz H. T., Eissa H. F., Saleh O. M., Ramadad A. M., Ahmed I. A., Dyer W. E., El-Itriby H. A., Madkour M. A. Field evaluation of transgenic wheat plants stably expressing of HVA1 gene for drought tolerance. Phys. Plant. 2005. Vol. 123 (4). P. 421–427. doi: 10.1111/j.1399-3054.2005.00470.x.

Grauda D., Žagata K., Lanka G., Strazdina V., Fetere V., Lisina N., Krasnevska N., Fokina O., Mikelsone A., Ornicans R., Belogrudova I., Rashal I. Genetic diversity of wheat (Triticum aestivum L.), plants-regenerants produced by anther culture. Vavilov J. Gen. Breed. 2016. Vol. 20 (4). P. 537–544. doi: 10.18699/VJ16.176.

Alseekh S., Fernie A. R. Metabolomic 20 years on: what have we learned and what hurdles remain? Plant J. 2018. Vol. 94. P. 933–942. doi: 10.1111/tpj.13950.