Особливості клітинної селекції рослин томату, стійких до засолення

  • Р. В. Ковбасенко Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України, Україна, 03143, м. Київ, вул. Академіка Заболотного, 148 https://orcid.org/0000-0002-0774-362X
  • О. П. Кравец Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України, Україна, 03143, м. Київ, вул. Академіка Заболотного, 148 https://orcid.org/0000-0002-4979-5022
  • Ю. В. Симоненко Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України, Україна, 03143, м. Київ, вул. Академіка Заболотного, 148 https://orcid.org/0000-0002-5597-3315
  • В. І. Ємельянов Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України, Україна, 03143, м. Київ, вул. Академіка Заболотного, 148; Інститут фізіології рослин і генетики НАН України, Україна, 03022, Київ, вул. Васильківська, 31/17 https://orcid.org/0009-0003-5216-3207
DOI: https://doi.org/10.7124/FEEO.v34.1635
Ключові слова: Lycopersicon esculentum Mill., клітинна селекція, антиоксидантні ферменти, регулятори росту, засолення

Анотація

Запропоновано схему клітинної селекції рослин томату на стійкість до засолення, яка включає використання методу ступінчатої селекції, яка передбачає поступове зростання вмісту селективного агента у кількох пасажах. Показано, можливість одержання солестійких ліній рослин томату згідно запропонованої технології. Визначено рівень тиску сольового стресу, необхідного для добору сіль-толерантних регенерантів. Виявлено перспективний генотип для використання за цією технологією – лінію КР-07, яка була одержана з культури in vitro сорту Бобрицький, отримано повноцінні рослини-регенеранти. Для селекції на клітинному рівні запропоновані живильні середовища, які хоча і не повністю, але частково відповідали б природнім стресовим умовам і забезпечували експресію ознаки резистентності, які давали можливість добору необхідних варіантів. Таким чином, вивчення механізмів витривалості до засолення є важливим для культивованих in vitro клітин і цілих рослин. Селекція на клітинному рівні також передбачає реальну перспективу одержання стійких до засолення форм культурних рослин. Виявлено зростання вмісту пероксиду водню у калюсних структурах і підвищення активності антиоксидантних ферметів супероксиддисмутази і пероксидази.

Посилання

Kovbasenko R. V. Cellular selection of plants for stress resistance. Kyiv : CPU "COMPRINT". 2021. 452 p. [in Ukrainian]

Kovbasenko R. V., Kovbasenko V. M. The role of glutathione in plant life. Kyiv : 2020. 375 p. [in Ukrainian]

Kovbasenko R. V., Kovbasenko V. M., Shotyk M. V. The role of antioxidant enzymes in pathogenesis. Kyiv, 2022. 446 p. [in Ukrainian]

Ahmad P., Jaleel C. A., Salem M. A., Nabi G., Sharma S. Roles of enzymatic and non-enzymatic antioxidants in plants during abiotic stress. Crit. Rev. Biotechnol. 2010. Vol. 30. P. 161–175. doi: 10.3109/07388550903524243

Adamovskaya V. G., Molodchenkova O. O. The formation of biochemical resistance to biotic and abiotic stress in cereals. Crop Plant Resistance to Biotic and Abiotic Factors: Current Potential and Future Demands: Proc. 3rd Int. Symp. on Plant Protection and Plant Health in Europe. 2009. P. 452–454.

Boguszewska D., Grudkowska M., Zagdańska B. Drought-responsive antioxidant enzymes in potato (Solanum tuberosum L.). Potato Research. 2010. Vol. 53. P. 373–382. doi: 10.1007/s11540-010-9178-6

Bowler C., van Montagu M., Inzé D. Superoxide dismutase and stress tolerance. Ann. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 1992. Vol. 43. P. 83–116. doi: 10.1146/annurev.pp.43.060192.000503

Dasgupta M., Sahoo M. R., Kole P. C. et al. Evaluation of orange-fleshed sweet potato (Ipomoea batatas L.) genotypes for salt tolerance through shoot apex culture under in vitro NaCl mediated salinity stress conditions. Plant Cell, Tissue and Organ Cult. 2008. Vol. 94 (2). P. 161–170. doi: 10.1007/s11240-008-9400-2

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. Р. 463–499. doi: 10.1146/annurev.arplant.51.1.463

Kishor P. B., Kavi S. G., Reddi C. M. Resistance of rise callus tissues to sodium chloride and polyethylene glycol. Cur. Sci. 1985. Vol. 54 (21). Р. 1129–1131.

Micke A., Donini B. Induced mutation. In: Hayward M. D. (ed.) Plant Breeding Principles and Prospects. 1993. P. 52–62. doi: 10.1007/978-94-011-1524-7_5

Murashige Y., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassay with tobacco tissue culture. Physiol Plant. 1962. Vol. 3. P. 473–497. doi: 10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x

Neelakandan A. K., Wang K. Recent progress in the understanding of tissue culture-induced genome level changes in plants and potential applications. Review. Plant Cell Rep. 2012. Vol. 31. P. 597–620. doi: 10.1007/s00299-011-1202-z

Shan S. H., Gorham J., Forster B. P., Wynjones R. G. Saltto leranse in the Triticeae. The contribution of the D-Genome to cation selectivity in hexaploid wheat. J. Exp. Bot. 1987. Vol. 38 (187). Р. 27–34. doi: 10.1093/jxb/38.2.254

Vyroubalová S., Šmehilová M., Galuszka P., Ohnoutková L. Genetic transformation of barley: limiting factors. Review. Biologia plantarum. 2011. Vol. 55 (2). P. 213–224. doi: 10.1007/s10535-011-0032-8