Схожість насіння Cannabis sativa L. за штучно змодельованого сольового стресу в культурі in vitro

  • С. В. Міщенко Глухівський національний педагогічний університет імені Олександра Довженка, Україна, 41400, Сумська обл., м. Глухів, вул. Київська, 24; Інститут луб’яних культур НААН України, Україна, 41400, Сумська обл., м. Глухів, вул. Терещенків, 45 https://orcid.org/0000-0002-1979-4002
DOI: https://doi.org/10.7124/FEEO.v34.1639
Ключові слова: коноплі, сольовий стрес, in vitro, схожість насіння

Анотація

Мета. Дослідження реакції конопель посівних (Cannabis sativa L.) на штучно змодельований сольовий стрес у культурі in vitro. Методи. Насіння сорту Гляна культивували в умовах сольового стресу, який було штучно змодельовано шляхом додавання у живильне середовище Мурасіге і Скуга певної солі відповідно до основних типів засолення ґрунтів: хлоридного, сульфатного та карбонатного. Результати. Коноплі посівні досить різко реагували на підвищення концентрації солей у живильному середовищі, зокрема спостерігалося зменшення схожості насіння. Найбільш придатним для культивування було середовище з сульфатами, а найменш – з карбонатами (причому за порівняно низьких концентрацій). Висновки. Розроблені й апробовані тест-системи (що включають концентрації досліджуваних солей) для проведення скринінгу до сольового стресу забезпечують селективність при доборі. Селективними концентраціями солей у середовищі визначено наступні: хлориди – 0,25 NaCl, 0,75 % MgCl2 · 6 H2O; сульфати – 0,5 MgSO4 · 7 H2O, 1,0 % Na2SO4; карбонати – 0,15 Na2CO3, 0,30 % NaHCO3. Побудовані рівняння прямолінійної регресії дозволяють використовувати дані моделі для прогнозування схожості насіння в практичному землеробстві, залежно від величини збільшення / зменшення концентрації солі в ґрунті.

Посилання

Mishchenko S. V., Laiko I. M., Marchenko T. Yu., Machulskyi H. M. Theoretical rationale for testing the resistance of hemp to salt stress in vitro culture. Taurian Scientific Herald. Series: Agricultural Sciences. 2022. Vol. 128. P. 341–346. doi: 10.32851/2226-0099.2022.128.47. [in Ukrainian]

Zhao S., Zhang Q., Liu M., Zhou H., Ma C., Wang P. Regulation of plant responses to salt stress. Int. J. Mol. Sci. 2021. Vol. 22 (9). 4609. doi: 10.3390/ijms22094609

Isayenkov S. V. Physiological and molecular aspects of salt stress in plants. Cytol Genet. 2012. Vol. 46 (5). Р. 302–318. doi: 10.3103/S0095452712050040.

Campanelli A., Ruta C., Morone-Fortunato I., de Mastro G. Alfalfa (Medicago sativa L.) clones tolerant to salt stress: in vitro selection. Cent. Eur. J. Biol. 2013. Vol. 8 (8). Р. 765–776. doi: 10.2478/s11535-013-0194-1.

Pykalo S. V., Dubrovna O. V., Demidov O. A. Cellular selection of winter triticale for resistance to salt stress. Factors in Experimental Evolution of Organisms. 2017. Vol. 20. P. 247–251. doi: 10.7124/feeo.v20.773. [in Ukrainian]

Pykalo S. V., Demidov O. A., Yurchenko T. V., Prokopik N. I., Kharchenko M. V., Rybka K. M. Development of methods for selection of in vitro genotypes of grain crops for resistance to adverse environmental factors. Environmental Sciences. 2021. Vol. 4 (37). P. 90–97. doi: 10.32846/2306-9716/2021.eco.4-37.13. [in Ukrainian]

Kotsar M. O. The effect of salt stress in vitro on the development of miscanthus shoots. Scientific Works of the Institute of Bioenergy Crops and Sugar Beet. 2014. Vol. 21. P. 221–225. [in Ukrainian]

Hannachi S., Werbrouck S., Bahrini I., Abdelgadir A., Siddiqui H. A., van Labeke M. C. Obtaining salt stress-tolerant eggplant somaclonal variants from in vitro selection. Plants. 2021. Vol. 10 (11). 2539. doi: 10.3390/plants10112539.

Razavizadeh R., Adabavazeh F., Chermahini M. R. Adaptive responses of Carum copticum to in vitro salt stress. International Journal of Agricultural and Biosystems Engineering. 2017. Vol. 11 (1). Р. 37–42. doi: 10.5281/zenodo.1128905.

Khoma Yu., Khudoleeva L., Kutsokon N. Effect of salt stress on plants of poplar clone 'INRA 353-38' and willow clone 'Zhyto-myrska-1' under in vitro culture conditions. Bulletin of Taras Shevchenko Kyiv National University. Series: Biology. 2020. Vol. 83 (4). P. 43–49. doi: 10.17721/1728_2748.2020.83.43-49. [in Ukrainian]

Ibraheem Y. M., Pinker I., Böhme M., Al-Hussin Z. Screening of some date palm cultivars to salt stress in vitro. Acta Hortic. 2012. Vol. 961. P. 359–365. doi: 10.17660/ActaHortic.2012.961.47.

Efimova M. V., Mukhamatdinova E. A., Kovtun I. S., Kabil F. F., Medvedeva Yu. V., Kuznetsov V. V. Jasmonic acid enhances the potato plant resistance to the salt stress in vitro. Dokl Biol Sci. 2019. Vol. 488 (1). P. 149–152. doi: 10.1134/S0012496619050077.

Berni R., Mandlik R., Hausman J.-F., Guerriero G. Silicon-induced mitigatory effects in salt-stressed hemp leaves. Physiol. Plant. 2021. Vol. 171 (4). P. 476–482. doi: 10.1111/ppl.13097.

Murashige T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiol. Plant. 1962. Vol. 15 (3). P. 473–497. doi: 10.1111/j.1399 3054.1962.tb08052.x.

Mishchenko S. V., Laiko I. M., Tkachenko S. M. Method of in vitro selection of salt stress tolerant hemp genotypes: Patent for utility model 151514 UA. No. u 2022 01227; applied on 14.04.2022; published on 03.08.2022, bulletin. No. 31. [in Ukrainian]