Калюсоутворення та органогенез в культурі тканин Deschampsia antarctica E. Desv.
Анотація
Мета. Підібрати умови отримання та проліферації культури тканин Deschampsia antarctica E. Desv. з різних локалітетів Морської Антарктики. Методи. Метод культури тканин та органів. Результати. Оптимальними для індукції калюсних тканин з різних типів експлантів були середовища: В5 доповнене 2 мг/л 2,4-Д + 0,1 мг/л БАП, В5 доповнене 10 мг/л 2,4-Д + 0,2 мг/л БАП та МС, доповнене 5 мг/л 2,4-Д + 0,1 мг/л Кін. Найбільшою здатністю підтримувати ріст калюсних тканин в пасивованій культурі характеризувалися середовища із зменшеним вмістом ауксинів та цитокінінів порівняно з середовищами для індукції калюсоутворення: В5 +2 мг/л 2,4-Д + 0,1 БАП мг/л та МС +1 мг/л 2,4-Д + 0,1 мг/л Кін. Тканини з ділянок точки росту пагона та з листкових експлантів генотипів DAR12 та G/D12-2a на середовищах В5 з 2 мг/л 2,4-Д + 0,1 мг/л БАП та В5 з 10 мг/л 2,4-Д + 0,2 мг/л БАП характеризувались здатністю до спонтанного органогенезу та формували окремі пагони. Висновки. Розроблено умови для ініціації та проліферації калюсу з кореневих, листкових, експлантів та точки росту пагона D. antarctica. Інтенсивність калюсоутворення залежала від мінерального складу живильного середовища, співвідношення і концентрації регуляторів росту, типу експланта, вихідного генотипу рослини-донора. Внаслідок спонтанного органогенезу отримано рослини регенеранти, підібрано умови їх вкорінення in vitro. Запропоновані способи індукції та проліферації культури тканин D. antarctica в умовах in vitro, можуть бути використані для одержання достатньої кількості потрібного для різнопланових досліджень рослинного матеріалу.
Ключові слова: Deschampsia antarctica E. Desv., культура тканин, ограногенез in vitro, ефективність калюсоутворення.
Посилання
Amosova A. V., Bolsheva N. L., Samatadze T. E., Twardovska M. O., Zoshchuk S. A., Andreev I. O., Badaeva E. D., Kunakh V. A., Muravenko O. V. Molecular Cytogenetic Analysis of Deschampsia antarctica Desv. (Poaceae), Maritime Antarctic. PLoS ONE. 2015. 10(9). e0138878. doi: 10.1371/journal.pone.0138878.
Cuba M., Gutiеrrez-Moraga A., Butendieck B. et al. Micropropagation of Deschampsia antarctica — a frost resistant Antarctic plant. Antarctic science. 2005. Vol. 17(1). P. 69–70. doi: 10.1017/S0954102005002440
Day T. A,. Ruhland C. T., Xiong F. S. Influence of solar ultraviolet-B radiation on Antarctic terrestrial plants: results from a 4–year field study. Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology. 2001. Vol. 62. Р. 78–87. doi: 10.1016/S1011-1344(01)00161-0
Gamborg O. L., Eveleigh D. E. Culture methods and detection of glucanases in cultures of wheat and barley. Can. J. Biochem. 1968. Vol. 46(5). P. 417–421. doi: 10.1139/o68-063
Gidekel M., Weber H., Cabrera G. et al. Pat. US 2010/0310686 A1 Extracts of Deschampsia antarctica Desv. with antineoplastic activity; this application claims priority of the U.S. provisional application № 61/003,058 filed on Nov. 14, 2007; date of publication 12.12.2010.
Malini N., Ananadakumar C. R., Hariramakrishnan S. Regeneration of Indian maize genotypes (Zea mays L.) from immature embryo culture through callus induction. Journal of Applied and Natural Science. 2015. Vol. 7(1). P. 131–137. doi: 10.31018/jans.v7i1.576
Murashige T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Phys. Plant. 1962. Vol. 15(3). P. 473–497. doi: 10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x
Parnikoza I., Kozeretska I., Kunakh V. Vascular plants of the maritime Antarctic: origin and adaptation. Am. J. of Plant Sciences. 2011. Vol. 2. P. 381–395. doi: 10.4236/ajps.2011
Rashid U., Ali Sh., Ali Gh., Masood M. Establishment of an efficient callus induction and plant regeneration system in Pakistani wheat (Triticum aestivum) cultivars. Electronic Journal of Biotechnology. 2009. Vol. 12(3). P. 1–12. doi: 10.2225/vol12-issue3-fulltext-1
Ruhland C., Xiong F., Clark W. Dey T. The influence of ultraviolet-B radiation on growth, hydroxycinnamic acids and flavonoids of Deschampsia antarctica during springtime ozone depletion in Antarctica. Photochemistry and Photobiology. 2005. Vol. 81(5). P. 1086–1093. doi: 10.1562/2004-09-18-RA-321
Saja. J Sh. In vitro study of the callus induction of two varieties of wheat seeds by plant growth regulators. J. Biochem. Cell. Arch. 2018. Vol. 18(2), P. 2067–2071. doi: 10.3923/aj.2018.67.71
Webby R., Markham K. Isoswertiajaponin 2"-O-β- arabinopyranoside and other flavone-C-glycosides from the Antarctic grass Deschampsia antarctica. Phytochemistry. 1994. Vol. 36(5). P. 1323–1326. doi: 10.1016/S0031-9422(00)89660-0
Derkach K. V., Borysova V. V., Maletskyi V. O., Satarova T. M. The ability of maize Lancaster inbreds to callusogenesis in vitro under varying environmental conditions. Fakt. eksp. evol. org. 2018. Vol. 22. P. 228– 234.
Zagrychuk О. M., Herts A. I., Drobyk N. M., Kunakh V. A. Callus formation and regeneration of Deschampsia antarctica Desv. (Poaceae) in culture in vitro. Biotechnologia Acta. 2013. Vol. 6. P. 77–85. (in Ukrainian).
Zagrychuk О. M., Drobyk N. M., Kozeretska I. A., Parnikoza I. Yu., Kunakh V. A. Introduction in culture in vitro of Deschampsia аntarctica Desv. (Poaceae) from two regions of Maritime Antarctica. Ukrainian antarctic journal. 2011. Vol. 10. P. 289–295. (in Ukrainian).
Kunakh V. A. Biotechnology of medician plants. Genetic, physiological and biochemical basis. Kyiv: Logos, 2005. 730 p (in Ukrainian).
Kunakh V. A., Mozhilevs'kaia L. P. Novaia pitatel'naia sreda dlia polucheniia i vyrashchivaniia kletochnykh kul'tur-produtsentov biologicheski aktivnykh veshchestv. Mezhdunarodnaia konferentsiia «Puti resheniia problem i perspektivy razvitiia biotekhnologii v dekorativnom sadovodstve i plodovodstve». Ialta, Ukraina, 25–26 sentiabria, 1997. P.19.
Lakin G.F. Biometriia: Uchebnoe posobie dlia biologicheskikh spetsial'nostey vuzov. M.: Vyssh. shkola, 1980. 293 p.
Poronnik O. O., Kuzmenko A. V., Volovyk A. V., Shvachko L. V., Voytsehivska O. V., Myryuta G. U., Ruban T. A., Parnikoza I. J., Kunakh V. A. Plant clones of Deschampsia as a source phenolic compounds with antitumor properties. Visn. Ukr. tov. genet. sel. 2014. Vol. 12(2). P. 200–204 (in Ukrainian).
Navrotska D. O., Twardovska M. O., Andreev I. O., Parnikoza I. Yu., Betekhtin A. A., Zahrychuk O. M., Drobyk N. M., Hasterok R., Kunakh V. A. New forms of chromosome polymorphism in Deschampsia antarctica Desv. from the Argentine islands of the Maritime Antarctic region. Ukr. Antarct. J. 2014. No. 13. P. 185-191.
