Оптимізація умов проростання in vitro насіння рідкісних видів Ligularia sibirica cass. L. та Senecio besserianus minder. (родина Asteraceae)

  • І. П. Сташків Тернопільський національний педагогічний університет імені Володимира Гнатюка, Україна, 46027, м. Тернопіль, вул. М. Кривоноса, 2 https://orcid.org/0009-0004-3988-4509
  • М. З. Прокоп’як Тернопільський національний педагогічний університет імені Володимира Гнатюка, Україна, 46027, м. Тернопіль, вул. М. Кривоноса, 2 https://orcid.org/0000-0002-2846-4208
  • Л. Р. Грицак Тернопільський національний педагогічний університет імені Володимира Гнатюка, Україна, 46027, м. Тернопіль, вул. М. Кривоноса, 2 https://orcid.org/0000-0002-2872-5201
  • Н. М. Дробик Тернопільський національний педагогічний університет імені Володимира Гнатюка, Україна, 46027, м. Тернопіль, вул. М. Кривоноса, 2 https://orcid.org/0000-0002-8927-8687
DOI: https://doi.org/10.7124/visnyk.utgis.23.1-2.1778
Ключові слова: проростання насіння, культура in vitro, стерилізація, регулятори росту, стратифікація, передпосівна обробка, барботування

Анотація

Мета. Підібрати ефективний протокол стерилізації та оптимізації умов проростання насіння рідкісних і вразливих видів Ligularia sibirica (L.) Cass. та Senecio besserianus Minder, занесених до Червоної книги України, для їх подальшого введення в культуру in vitro та мікроклонального розмноження. Методи. Проведено порівняння чотирьох схем стерилізації насіння і протестовано вплив п’яти варіантів його попереднього замочування (дистильована вода, індол-3-масляна кислота, бурштинова кислота, гіберелова кислота, барботування) з подальшим висаджуванням на середовище МС/2. Оцінено показники кінцевий відсоток проростання (FGP), середньодобове проростання (MDG), середній час проростання (MGT), індекс проростання (GI). Для аналізу даних визначали середнє значення та стандартну похибку (M ± SE). Достовірність відмінностей між варіантами оцінювали за рівнями статистичної значущості p < 0,05. Результати. Ефективною для обох видів була схема стерилізації із застосуванням 96 % етанолу, 15 % пероксиду водню та фунгіциду на основі беномілу (фунгіцид системної дії Фундазол), що забезпечила 100 % стерильність. Для L. sibirica найбільші показники проростання виявлено після попереднього замочування в бурштиновій та індол-3-масляній кислоті (FGP 86,67 %). Для S. besserianus оптимальним було замочування у дистильованій воді (FGP 40 %). Гіберелова кислота в протестованій концентрації 0,1 мг/мл не показала позитивного впливу на проростання насіння обох видів. Барботування у більшості випадків подовжувало MGT та знижувало GI. Висновки. Запропонована схема стерилізації з фунгіцидом на основі беномілу забезпечує надійне отримання стерильного та життєздатного насіннєвого матеріалу L. sibirica та S. besserianus. Для S. besserianus схожі дані отримані за використання схеми стерилізації на основі 15 % пероксиду водню без беномілу. На основі проаналізованих чотирьох показників проростання насіння встановили, що бурштинова кислота є найбільш ефективною для стимуляції проростання L. sibirica, тоді як для S. besserianus оптимальним виявилося замочування у дистильованій воді.

Посилання

Pro zatverdzhennia perelikiv vydiv roslyn ta hrybiv, shcho zanosiatsia do Chervonoi knyhy Ukrainy (roslynnyi svit), ta vydiv roslyn ta hrybiv, shcho vykliucheni z Chervonoi knyhy Ukrainy (roslynnyi svit): Nakaz M-va zakh. dovkillia ta pryrod. resursiv Ukrainy vid 15.02.2021 № 111. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0370-21#Text (Accessed: 23.11.2025) (in Ukrainian).

Almaghrabi O. A., Abdelmoneim T. S., Albishri H., Moussa T. A. A. Enhancement of Maize Growth Using Some Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR) Under Laboratory Conditions. Life Science Journal. 2014. Vol. 11 (11). P. 764–772.

IPBES (2019), Global assessment report of the Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services, Brondízio E. S., Settele J., Díaz S., Ngo H. T. (eds). IPBES secretariat, Bonn, Germany. 1144 p. doi: 10.5281/zenodo.3831673.

Humphreys A. M., Govaerts R., Ficinski S. Z., Lughadha E. N., Vorontsova M. S. Global dataset shows geography and life form predict modern plant extinction and rediscovery. Nature Ecology & Evolution. 2019. Vol. 3. P. 1043–1047. doi: 10.1038/s41559-019-0906-2.

Janišová M., Škodová I., Hegedüšová K. Reproductive biology of Tephroseris longifolia subsp. moravica, an endemic taxon of European importance. Seed Science Research. 2012. Vol. 22 (2). P. 113–122. doi: 10.1017/S0960258511000511.

Kadereit J. W., Bohley K. A note on leaf venation and the circumscription of Tephroseris (Asteraceae–Senecioneae). Willdenowia. 2020. Vol. 50. P. 113–117. doi: 10.3372/wi.50.50111.

Kadereit J. W., Laux P., Dillenberger M. S. A conspectus of Tephroseris (Asteraceae: Senecioneae) in Europe outside russia and notes on the decline of the genus. Willdenowia. 2021. Vol. 51 (2). P. 271–317. doi: 10.3372/wi.51.51209.

Klavina D., Gailite A. Tissue culture technology in conservation of threatened plant species of Latvia. Acta Universitatis Latvienses, Biology. 2004. Vol. 676. P. 183–188.

Linkies A., Leubner-Metzger G. Beyond gibberellins and abscisic acid: How ethylene and jasmonates control seed germination. Plant Cell Reports. 2012. Vol. 31. P. 253–270. doi: 10.1007/s00299-011-1180-1.

Madiyeva A., Silantiyeva M. The effect of bubbling on the germination of Sudan grass seeds. Fundamental and Experimental Biology. 2024. Vol. 11529 (3). P. 51–57. doi: 10.31489/2024bmg3/51-57.

Mischenko S. Effectiveness reproduction of Cannabis sativa L. from seeds with low germination and viability in vitro conditions. Agriculture, crop production, vegetable and melon growing. 2018. Vol. 100 (2). P. 3–8.

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

Shelifist A., Cheban L., Budzhak V., Chorney I. The features of introduction of Ligularia glauca (L.) J. Hoffm. and L. sibirica (L.) Cass. in the culture in vitro. Zapovidna sprava. 2015. Vol. 21 (1). P. 39–42.

Pedroza-Manrique J., Fernandez-Lizarazo C., Suarez-Silva A. Evaluation of the effect of three growth regulators in the germination of Comparrettia falcata seeds under in vitro conditions. In Vitro Cellular and Developmental Biology – Plant. 2005. Vol. 41. P. 838–843. doi: 10.1079/IVP2005698.

Kosakivska I. V., Voytenko L. V., Vasyuk V. A., Vedenichova N. P., Babenko L. M., Shcherbatyuk M. M. Phytohormonal regulation of seed germination. Fizіol. rosl. Genet. 2019. Vol. 51 (3) P. 187–206. doi: 10.15407/frg2019.03.187.

Hartmann H. T., Kester D. E., Davies F. T., Geneve R. E. Plant Propagation – Principles and Practices (6th Edn), Prentice-Hall Inc., Upper Saddle River, USA, 1997. pp. xi + 770.

Tephroseris integrifolia subsp. aurantiaca (Hoppe) B. Nord. ex Greuter. URL: https://www.ukrbin.com/index.php?id=379067 (Accessed: 20.11.2025).

Kolisnyk Kh. M., Hrytsak L. R., Prokopiak M. Z., Drobyk N. M. The chorology and bioecological features of species of the genus Carlina L. flora of Ukraine. Scientific Issue Ternopil Volodymyr Hnatiuk National Pedagogical University. Series: Biology. 2023. Vol. 83 (3–4). P. 48–57. doi: 10.25128/2078-2357.23.3-4.6.

The IUCN Red List of Threatened Species. URL: https://www.iucnredlist.org/ (Accessed: 21.11.2025).

Tytarenko N., Tesliuk N. Vykorystannya preparativ funhitsydnoi dii dlya zapobihannya kontaminatsii pid chas vvedennya roslyn v kul'turu in vitro. Hraal' nauky. 2021. No. 7. P. 131–133. doi: 10.36074/grail-of-science.27.08.2021.022.

Ligularia sibirica (Linnaeus) Cassini in F. Cuvier, Dict. Sci. Nat. URL: http://www.efloras.org/florataxon.aspx?flora_id=2&taxon_id=200024283.

Voicu D. Features of in vitro culture initiation of Ligularia sibirica (L.) Cass. AES Bioflux. 2022. Vol. 14 (1). P. 21–27.

Yu Y., Chen Z., Xie H., Feng X., Wang Y., Xu P. Overhauling the effect of surface sterilization on analysis of endophytes in tea plants. Frontiers in Plant Science. 2022. Vol. 13 (849658). doi: 10.3389/fpls.2022.849658.