Изучение влияния компонентного состава среды на каллусогенез винограда

Бумагина Анастасия Евгеньевна

Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова, г. Санкт-Петербург, Россия

Введение.

Культурный виноград (Vítis vinífera) принадлежит к#nbsp;семейству виноградных (Vitaceae), которое включает около 600 видов, отличающихся большим разнообразием морфологических признаков, произрастающий в#nbsp;Средиземноморском регионе, Центральной Европе и#nbsp;Юго-Западной Азии, от#nbsp;Марокко и#nbsp;Португалии на#nbsp;север до#nbsp;южной Германии и#nbsp;на#nbsp;восток до#nbsp;северного Ирана [1].

На#nbsp;сегодняшний день развитие отраслей виноградарства является финансово и#nbsp;социально значимым направлением промышленности России. С#nbsp;2020#nbsp;г.#nbsp;появились новые нормы, 2 которые должны ускорить развитие отрасли [2].

Главное преимущество каллусных культур в#nbsp;том, что они могут использоваться, как модельные объекты для#nbsp;изучения морфогенетических процессов в#nbsp;растениях. То#nbsp;есть процессы, которые происходят в#nbsp;растении в#nbsp;условиях in#nbsp;vitro, схожи с#nbsp;естественными условиями in#nbsp;vivo. Но#nbsp;в#nbsp;то#nbsp;же время получение каллусных культур#nbsp;— стресс, к#nbsp;которому клеткам растений приходится адаптироваться. Это может приводить к#nbsp;сомаклональной изменчивости, нарушению генетической однородности, морфологическим, биохимическим и#nbsp;физиологическим изменениям [3, 4].

Цель исследования#nbsp;— сравнение эффективности каллусообразования на#nbsp;гормональных средах#nbsp;МС и#nbsp;1⁄2 МС#nbsp;и#nbsp;определие сортовой спецефичности.

Методика исследований.

В#nbsp;качестве материала для#nbsp;работы использовались сорта винограда: Кара яй#nbsp;изюм, Гимра новый, Кишмиш круглый, Ранний ВИРа, Лесной белый Марагинский, Виерул 59, Кара калтак, Кизлярский синий, Кишмиш тумут и#nbsp;Кайтаги.

Подготовка растительного материала. Сначала прорастили черенки винограда на#nbsp;светоустановках. Растения с#nbsp;проросшими корнями пересаживали в#nbsp;горшки с#nbsp;универсальным грунтом. Выбирали растения с#nbsp;доказанной сортовой принадлежностью, визуально здоровые. Для#nbsp;введения в#nbsp;культуру in#nbsp;vitro использовали боковые и#nbsp;пазушные почки винограда.

В#nbsp;качестве стерилизующего агента использовали 10%-й коммерческий раствор ACE. Стерилизация проходила в#nbsp;течение 12 мин, последующей 3-кратной промывкой автоклавированной водой в#nbsp;течение 10 мин.

Стерильные, обработанные почки проращивали с#nbsp;фотопериодичностью 16/8 и#nbsp;4 тыс. при температуре 23 ± 2° Св течение 2 месяцев на#nbsp;среде 1 (табл. 1).

Затем полученные микрорастения сегментировали на#nbsp;однопочечные экспланты и#nbsp;пересаживали на#nbsp;среду 2. Проращивали на#nbsp;светоустановках с#nbsp;фотопериодичностью 16/8 и#nbsp;4 тыс. люкс при температуре 23±2 °С в#nbsp;течение 50 дней.

Для#nbsp;инициации каллусообразования использовались 2 среды с#nbsp;разным содержанием микро- и#nbsp;макроэлементов с#nbsp;добавлением гормонов#nbsp;— ауксина и#nbsp;цитокинина в#nbsp;одинаковом соотношении 0,5 кинетин, 0,5 НУК#nbsp;— среда 3, среда 4 (см.#nbsp;табл. 1).

В#nbsp;качестве эксплантов были взяты сегменты стебля, не#nbsp;включающие в#nbsp;себя узлы, с#nbsp;микрорастений полученных на#nbsp;втором этапе работы. Сегменты имели длину 0,5−1,0#nbsp;см.#nbsp;Перед переносом эксплантов на#nbsp;среды, произвели ранения 3−5 шт., поперек сегмента с#nbsp;помощью стерильной медицинской иглы.

Культивировали экспланты около 1,5 месяцев с фотопериодичностью 16/8 и 4 тыс. люкс при температуре 23±2 °С. Через 7–14 дней начиналось каллусообразование в районах ранения. Каждые две недели производилась пересадка эксплантов на свежую питательную среду с тем же составом.

Результаты исследований.

На среде 3 большинство сортов имели достаточно низкую эффективность по каллусообразованию (0–65 %), по сравнению со средой 4 (10–95 %), рис. 1.

Были выявлены сорта с высоким уровнем каллусообразованием: Кайтаги, Кишмиш круглый и Ранний ВИР; сорта с низкими показателями: Лесной белый Марагинский, Виерул. среда 4 (70 %) превосходит среду 3 (30 %) по показателям эффективности каллусообразования в 2,3 раза (рис. 2).

Полученный каллус по морфологии – ризогенный, имеет обводненную, рыхлую структуру, а также светло желто-зеленую окраску у всех сортов, кроме Гимра новый, который имел плотную структуру каллуса, бордового цвета (табл. 2).

Заключение.

Было произведено сравнение эффективности каллусообразования на двух гормональных средах с разным соотношением микро- и макроэлементов. Определено положительное влияние на каллусообразование, дефицита макро- и микроэлементов в среде.

Среда 4 превосходила среду 3 в 2,3 раза по эффективности каллусообразования. Выявлены сорта с наибольшими показателями: Кишмиш круглый, Кайтаги и Ранний ВИРа. Были определены морфологические различия каллуса между сортами.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Систематика высших растений / В.А. Агафонов [и др.]. // Воронеж, 2005. 31 с.

2. Возрождение российского виноделия // НКР. URL: https://ratings.ru/ (дата обращения: 14.06.2022).

3. Круглова Н.Н., Сельдимирова О.А., Зинатуллина А.Е. // Каллус in vitro как модельная система для изучения органогенеза растений // Известия Уфимского научного центра Российской академии наук. 2019. № 2. С. 44-54.

4. Якимова О.В., Егорова Н.А. / Индукция каллусогенеза в культуре изолированных органов Origanum vulgare L // Масличные культуры. 2014. № 2. С. 159–160.

REFERENCES

1. Systematics of higher plants / V.A. Agafonov et al. Voronezh, 2005. 31 p.

2. Revival of Russian winemaking. NKR. URL: https://ratings.ru/ (date of access: 06/14/2022).

3. Kruglova N.N., Seldimirova O.A., Zinatullina A.E. / Callus in vitro as a model system for studying plant organogenesis. Proceedings of the Ufa Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. 2019; 2: 44-54.

4. Yakimova O.V., Egorova N.A. / Induction of callusogenesis in the culture of isolated organs of Origanum vulgare L. Oilseeds. 2014; 2: 159–160.

Anastasiia E. Bumagina

Federal Research Center N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources, St. Petersburg, Russia

Abstract.
The effect of the medium MS and 1 M S with the addition of hormones 0.5 mg/l Kinetin and 0.5 mg/l NUC on callus formation was studied. The varieties with the highest indicators of callus formation were identified: Round Kishmish, Kaitagi and Early Vira.

Keywords: grapes; in vitro culture; callus formation.

Статья поступила в редакцию 11.02.2022; одобрена после рецензирования 05.03.2022; принята к публикации 15.03.2022.

The article was submitted 11.02.2022; approved after reviewing 05.03.2022; accepted for publication 15.03.2022.

Для цитирования: Бумагина А. Е. / Изучение влияния компонентного состава среды на каллусогенез винограда // Основы и перспективы органических биотехнологий. 2022. № 2. С. 9-12 http://organic-academy.online/

For citation: Bumagina A. E. Study of the influence of the component composition of the medium on the callus formation of grapes // Osnovy i perspektivy organicheskikh biotekhnologiy = Fundamentals and perspectives of organic biotechnologies. 2022;(2): 9-12 (In Russ.) http://organic-academy.online/