Значення фітогормонів Ophrys oestrifera M. Bieb. (род. Orchidaceae Juss.) при введенні в культуру in vitro
Дослiджено складовi фiтогормонального комплексу Ophrys oestrifera M. Bieb. на рiзних етапах онтогенезу та розроблено пiдходи введення цього виду в культуру in vitro. Показано, що у процесi онтогенезу вiдбуваються як змiни вмiсту цитокiнiнiв, iндолiлоцтової та абсцизової кислот у вегетативних i гене...
Saved in:
| Published in: | Доповіді НАН України |
|---|---|
| Date: | 2013 |
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2013
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/85378 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Значення фітогормонів Ophrys oestrifera M. Bieb. (род. Orchidaceae Juss.) при введенні в культуру in vitro / О.А. Шейко, Л.I. Мусатенко // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2013. — № 1. — С. 162-168. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-85378 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Шейко, О.А. Мусатенко, Л.І. 2015-07-28T14:19:01Z 2015-07-28T14:19:01Z 2013 Значення фітогормонів Ophrys oestrifera M. Bieb. (род. Orchidaceae Juss.) при введенні в культуру in vitro / О.А. Шейко, Л.I. Мусатенко // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2013. — № 1. — С. 162-168. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/85378 577.175.1:57.085:582.594.2 Дослiджено складовi фiтогормонального комплексу Ophrys oestrifera M. Bieb. на рiзних етапах онтогенезу та розроблено пiдходи введення цього виду в культуру in vitro. Показано, що у процесi онтогенезу вiдбуваються як змiни вмiсту цитокiнiнiв, iндолiлоцтової та абсцизової кислот у вегетативних i генеративних органах O. oestrifera, так i спiввiдношення їхнiх активних i зв’язаних форм. При переходi до репродуктивного розвитку вмiст iндолiлоцтової кислоти та цитокiнiнiв пiдвищується у генеративних органах i знижується — у вегетативних. Вперше встановлено взаємозв’язок мiж iнтенсивнiстю калюсогенезу з експлантiв вегетативних i генеративних органiв O. oestrifera та вмiстом i спiввiдношенням складових фiтогормонального комплексу на певних етапах онтогенезу, що необхiдно враховувати при розробцi методiв мiкроклонального розмноження. Исследованы составляющие фитогормонального комплекса Ophrys oestrifera M. Bieb. на разных этапах онтогенеза и разработаны подходы введения их в культуру in vitro. Показано, что в процессе онтогенеза происходят изменения содержания цитокининов, индолилуксусной и абсцизовой кислот в вегетативных и генеративных органах O. oestrifera, а также варьируют соотношения свободных и связанных форм фитогормонов. При переходе к репродуктивному развитию содержание индолилуксусной кислоты и цитокининов повышается в генеративних органах и снижается — в вегетативных. Впервые установлена взаимосвязь интенсивности каллусогенеза из эксплантов вегетативных и генеративных органов O. oestrifera и соотношения составляющих фитогормонального комплекса на определенных этапах онтогенеза, что необходимо учитывать при разработке методов микроклонального размножения. The components of the Ophrys oestrifera M. Bieb phytohormonal complex at the various stages of ontogenesis are studied, and the methods of their introduction into the culture in vitro are developed. It has been shown that, during ontogenesis, the cytokinin, IAA, and ABA contents between the organs of O. oestrifera change, and the ratio of active and bound phytohormone forms varies. During the transition to the reproductive development, the contents of IAA and cytokinins in the orchid generative organs increase and those in the vegetative organs decrease. The interrelation of the callusogenesis intensity of explants of the O. oestrifera vegetative and generative organs and the ratio of the phytohormonal complex components at the specified stages of ontogenesis is first found. This must be taken into account in the elaboration of methods of this species microclonal reproduction. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Доповіді НАН України Біохімія Значення фітогормонів Ophrys oestrifera M. Bieb. (род. Orchidaceae Juss.) при введенні в культуру in vitro Значение фитогормонов Ophrys oestrifera M. Bieb. (сем. Orchidaceae Juss.) при введении в культуру in vitro The importance of phytohormones of Ophrys oestrifera M. Bieb. (fam. Orchidaceae Juss.) under the introduction into culture in vitro Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Значення фітогормонів Ophrys oestrifera M. Bieb. (род. Orchidaceae Juss.) при введенні в культуру in vitro |
| spellingShingle |
Значення фітогормонів Ophrys oestrifera M. Bieb. (род. Orchidaceae Juss.) при введенні в культуру in vitro Шейко, О.А. Мусатенко, Л.І. Біохімія |
| title_short |
Значення фітогормонів Ophrys oestrifera M. Bieb. (род. Orchidaceae Juss.) при введенні в культуру in vitro |
| title_full |
Значення фітогормонів Ophrys oestrifera M. Bieb. (род. Orchidaceae Juss.) при введенні в культуру in vitro |
| title_fullStr |
Значення фітогормонів Ophrys oestrifera M. Bieb. (род. Orchidaceae Juss.) при введенні в культуру in vitro |
| title_full_unstemmed |
Значення фітогормонів Ophrys oestrifera M. Bieb. (род. Orchidaceae Juss.) при введенні в культуру in vitro |
| title_sort |
значення фітогормонів ophrys oestrifera m. bieb. (род. orchidaceae juss.) при введенні в культуру in vitro |
| author |
Шейко, О.А. Мусатенко, Л.І. |
| author_facet |
Шейко, О.А. Мусатенко, Л.І. |
| topic |
Біохімія |
| topic_facet |
Біохімія |
| publishDate |
2013 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Доповіді НАН України |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Значение фитогормонов Ophrys oestrifera M. Bieb. (сем. Orchidaceae Juss.) при введении в культуру in vitro The importance of phytohormones of Ophrys oestrifera M. Bieb. (fam. Orchidaceae Juss.) under the introduction into culture in vitro |
| description |
Дослiджено складовi фiтогормонального комплексу Ophrys oestrifera M. Bieb. на рiзних
етапах онтогенезу та розроблено пiдходи введення цього виду в культуру in vitro. Показано, що у процесi онтогенезу вiдбуваються як змiни вмiсту цитокiнiнiв, iндолiлоцтової та абсцизової кислот у вегетативних i генеративних органах O. oestrifera, так i спiввiдношення їхнiх активних i зв’язаних форм. При переходi до репродуктивного розвитку вмiст iндолiлоцтової кислоти та цитокiнiнiв пiдвищується у генеративних органах i знижується — у вегетативних. Вперше встановлено взаємозв’язок мiж iнтенсивнiстю калюсогенезу з експлантiв вегетативних i генеративних органiв O. oestrifera та вмiстом i спiввiдношенням складових фiтогормонального комплексу на певних етапах
онтогенезу, що необхiдно враховувати при розробцi методiв мiкроклонального розмноження.
Исследованы составляющие фитогормонального комплекса Ophrys oestrifera M. Bieb. на разных этапах онтогенеза и разработаны подходы введения их в культуру in vitro. Показано, что в процессе онтогенеза происходят изменения содержания цитокининов, индолилуксусной и абсцизовой кислот в вегетативных и генеративных органах O. oestrifera, а также варьируют соотношения свободных и связанных форм фитогормонов. При переходе к репродуктивному развитию содержание индолилуксусной кислоты и цитокининов повышается
в генеративних органах и снижается — в вегетативных. Впервые установлена взаимосвязь интенсивности каллусогенеза из эксплантов вегетативных и генеративных органов O. oestrifera и соотношения составляющих фитогормонального комплекса на определенных
этапах онтогенеза, что необходимо учитывать при разработке методов микроклонального размножения.
The components of the Ophrys oestrifera M. Bieb phytohormonal complex at the various stages of
ontogenesis are studied, and the methods of their introduction into the culture in vitro are developed.
It has been shown that, during ontogenesis, the cytokinin, IAA, and ABA contents between the
organs of O. oestrifera change, and the ratio of active and bound phytohormone forms varies.
During the transition to the reproductive development, the contents of IAA and cytokinins in the
orchid generative organs increase and those in the vegetative organs decrease. The interrelation of
the callusogenesis intensity of explants of the O. oestrifera vegetative and generative organs and
the ratio of the phytohormonal complex components at the specified stages of ontogenesis is first
found. This must be taken into account in the elaboration of methods of this species microclonal reproduction.
|
| issn |
1025-6415 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/85378 |
| citation_txt |
Значення фітогормонів Ophrys oestrifera M. Bieb. (род. Orchidaceae Juss.) при введенні в культуру in vitro / О.А. Шейко, Л.I. Мусатенко // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2013. — № 1. — С. 162-168. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT šeikooa značennâfítogormonívophrysoestriferambiebrodorchidaceaejussprivvedennívkulʹturuinvitro AT musatenkolí značennâfítogormonívophrysoestriferambiebrodorchidaceaejussprivvedennívkulʹturuinvitro AT šeikooa značeniefitogormonovophrysoestriferambiebsemorchidaceaejussprivvedeniivkulʹturuinvitro AT musatenkolí značeniefitogormonovophrysoestriferambiebsemorchidaceaejussprivvedeniivkulʹturuinvitro AT šeikooa theimportanceofphytohormonesofophrysoestriferambiebfamorchidaceaejussundertheintroductionintocultureinvitro AT musatenkolí theimportanceofphytohormonesofophrysoestriferambiebfamorchidaceaejussundertheintroductionintocultureinvitro |
| first_indexed |
2025-11-24T20:00:48Z |
| last_indexed |
2025-11-24T20:00:48Z |
| _version_ |
1850494744735514624 |
| fulltext |
оповiдi
НАЦIОНАЛЬНОЇ
АКАДЕМIЇ НАУК
УКРАЇНИ
1 • 2013
БIОХIМIЯ
УДК 577.175.1:57.085:582.594.2
О.А. Шейко, член-кореспондент НАН України Л. I. Мусатенко
Значення фiтогормонiв Ophrys oestrifera M. Bieb.
(род. Orchidaceae Juss.) при введеннi в культуру in vitro
Дослiджено складовi фiтогормонального комплексу Ophrys oestrifera M. Bieb. на рiзних
етапах онтогенезу та розроблено пiдходи введення цього виду в культуру in vitro. Пока-
зано, що у процесi онтогенезу вiдбуваються як змiни вмiсту цитокiнiнiв, iндолiлоцтової
та абсцизової кислот у вегетативних i генеративних органах O. oestrifera, так i спiввiд-
ношення їхнiх активних i зв’язаних форм. При переходi до репродуктивного розвитку
вмiст iндолiлоцтової кислоти та цитокiнiнiв пiдвищується у генеративних органах
i знижується — у вегетативних. Вперше встановлено взаємозв’язок мiж iнтенсив-
нiстю калюсогенезу з експлантiв вегетативних i генеративних органiв O. oestrifera та
вмiстом i спiввiдношенням складових фiтогормонального комплексу на певних етапах
онтогенезу, що необхiдно враховувати при розробцi методiв мiкроклонального розмно-
ження.
Всi види родини Orchidaceae Juss. флори України є рiдкiсними та зникаючими. Вони ха-
рактеризуються складним i тривалим життєвим циклом, пiд час якого має мiсце взаємодiя
з грибами-мiкоризоутворювачами та спецiалiзованими запилювачами. Це обумовлює висо-
ку чутливiсть до дiї клiматичних та антропогенних чинникiв. У природi вiд проростання
насiння до першого цвiтiння орхiдних проходить, залежно вiд виду та умов iснування, вiд 4
до 15 рокiв за загальної тривалостi життєвого циклу вiд 20 до 30 рокiв. Крiм того, у про-
цесi розвитку бiльшiсть видiв здатна переходити до стану спокою на декiлька рокiв. Тому
їх збереження потребує розробки ефективних методiв прискореного розмноження та вве-
дення в культуру.
Одним iз шляхiв збереження генофонду орхiдних в умовах культури є клональне роз-
множення. Цей метод дозволяє контролювати чинники навколишнього середовища. Вiн за-
безпечує широке впровадження модельних систем культури рослинних тканин in vitro для
подальших теоретичних та прикладних дослiджень морфогенезу — актуальної проблеми
сучасної бiологiї. На сьогоднi такi методи розробленi для окремих рослин, однак роботи
по розмноженню рiдкiсних, зникаючих i ендемiчних дикорослих видiв, до яких належать
орхiднi флори України, практично вiдсутнi. Це пов’язано, насамперед, iз застосуванням
© О.А. Шейко, Л. I. Мусатенко, 2013
162 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2013, №1
емпiричних пiдходiв при розробцi методiв клонального мiкророзмноження, оскiльки вiд-
сутня теорiя морфогенезу in vitro, а кожен вид рослин характеризується iндивiдуальними
реакцiями на умови культивування.
Найважливiшу роль в iндукцiї подiлу клiтин експланту, утвореннi калюсу та морфо-
генезi вiдiграють фiтогормони, якi регулюють розвиток експлантiв in vitro шляхом змiни
їхньої концентрацiї та спiввiдношення. Для бiльшостi рослин пошук гормональних компо-
нентiв середoвища має випадковий характер, коли необхiдно перевiрити широкий дiапазон
концентрацiй i комбiнацiй фiтогормонiв у живильному середовищi для стимуляцiї i акти-
вування пролiферацiї, росту i розвитку експлантiв у культурi. Тому вивчення комплексу
ендогенних фiтогормонiв дає можливiсть прискорити процес оптимiзацiї культивування
експлантiв in vitro.
Отже, розробка ефективних методiв розмноження та збереження рiдкiсних i зникаючих
видiв орхiдей потребує комплексного вивчення їхньої бiологiї, онтогенезу, еколого-фiзiоло-
гiчних особливостей in situ й створення умов для культивування in vitro.
Матерiали та методи. Об’єктом дослiджень був релiктовий вид для України — Ophrys
oestrifera M. Bieb. (офрис оводоносна) (род. Orchidaceae). O. oestrifera — передньоазiйський
вид на пiвнiчнiй межi ареалу. Стебло 20–45 см заввишки. Суцвiття рiдке (вiд трьох до вось-
ми квiток), досягає 20 см завдовжки. Квiтки великi, рожевi; середня лопать губи з ланцет-
ним, загнутим догори придатком, бiчнi лопатi губи з тонкими, довгими, густо опушеними,
яскраво-коричневими виростами; приквiтки ланцетнi, свiтло-зеленi, довшi вiд зав’язi. Цвiте
у квiтнi–травнi. Розмножується насiнням, дуже рiдко зустрiчалися випадки вегетативного
розмноження. Росте поодинцi, зрiдка невеликими групами у свiтлих ялiвцевих i листяних
лiсах, серед чагарникiв, на кам’янистих схилах, як правило, на вапняному субстратi [1, 2].
O. oestrifera поширений на Кавказi та в Iранi, на територiї України трапляється у Криму [2].
У лабораторному експериментi з культурою тканин використовували культивованi на
стерильних живильних середовищах експланти з вегетативних i генеративних органiв, якi
було вiдiбрано в перiод вегетацiї (листки, стебла), на початку цвiтiння (пелюстки, пиляки)
та на 25-й день пiсля запилення (зав’язi, насiннi зачатки). Попередньо проводили поверх-
неву стерилiзацiю експлантiв речовинами, пiдiбраними для кожного типу експланту, пi-
сля чого їх промивали стерильною дистильованою водою. Культивування тканин i органiв
проводили у фотолюмiностатi при 20–25 ◦С, 16-годинному фотоперiодi з освiтленням 1000–
3000 лк, 70% вiдноснiй вологостi повiтря та в термостатi при 25 ◦С у вiдсутностi освiтлення.
Методи якiсного та кiлькiсного аналiзу фiтогормонiв. Для визначення вмiсту фiтогор-
монiв використовували листки, стебла, квiтки та зав’язi O. oestrifera. Кiлькiсний вмiст iндо-
лiлоцтової (IОК), абсцизової (АБК) кислот та цитокiнiнiв (ЦТК) у тканинах пiсля екстрак-
цiї 80% етиловим спиртом, роздiлення та очищення проводили методом високоефективної
рiдинної хроматографiї [3] на рiдинному хроматографi Agilent 1200 LC з дiодно-матричним
детектором G 1315 B (США), колонка Eclipse XDB-C 18 2,1× 150 мм, розмiр часток 5 мм.
Елюцiю проводили у системi розчинникiв метанол : вода (37 : 63). Аналiз та обробку хро-
матограм виконували з програмним забезпеченням Chem Station, версiя В.03.01 у режимi
“on line”.
Статистичне опрацювання отриманих результатiв. Фiтогормони дослiджували
у трьох бiологiчних i трьох аналiтичних повторностях, бiометричнi показники — у п’яти–
десятикратнiй повторностi. Одержанi данi обробляли за допомогою комп’ютерної статис-
тичної програми Excel лiцензiйного пакета Microsoft Office 2007. Визначали значення серед-
нього арифметичного, стандартної похибки, середнього квадратичного вiдхилення. Досто-
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2013, №1 163
Рис. 1. Вмiст IОК i АБК у квiтках (1 ), листках (2 ), стеблах (3 ) Ophrys oestrifera у перiод цвiтiння (а) та
плодоутворення (б )
вiрнiсть рiзницi оцiнювали за критерiєм Стьюдента, використовуючи 5% рiвень значущостi
(P 6 0,05).
Результати та обговорення. Одним iз завдань дослiдження було визначення вмiсту
i складу, а також спiввiдношень ключових фiтогормонiв у вегетативних та генеративних
органах O. oestrifera на рiзних етапах онтогенезу.
У перiод цвiтiння було встановлено варiабельнiсть якiсного та кiлькiсного складу фiто-
гормонiв у вегетативних i генеративних органах. Квiтки характеризувалися бiльшим вмi-
стом зв’язаної форми IОК (54,8±2,7 нг/г м. с. р.) порiвняно з вiльною (20,6±1,0 нг/г м. с. р.)
(рис. 1). Для АБК, навпаки, спостерiгали вдвiчi бiльший вмiст вiльної форми (38,5±1,9 нг/г
м. с. р.) порiвняно зi зв’язаною (15,8 ± 0,8 нг/г м. с. р.). Для листкiв O. oestrifera був ха-
рактерний пiдвищений вмiст вiльної форми АБК (63,8 ± 3,2 нг/г м. с. р.) при значному
кiлькiсному переважаннi зв’язаної форми IОК (53,0 ± 2,7 нг/г м. с. р.). Зв’язування гор-
монiв — це один iз шляхiв iнактивацiї вiльної форми, адже зв’язанi форми в результатi
ферментативного розщеплення можуть бути також джерелом вiльних форм [4]. Для стебла
вiдзначалися найменшi показники кiлькостi всiх форм IОК та АБК порiвняно з iншими ор-
ганами. Загальна кiлькiсть ЦТК (101,4± 5,1 нг/г м. с. р.) у стеблi O. oestrifera була значно
вищою, нiж у листках (51,7±2,6 нг/г м. с. р.) i майже дорiвнювала їхнiй кiлькостi в квiтках
(121,6 ± 6,1 нг/г м. с. р.) (рис. 2). В усiх органах O. oestrifera в перiод цвiтiння вiдзнача-
ли значну кiлькiсть зеатинглюкозиду, який вважається неактивною формою ЦТК. Можна
припустити, що за рахунок кон’югацiї вiдбувається нейтралiзацiя надлишку ЦТК. Iзопенте-
нiладенозин був виявлений лише у квiтках, де був вiдсутнiй зеатинрибозид. Вважається, що
основним iнструментом регуляцiї рiвня ЦТК є фермент цитокiнiноксидаза, який вiдповiдає
за їх деградацiю i активнiсть якого визначає розвиток вегетативних органiв [5]. За iншими
даними, вмiст ендогенних ЦТК залежить i вiд активностi iнших ферментiв, а саме глю-
козилтрансфераз та глюкозидаз, якi каталiзують вiдповiдно синтез i розпад глюкозильних
форм i таким чином нiвелюють надлишок синтезованих de novo вiльних ЦТК чи, навпаки,
пiдвищують їх вмiст за рахунок гiдролiзу зв’язаних [6, 7].
У перiод плодоутворення в якiсному i кiлькiсному складi ендогенних фiтогормонiв ве-
гетативних i генеративних органiв орхiдей встановлено iстотнi змiни, що пов’язано з функ-
164 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2013, №1
Рис. 2. Вмiст ЦТК у квiтках (1 ), листках (2 ), стеблах (3 ) Ophrys oestrifera у перiод цвiтiння (а) та плодо-
утворення (б )
цiєю генетичного апарату рослинної клiтини, з одного боку, i з процесами диференцiювання
i ростом самих клiтин — з iншого. Генеративнi органи O. oestrifera в перiод плодоутворення
мiстили бiльшу кiлькiсть IОК порiвняно з iншими органами (див. рис. 1), при цьому зв’я-
заних форм було вдвiчi бiльше (80,1± 4,0 нг/г м. с. р.), нiж вiльних (43,4± 2,2 нг/г м. с. р.).
Вегетативнi органи мiстили незначну кiлькiсть вiльних форм IОК. У листках O. oestrifera
при переходi вiд цвiтiння до плодоутворення спостерiгали загальне зниження рiвня IОК
i АБК, обумовлене завершенням ростових процесiв i переходом до старiння [8]. При цьому
в стеблах рiвень АБК зростав.
Концентрацiя ЦТК в органах O. oestrifera iстотно змiнювалася пiсля запилення квi-
ток на початку плодоутворення (див. рис. 2). У вегетативних органах (листки, стебло)
поступово знижувався рiвень ЦТК, що, як вiдомо, є характерною ознакою зрiлих тканин
i супроводжує вiковi змiни у рослин [9, 10]. У зрiлих та старiючих листках спостерiгали по-
ступове зниження вiльних i накопичення запасних форм глюкозидiв (21,7±1,1 нг/г м. с. р.).
Паралельно зi зниженням рiвня ЦТК у вегетативних органах вiн зростав у генеративних.
Кiлькiсть зеатину (70,9±3,5 нг/г м. с. р.) i зеатинрибозиду (54,9±2,7 нг/г м. с. р.) у зав’язях
O. oestrifera була вищою за iншi форми ЦТК: пiдвищення їхнього вмiсту могло вiдбуватися
або за рахунок надходження вiд материнської рослини, або за рахунок автономного син-
тезу в самих зав’язях [11].
Аналiзуючи отриманi результати щодо вмiсту iндивiдуальних компонентiв гормональ-
ного комплексу в надземних органах O. oestrifera в процесi онтогенезу орхiдних, можна
зробити висновок про те, що пiдвищений вмiст ЦТК та вiльної форми IОК корелював з iн-
тенсивнiстю ростових процесiв рослин. Отже, вперше показано, що в процесi онтогенезу
вiдбуваються змiни вмiсту ЦТК, IОК та АБК в генеративних та вегетативних органах,
а також варiюють спiввiдношення активних i зв’язаних форм фiтогормонiв. При перехо-
дi до репродуктивного розвитку пiдвищується вмiст IОК та ЦТК у генеративних органах
O. oestrifera та зниження їхнього вмiсту — у вегетативних.
Наступним завданням дослiдження було введення O. oestrifera в культуру in vitro. У до-
слiдженнях використовували експланти з листкiв, стебел, пелюсток, зав’язей, насiнних за-
чаткiв та пилякiв O. oestrifera. Враховуючи спiввiдношення ключових фiтогормонiв, екс-
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2013, №1 165
планти вiдбирали на стадiї онтогенезу, для якої характерним є найбiльший вмiст вiльних
форм ЦТК, IОК, а найменшим — вiльної форми АБК. Також необхiдно враховувати спiввiд-
ношення IОК i АБК, ЦТК i АБК. Для листкiв i стебла такою стадiєю є вегетацiя, оскiльки
вегетативнi органи в цей перiод характеризуються найвищим вмiстом фiтогормонiв iндоль-
ної природи та ЦТК. Хоча для листкiв характерним є пiдвищений вмiст АБК, саме в цей
перiод вони мiстили найвищий рiвень ЦТК, якi вiдiграють найважливiшу роль у подiлi
клiтин та калюсогенезi.
За результатами проведеного скринiнгу ряду показникiв для введення в культуру in
vitro було вiдiбрано життєздатнi експланти оптимального розмiру, отриманi зi стебла i за-
в’язi, насiнних зачаткiв та пилякiв, що зберiгали стерильнiсть та пролiферували (табл. 1).
Життєздатнi експланти пелюсток та листкiв за даних умов не пролiферували, тому для
введення в культуру in vitro не використовувалися. Для кожного експланту пiдiбрано свої
стериленти при оптимальному режимi стерилiзацiї.
Найважливiшу роль в iндукцiї подiлу клiтин експланту, утвореннi калюсу та морфо-
генезi вiдiграють фiтогормони, якi є невiд’ємним компонентом мiкроклонального розмно-
ження рослин. Як основнi фактори дедиференцiацiї використовували 2,4-Д, IМК та 6-БАП
у концентрацiях вiд 0,5 до 3,0 мг/л. Пiдбiр оптимальних концентрацiй та спiввiдношень
фiтогормонiв у живильному середовищi за даних умов культивування показав, що мак-
симальна частота калюсогенезу спостерiгається на живильних середовищах, у яких зберi-
гається таке ж спiввiдношення ЦТК i ауксинiв, як i для iнтактного органа. З табл. 2 видно,
що у O. oestrifera максимальна частота калюсогенезу вiдмiчається при культивуваннi на
живильному середовищi з додаванням екзогенних ЦТК i ауксинiв у спiввiдношеннi 1,7,
що є характерним для iнтактних органiв. При культивуваннi на живильних середовищах
з iншими кiлькiсними спiввiдношеннями фiтогормонiв частота калюсогенезу була значно
меншою i не перевищувала 10%.
Таблиця 1. Скринiнг експлантiв генеративних органiв Ophrys oestrifera для введення в культуру in vitro
Критерiї
вiдбору
Iнтактнi органи рослин
Пелюстки Пиляки Зав’язь
Насiннi
зачатки
Розмiр експланту, мм
5 10 15 20 N 5 10 15 20 N
Стерильнiсть + + + + + + − + + +
Життєздатнiсть − + + + + − − + + +
Пролiферацiя − − − − + − − + + +
Таблиця 2. Залежнiсть калюсогенезу експлантiв Ophrys oestrifera вiд спiввiдношення ендогенних та екзо-
генних фiтогормонiв (цитокiнiнiв i ауксинiв)
Експлант
Цитокiнiни/ауксини Частота
калюсогенезу, %Ендогеннi Екзогеннi
Зав’язь 1,7 2,0 1,9± 0,1
1,7 29,9 ± 1,5
1,5 8,5± 0,4
Стебло 1,7 2,0 2,9± 0,1
1,7 12,2 ± 0,6
1,5 2,6± 0,1
166 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2013, №1
Таким чином, у результатi проведених дослiджень отримано калюснi культури зi стеб-
ла, зав’язей, насiнних зачаткiв та пилякiв O. oestrifera. Максимальна частота калюсогенезу
спостерiгалася при культивуваннi експлантiв зав’язей, насiнних зачаткiв i пилякiв (до 36%),
а мiнiмальна — при культивуваннi експлантiв стебла (до 12%). Це, можливо, обумовлено
пiдвищеним вмiстом ендогенних фiтогормонiв, а саме IОК та ЦТК, у генеративних орга-
нах порiвняно з вегетативними, у яких було вiдмiчено пiдвищений вмiст АБК. Цей факт
пiдтверджує залежнiсть морфогенетичного потенцiалу експланту вiд вмiсту ендогенних фi-
тогормонiв.
Iз експлантiв зав’язей, насiнних зачаткiв та пилякiв отримано переважно морфогеннi
типи калюсу — компактнi, вузлуватi, щiльнi; калюси з експлатнiв стебла були переважно
неморфогеннi — м’якi, нещiльнi, водянистi. Цитологiчний аналiз цих калюсних культур
показав ряд специфiчних особливостей, до яких можна вiднести значну структурну гете-
рогеннiсть та наявнiсть рiзних за морфологiєю типiв утворень.
У калюсах зав’язей, насiнних зачаткiв та пилякiв виявлено дрiбнi клiтини з великими
ядрами, якi локалiзувалися групами та утворювали меристематичний осередок, подiл клi-
тин якого призводив до утворення лiгнiфiкованих елементiв судин та трахеїд. Iнший шлях
морфогенезу в меристематичних осередках — це спонтанний ембрiогенез. Калюсна клiтина
покривалася щiльною оболонкою i вiдокремлювалася вiд оточуючих клiтин, збiльшувалася
та змiнювала забарвлення. Така клiтина характеризувалася чiтко спрямованим подiлом,
у результатi закладання орiєнтованих клiтинних перегородок утворювалася чотириклiтин-
на структура (тетрада), всi клiтини якої були розташованi лiнiйно, пiсля чого формувався
багатоклiтинний ембрiоїд.
Таким чином, для введення в культуру in vitro вiдiбрано життєздатнi експланти, отрима-
нi зi стебла, зав’язi, насiнних зачаткiв i пилякiв. Пiдiбрано умови для отримання асептичної
культури, живильнi середовища з оптимальними концентрацiями та спiввiдношенням фiто-
гормонiв. Встановлено, що максимальна частота калюсогенезу серед дослiджених експлан-
тiв характерна для генеративних органiв орхiдних, що, можливо, обумовлено пiдвищеним
вмiстом ендогенних фiтогормонiв, а саме IОК та ЦТК.
1. Собко В. Г. Науки заповiдне зiлля. – Київ: Фiтосоцiоцентр, 2005. – 452 с.
2. Червона книга України. Рослинний свiт / Пiд ред. Я.П. Дiдуха. – Київ: Глобалконсалтинг, 2009. –
900 с.
3. Методические рекомендации по определению фитогормонов/АН УССР. Ин-т ботаники им. Н. Г. Хо-
лодного. – Препр. – Киев, 1988. – 78 с.
4. Ситник К.М., Мусатенко Л. I., Генералова В.М. та iн. Фiтогормональний комплекс первинного
листка Phaseolus vulgaris L. за рiзних умов росту // Проблеми фiтогормонологiї / Пiд ред. К.М. Сит-
ника. – Київ: Фiтосоцiоцентр, 2007. – С. 81–122.
5. Brugeure N., Jiano Sh., Hantke S. Cytokinin oxidase gene expression in maize is localized to the vasculature
and is induced by cytokinins, abscisic acid and abiotic stress // Plant Physiol. – 2003. – 132, Nо 3. –
P. 1228–1240.
6. Bajaguz A., Piotrowska A. Conjugates of auxin and cytokinin // Phytochemistry. – 2009. – 70, Nо 8. –
P. 957–969.
7. Веденiчева Н.П., Мусатенко Л. I. Локалiзацiя i динамiка цитокiнiнiв у перiод формування репроду-
ктивних органiв Zea mays L. // Укр. ботан. журн. – 2008. – 65, № 6. – С. 896–902.
8. Umezana T., Hizayama T., Kuromori T., Shinozaki K. The regulatory network of plant responses to
abscisic acid // Advances in Botanical Research. – 2011. – 57. – P. 201–248.
9. Веденiчева Н.П., Мусатенко Л. I. Участь цитокiнiнiв у формуваннi репродуктивних органiв рослин
з рiзним типом росту // Вiсн. Харкiв. аграр. ун-ту. Сер. Бiологiя. – 2008. – Вип. 3 (15). – С. 15–23.
10. Иванова А.Б., Анцигина Л.Л., Ярин А.Ю. Современные аспекты изучения фитогормонов. Цитоки-
нины // Цитология. – 2001. – № 6. – С. 537–544.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2013, №1 167
11. Гусаковская М.А., Блинцов А.Н. Пространственно-временное распределение содержания зеатина и
зеатинрибозида в период активности яйцеклетки в завязях растений с половым и апомиктическим
типами репродукции // Физиология растений. – 2004. – 51, № 2. – С. 249–255.
Надiйшло до редакцiї 18.06.2012Iнститут ботанiки iм. М. Г. Холодного
НАН України, Київ
Е.А. Шейко, член-корреспондент НАН Украины Л.И. Мусатенко
Значение фитогормонов Ophrys oestrifera M. Bieb. (сем. Orchidaceae
Juss.) при введении в культуру in vitro
Исследованы составляющие фитогормонального комплекса Ophrys oestrifera M. Bieb. на раз-
ных этапах онтогенеза и разработаны подходы введения их в культуру in vitro. Показано,
что в процессе онтогенеза происходят изменения содержания цитокининов, индолилук-
сусной и абсцизовой кислот в вегетативных и генеративных органах O. oestrifera, а также
варьируют соотношения свободных и связанных форм фитогормонов. При переходе к репро-
дуктивному развитию содержание индолилуксусной кислоты и цитокининов повышается
в генеративних органах и снижается — в вегетативных. Впервые установлена взаимо-
связь интенсивности каллусогенеза из эксплантов вегетативных и генеративных органов
O. oestrifera и соотношения составляющих фитогормонального комплекса на определенных
этапах онтогенеза, что необходимо учитывать при разработке методов микроклонально-
го размножения.
E.A. Sheyko, Corresponding Member of the NAS of Ukraine L. I. Musatenko
The importance of phytohormones of Ophrys oestrifera M. Bieb. (fam.
Orchidaceae Juss.) under the introduction into culture in vitro
The components of the Ophrys oestrifera M. Bieb phytohormonal complex at the various stages of
ontogenesis are studied, and the methods of their introduction into the culture in vitro are developed.
It has been shown that, during ontogenesis, the cytokinin, IAA, and ABA contents between the
organs of O. oestrifera change, and the ratio of active and bound phytohormone forms varies.
During the transition to the reproductive development, the contents of IAA and cytokinins in the
orchid generative organs increase and those in the vegetative organs decrease. The interrelation of
the callusogenesis intensity of explants of the O. oestrifera vegetative and generative organs and
the ratio of the phytohormonal complex components at the specified stages of ontogenesis is first
found. This must be taken into account in the elaboration of methods of this species microclonal
reproduction.
168 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2013, №1
|