Введення в культуру in vitro півників низьких (Iris pumila L.)

Conditions for efficient germination of Iris pumila L. seeds were described. Tissue culture and plants of this species were obtained in vitro. The explants of root origin were found to be able to produce callus on the Murashige and Skoog medium with half content of macro- and micronutrients suppleme...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2013
Автори:	Twardovska, M.O., Kunakh, V.A.
Формат:	Стаття
Мова:	Англійська
Опубліковано:	M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine 2013
Онлайн доступ:	https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/300
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Plant Introduction
Завантажити файл:

Репозитарії

Plant Introduction

_version_	1860121931238342656
author	Twardovska, M.O. Kunakh, V.A.
author_facet	Twardovska, M.O. Kunakh, V.A.
author_sort	Twardovska, M.O.
baseUrl_str	https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/oai
collection	OJS
datestamp_date	2019-11-26T11:55:24Z
description	Conditions for efficient germination of Iris pumila L. seeds were described. Tissue culture and plants of this species were obtained in vitro. The explants of root origin were found to be able to produce callus on the Murashige and Skoog medium with half content of macro- and micronutrients supplemented with 0.1 mg/L 6-benzylaminopurine and 0.5 mg/L 2, 4-Dichlorophenoxyacetic acid. Conditions for growth of I. pumila plants in greenhouse with a view to their further reintroduction into natural environments were specified.
doi_str_mv	10.5281/zenodo.1579003
first_indexed	2025-07-17T12:41:23Z
format	Article
fulltext	29ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2013, № 3 УДК 576.5:582.572.7 М.О. ТВАРДОВСЬКА, В.А. КУНАХ Інститут молекулярної біології і генетики НАН України Україна, 03143 м. Київ, вул. Академіка Заболотного, 150 ВВЕДЕННЯ В КУЛЬТУРУ IN VITRO ПІВНИКІВ НИЗЬКИХ (IRIS PUMILA L.) Описано умови для ефективного проростання насіння Iris pumila L. Отримано рослини in vitro та культуру тканин цього виду. Встановлено, що експланти кореневого походження здатні формувати калус на середовищі Мурасіге—Скуга з половинним вмістом макро- та мікросолей, доповненому 0,1 мг/л 6-бензиламінопурину та 0,5 мг/л 2, 4-дихлорфеноксіоцтової кислоти. Підібрано умови для росту рослин I. pumila в умовах закритого ґрунту з метою реінтродукції в природне середовище. Ключові слова: Iris pumila L., асептичні проростки, культура тканин рослин. © М.О. ТВАРДОВСЬКА, В.А. КУНАХ, 2013 Півники низькі ( Iris pumila L. ) — низько- росла трав’яниста однодольна рослина роду Iris L., яка трапляється на сході Централь- ної та Південної Європи, у степовій зоні Східної Європи, Закавказзі та Західному Казахстані [15]. В Україні I. pumila пошире- ні на більшій частині території, окрім Кар- пат, Полісся та півдня Степу [1]. У 8 облас- тях вид перебуває під регіональною охоро- ною і може бути кандидатом на включення до Червоної книги України [12]. Вид зростає у типчаково-ковилових степах, на щебеню- ватих та кам’янистих степових схилах, пі- щаних терасах річкових долин [14]. I. pumila — короткокореневищний бага- торічник, ксерофіт. Розмножується насін- ням та характеризується здатністю до ве- гетативного розмноження, яке відбувається внаслідок інтенсивного галуження корене- вищ [3]. Цей вид, окрім декоративного значення, є важливим з фармацевтичної точки зору, оскільки накопичує ксантони [18]. Плоди у півників — нижні синкарпні ко- робочки. Насіння має тривалий період спо- кою, у деяких видів цей період становить кілька років. Згідно з М.Г. Ніколаєвою [11], це фізіологічний тип спокою. Насіння про- ростає протягом 2-3 років, тому при введен- ні в культуру in vitro видів роду Iris найчас- тіше використовують культуру ізольованих зародків, яка має низку переваг порівняно з традиційними методами вирощування: по- долання спокою насіння; звільнення від на- копичених соматичних мутацій і вірусних захворювань; підтримання генетичного різ- номаніття півників [4, 9]. Дослідження дикорослих видів роду Iris та введення їх у культуру має важли- ве значення не лише для збагачення асор- тименту квітниково-декоративних бага- торічників, а й для збереження генофонду зникаючих рослин, зокрема, занесених до Червоної книги України та регіональних списків. У зв’язку з цим актуальним та перспективним є поновлення природних популяцій видів шляхом реінтродукції в природне середовище посадкового мате- ріалу, отриманого у великій кількості в умовах in vitro. Мета роботи — введення в культуру in vitro Iris pumila для отримання асептичних проростків з наступною реінтродукцією в природне середовище, а також одержання культури тканин цього виду. Об’єкт і методи досліджень Проростання насіння. Вихідним матеріа- лом для дослідження було насіння Iris 30 ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2013, № 3 М.О. Твардовська, В.А. Кунах pumila, зібране із трьох місць зростання на території України — с. Придніпровське (Чорнобаївський р-н, Черкаська обл.), с. Ко- ларово (Жовтневий р-н, Миколаївська обл.) та с. Дмитрівка (Очаківський р-н, Микола- ївська обл.). При висаджуванні in vitro насіння I. pu- mila скарифікували, оскільки воно оточене твердою насінною шкіркою. Для індукції проростання насіння витримували протя- гом 17–18 год у розчині гіберелової кислоти (ГК 3 ) з концентрацією 600 мг/л [13], потім стерилізували протягом 40 хв у 15 %-му розчині пероксиду водню та висаджували в чашки Петрі на агаризоване живильне се- редовище Мурасіге–Скуга (MС) [19] з по- ловинним вмістом макро- і мікросолей (МС/2) без фітогормонів. Насіння проро- щували на світлі за температури 20–22 оС і відносної вологості повітря 70–80 %. Ефек- тивність проростання насіння визначали як відношення кількості пророслого насін- ня до загальної кількості насінин. Отримання рослин in vitro. Отримані з насіння асептичні 1-місячні рослини виса- джували у скляні посудини об’ємом 250 мл, які містили 30 мл агаризованого живильно- го середовища МС/2 без фітогормонів. Для кращого вкорінення отриманих проростків деякі рослини переносили на середовище МС/2, доповнене 0,1 мг/л α-нафтилоцтової кислоти (НОК). Отримання культури тканин. З метою індукції калусоутворення використовува- ли фрагменти корінців розміром 8–12 мм від асептичних проростків, які висаджува- ли на середовище MС/2, доповнене 0,1 мг/л 6-бензиламінопурину (БАП) та 0,5 мг/л 2, 4-дихлорфеноксіоцтової кислоти (2, 4-Д). Відсоток калусогенезу (ВК) визначали че- рез 4 тиж субкультивування за формулою ВК = N k •100%, N де N k — кількість експлантів, на яких утво- рився калус; N — кількість висаджених експлантів (ураховували лише неінфікова- ні експланти). Для проліферації отриманий калус від- діляли від експлантів і висаджували на се- редовище такого самого складу. Культури інкубували в темряві за температури 23– 24 оС, субкультивування проводили через кожні 4 тиж. Отримані дані опрацьовували статис- тичними методами [8]. Результати та обговорення Проростання насіння та отримання рослин in vitro. На динаміку проростання значний вплив справляли тип спокою на- сіння, спосіб обробки ГК 3 , а також трива- лість стратифікації і термін зберігання насіння. У результаті проведених нами досліджень установлено, що насіння Iris pumila краще проростає за постійної температури 22 оС і освіт лення протягом 16 год/добу. Найефективнішим способом Рис. 1. Отримання асептичних проростків Iris pumila та їх перенесення у закритий ґрунт: а — проростання насіння; б — рослина in vitro; в — рослина в умовах закритого ґрунту 31ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2013, № 3 Введення в культуру in vitro півників низьких (Iris pumila L.) подолання спокою насіння є холодова (-20 оС) стратифікація протягом 1–2 міс, а також його скарифікація, яка полегшує доступ води та мінеральних речовин до зародку. Для підвищення ефективності проростання насіння його витримували у розчині ГК 3 . За таких умов перші сходи з’яв лялися на 11–14-ту добу (рис. 1, а). Відсоток проростання насіння був най- вищим у жовт ні та лютому. Є дані, що попередня обробка насіння I. pumila ГК 3 знижує відсоток його пророс- тання з 92,15 до 79,15 %. Установлено, що стратифікація інгібує проростання насіння, яке зберігалося один рік, і значно стимулює проростання насіння, яке зберігалося два роки [4]. Для багатьох видів ірисів (I. ensata Thunb., I. pseudacorus L., I. laevigata Fisch., I. setosa Pall. ex Link, I. sibirica L., I. spuria L., I. pumila) виявлено, що попередня ска- рифікація насіння значно підвищує відсо- ток його проростання [2, 4]. Ефективність проростання була висо- кою у насіння I. pumila з усіх трьох дослі- джених нами місць зростання (рис. 2). Най- вищим цей показник був для насіння з по- пуляції поблизу с. Дмитрівка — 95,6 %, дещо нижчим — для насіння з популяції поблизу с. Коларово — 83,3 % та с. При- дніпровське — 77,0 %. При висадженні насіння I. pumila в умо- ви in vitro відзначено, що протягом одного місяця відбувається формування повноцін- ної рослини, яка має розвинену кореневу систему і надземний пагін із 2–3 листків. Схожі результати отримано при введенні в асептичні умови I. pseudacorus (про тя гом 15–30 днів) та I. sibirica (протягом 30– 40 днів) [10]. Нами відзначено високі темпи росту асеп- тичних проростків I. pumila, висаджених у скляні посудини на агаризоване живильне середовище MС/2 у двох варіантах — без фітогормонів та з додаванням 0,1 мг/л НОК (див. рис. 1, б). При перенесенні цих рослин у ґрунт, швидше приживалися рослини, ви- рощені на середовищі, доповненому НОК. Рослини I. pumila можуть активно рости тривалий час на середовищі без пересадок. При культивуванні півників інколи немає необхідності в підборі живильного середо- вища для отримання повноцінних рослин, готових до адаптації в умовах відкритого ґрунту, оскільки у них формування коренів після розвитку наземної маси рослин є за- кономірним процесом [10]. Рис. 2. Динаміка проростання насіння Iris pumila Рис. 3. Індукція калусоутворення (а) та проліферація калусу (б) Iris pumila а б 32 ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2013, № 3 М.О. Твардовська, В.А. Кунах Отримані in vitro рослини I. pumila висо- тою 9–11 см були висаджені в ґрунт в умо- вах теплиці (див. рис. 1, в). Експерименти з адаптації рослин до умов закритого ґрунту виявили високий рівень приживання рос- лин. Тривалість адаптації рослин до сухості повітря, нестерильності субстрату станови- ла в середньому 12–16 днів. Отримання культури тканин. Відомо, що для регуляції процесів морфогенезу in vitro необхідним є використання регуля- торів росту. За даними багатьох авторів [5, 16], найпоширенішим цитокініном, який ви- користовують для культивування in vitro багатьох видів рослин, є БАП. Цей фітогор- мон також рекомендують для культивуван- ня in vitro насіння та зародків представни- ків роду Iris [6]. Для індукції калусоутворення нами використано експланти кореневого похо- дження I. pumila, які висаджували на се- редовище MС/2, доповнене 0,1 мг/л БАП та 0,5 мг/л 2, 4-Д. Відсоток калусогенезу був високим — 84 %. Отриманий життє- здатний та проліферативно активний калус мав жовте забарвлення, пухку консистен- цію та був здатний до тривалого росту на за- значеному живильному середовищі (рис. 3). У літературі є повідомлення про отри- мання культури тканин I. pumila. Так, ка- лусну культуру цього виду одержали М.М. Козиренко зі співавт. та провели її ци- тогенетичний і молекулярно-генетичний ана ліз [7]. Ембріогенний калус отримували з листків рослин in vitro [18]. Найвищим ВК був на середовищі МС, доповненому 1 мг/л 2, 4-Д та 1 мг/л кінетину (КІН). Розрізняли три типи ембріогенного калусу: перший — жовтий, компактний, другий — жовто-зе- лений, пухкий, третій — білий, пухкий. Суб- культивування калусів проводили щоміся- ця. Отримано також суспензійну культуру цього виду на рідкому середовищі МС, допо- вненому 2, 4-Д та КІН [18]. Культуру тканин листкового походження вдалося отримати на середовищі МС, доповненому 4,5 мг/л 2, 4-Д та 4,5 мг/л КІН [17]. Висновки Таким чином, нами введено Iris pumila в куль- туру in vitro. Виявлено високу ефективність проростання насіння за умов його попередньої холодової стратифікації, а також висадки скарифікованого насіння на живильне сере- довище MС/2 без фітогормонів. Отримані асептичні проростки активно росли на сере- довищі MС/2 без фітогормонів. Проведені експерименти з адаптації рослин до умов за- критого ґрунту виявили високий рівень при- живання рослин. Отримано культуру тканин кореневого походження I. pumila на живиль- ному середовищі MС/2, доповненому 0,1 мг/л БАП та 0,5 мг/л 2, 4-Д. Висловлюємо щиру вдячність с.н.с. Інс- титуту молекулярної біології і генетики НАН України І.О. Андрєєву та директору Миколаївського обласного еколого-на ту- ра ліс тичного центру учнівської молоді Т.Б. Тро їцькій за зібраний та наданий ма- теріал для досліджень. 1. Байрак О.М., Шевель І.М., Грицай І.А. та ін. Ботанічний заказник «Драбинівка». — Полтава: Верстка, 2006. — 172 с. 2. Болденков Е.В. Изучение особенностей культивирования in vitro тканей дальневосточных видов рода Iris L. (Iridaceae) для использования в биотехнологии: Дис. ... канд. биол. наук. — Владиво- сток, 2002. — 229 с. 3. Верещагина И.В. Вегетативное размноже- ние декоративных многолетников. — Барнаул: Ал- тайское кн. изд-во, 1977. — 112 с. 4. Ветчинкина Е.М. Биологические особен- ности культивирования in vitro семян и зародышей редких видов растений: Дис. … канд. биол. наук. — М., 2010. — 170 с. 5. Высоцкий В.А. Биотехнологические методы в системе производства оздоровленного посадочно- го материала и селекции плодовых и ягодных рас- тений: Дис. ... д-ра с.-х. наук. — М., 1998. — 310 с. 6. Ишмуратова М.М., Рахимова А.Ф. Исполь- зование культуры in vitro для размножения гибри- дов Iris L. // Раст. ресурсы. — 1999. — 35, Вып. 4. — С. 74–78. 7. Козыренко М.М., Артюкова Е.В., Лауве Л.С., Болтенков Е.В. Анализ генетической изменчивости каллусных культур некоторых видов рода Iris L. // Биотехнология. — 2002. — № 4. — С. 38–48. 33ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2013, № 3 Введення в культуру in vitro півників низьких (Iris pumila L.) 8. Лакин Г.Ф. Биометрия: Учебное пособие для биологических специальностей вузов. — М.: Высш. шк., 1980. — 293 с. 9. Мамаева Н.А. Сравнительный анализ мор- фологических и биологических признаков сортов садовых бородатых ирисов (секция Iris рода Iris L.): Дис. …канд. биол. наук. — М., 2008. — 152 с. 10. Маркова Е.М. Особенности размножения видов Iris sibirica L. и Iris pseudacorus L. в культуре in vitro // Материалы 2-го Моск. междунар. симпо- зиума по роду «Iris – 2011». — М.: МАКС Пресс, 2011. — С. 194–198. 11. Николаева М.Г., Разумова М.В., Гладкова В.Н. Справочник по проращиванию покоящихся семян. — Л.: Наука, 1985. — 347 с. 12. Парнікоза І.Ю., Троїцька Т.Б., Троїцький М.О., Кунах В.А. Стан популяцій Iris pumila L. з різних ре- гіонів Миколаївщини // Матеріали других наукових читань пам’яті Сергія Таращука. — Миколаїв: Вид-во ЧДУ імені Петра Могили, 2011. — С. 112–115. 13. Полевой В.В. Фитогормоны. — Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1982. — 248 с. 14. Сикура И.И., Шиша Е.Н. Genus Iris L. (Irida- ceae) — род Касатик, Ирис (Касатиковые). — К.: Знання України, 2010. — 195 с. 15. Цвелев Н.Н. Iris L. // Флора европейской час- ти СССР. — Л.: Наука, 1979. — Т. 4. — С. 299–307. 16. Шорников Д.Г., Янковская М.Б., Мурато- ва С.А. Ускоренное размножение нетрадиционных садовых культур на искусственных питательных средах // Садоводство и виноградорство. — 2007. — № 5. — С. 12–14. 17. Jevremovic S., Radojevic L. Establishment of efficient regeneration protocol from leaf explant of Iris pumila shoots cultured in vitro // Scientia Hort. — 2006. — 108, N 1. — P. 100–103. 18. Jevremovic S., Radojevic L. Plant regenera- tion from suspension cultures of Iris pumila L. // Acta Hort. — 2002. — 572. — P. 59–65. 19. Murashige T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultu- r es // Physiol. Plant. — 1962. — 15, N 13. — P. 473–497. Рекомендував до друку Р.В. Іванніков М.О. Твардовская, В.А. Кунах Институт молекулярной биологии и генетики НАН Украины, Украина, г. Киев ВВЕДЕНИЕ В КУЛЬТУРУ IN VITRO ИРИСА НИЗКОГО (IRIS PUMILA L.) Описаны условия эффективного прорастания семян Iris pumila L. Получены растения in vitro и культура тканей этого вида. Установлено, что экспланты кор- невого происхождения способны формировать кал- лус на среде Мурасиге–Скуга с по ло вин ным содер- жанием макро- и микросолей, до полненной 0,1 мг/л 6-бензиламинопурина и 0,5 мг/л 2, 4-дихлорфенок- сиуксусной кислоты. Подобраны условия для роста растений в закрытом грунте с целью реинтродук- ции в природную среду. Ключевые слова: Iris pumila L., асептические про- ростки, культура тканей растений. M.O. Twardovska, V.A. Kunakh Institute of Molecular Biology and Genetics, National Academy of Sciences of Ukraine, Ukraine, Kyiv IN VITRO CULTURE INITIATION OF IRIS PUMILA L. Conditions for efficient germination of Iris pumila L. seeds were described. Tissue culture and plants of this species were obtained in vitro. The explants of root origin were found to be able to produce callus on the Murashige and Skoog medium with half con- tent of macro- and micronutrients supplemented with 0.1 mg/L 6-benzylaminopurine and 0.5 mg/L 2, 4-Dich lorophenoxyacetic acid. Conditions for growth of I. pumila plants in greenhouse with a view to their further reintroduction into natural environ- ments were specified. Key words: Iris pumila L., aseptic seedlings, plant tissue culture.
id	oai:ojs2.plantintroduction.org:article-300
institution	Plant Introduction
keywords_txt_mv	keywords
language	English
last_indexed	2025-07-17T12:41:23Z
publishDate	2013
publisher	M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine
record_format	ojs
resource_txt_mv	wwwplantintroductionorg/84/e15f394a9f3d6d721daf9a2465635a84.pdf
spelling	oai:ojs2.plantintroduction.org:article-3002019-11-26T11:55:24Z In vitro culture initiation of Iris pumila L. Введення в культуру in vitro півників низьких (Iris pumila L.) Twardovska, M.O. Kunakh, V.A. Conditions for efficient germination of Iris pumila L. seeds were described. Tissue culture and plants of this species were obtained in vitro. The explants of root origin were found to be able to produce callus on the Murashige and Skoog medium with half content of macro- and micronutrients supplemented with 0.1 mg/L 6-benzylaminopurine and 0.5 mg/L 2, 4-Dichlorophenoxyacetic acid. Conditions for growth of I. pumila plants in greenhouse with a view to their further reintroduction into natural environments were specified. Описано умови для ефективного проростання насіння Iris pumila L. Отримано рослини in vitro та культуру тканин цього виду. Встановлено, що експланти кореневого походження здатні формувати калус на середовищі Мурасіге–Скуга з половинним вмістом макро- та мікросолей, доповненому 0,1 мг/л 6-бензиламінопурину та 0,5 мг/л 2,4-дихлорфеноксіоцтової кислоти. Підібрано умови для росту рослин I. pumila в умовах закритого ґрунту з метою реінтродукції в природне середовище. M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine 2013-09-01 Article Article application/pdf https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/300 10.5281/zenodo.1579003 Plant Introduction; Vol 59 (2013); 29-33 Інтродукція Рослин; Том 59 (2013); 29-33 2663-290X 1605-6574 10.5281/zenodo.3377751 en https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/300/285 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0
spellingShingle	Twardovska, M.O. Kunakh, V.A. Введення в культуру in vitro півників низьких (Iris pumila L.)
title	Введення в культуру in vitro півників низьких (Iris pumila L.)
title_alt	In vitro culture initiation of Iris pumila L.
title_full	Введення в культуру in vitro півників низьких (Iris pumila L.)
title_fullStr	Введення в культуру in vitro півників низьких (Iris pumila L.)
title_full_unstemmed	Введення в культуру in vitro півників низьких (Iris pumila L.)
title_short	Введення в культуру in vitro півників низьких (Iris pumila L.)
title_sort	введення в культуру in vitro півників низьких (iris pumila l.)
url	https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/300
work_keys_str_mv	AT twardovskamo invitrocultureinitiationofirispumilal AT kunakhva invitrocultureinitiationofirispumilal AT twardovskamo vvedennâvkulʹturuinvitropívnikívnizʹkihirispumilal AT kunakhva vvedennâvkulʹturuinvitropívnikívnizʹkihirispumilal

Введення в культуру in vitro півників низьких (Iris pumila L.)

Репозитарії

Схожі ресурси