Cover Image

Мікроклональне розмноження рослин Cercis siliquastrum L.

The investigation results of microclonal cloning of the plants C. siliquastrum L. in the in vitro culture are given. Sterilization data of plant material, selection and modification of nutrient mediums to get plants regenerants which can be used in the in vivo conditions are stated.

Saved in:
Bibliographic Details
Date:2007
Main Authors: Koldar, L.A., Nebykov, M.V.
Format: Article
Language:English
Published: M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine 2007
Online Access:https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/771
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Plant Introduction
Download file: Pdf

Institution

Plant Introduction
_version_ 1860123862620962816
author Koldar, L.A.
Nebykov, M.V.
author_facet Koldar, L.A.
Nebykov, M.V.
author_sort Koldar, L.A.
baseUrl_str https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/oai
collection OJS
datestamp_date 2019-12-24T21:04:32Z
description The investigation results of microclonal cloning of the plants C. siliquastrum L. in the in vitro culture are given. Sterilization data of plant material, selection and modification of nutrient mediums to get plants regenerants which can be used in the in vivo conditions are stated.
doi_str_mv 10.5281/zenodo.2563338
first_indexed 2025-07-17T12:45:34Z
format Article
fulltext 88 ISSN 1605�6574. Інтродукція рослин, 2007, № 4 Серед великого різноманіття рослин про� відне місце посідають деревні рослини. Представником цієї групи є рід Cercis L. (ро� дина Caesalpiniaceae R. Rr.), який походить з прадавньої флори Землі і є джерелом цін� ного високодекоративного матеріалу. Рос� лини роду мають лікарські властивості, їх широко використовують у фармакологічній промисловості Китаю і з цією метою виро� щують у розсадниках [4]. Однак, незважаю� чи на популярність церцисів у багатьох країнах світу, в Україні їх майже не виро� щують, за винятком ботанічних садів та дендропарків, у колекціях яких представ� лені лише одиничні екземпляри кількох видів цього роду. На нашу думку, це зумов� лено відсутністю даних щодо видового та формового складу роду Cercis, необізнаніс� тю фахівців з їх біоекологічними особливос� тями та відсутністю ефективних методів розмноження. Серед рослин, інтродукованих на Ук� раїні, церцис європейський (Cercis siliquas� trum L.) є маловідомим. Для нього характер� не тривале та рясне цвітіння, яскраво заба� рвлені квітки. Завдяки високій загальній декоративності церцис заслуговує на шир� ше впровадження у зелене будівництво Ук� раїни. Основною передумовою успішного використання рослин в озелененні є розроб� ка методів їх масового розмноження і виро� щування садивного матеріалу. Одним із перспективних методів є розм� ноження рослин у культурі in vitro — виро� щування рослинного матеріалу (клітин, тканин, органів тощо) на штучних живиль� них середовищах в асептичних умовах. Суть його полягає у збільшенні коефіцієнта розмноження, оздоровленні та одержанні морфологічно вирівняного матеріалу, а та� кож можливості добору рослинного ма� теріалу з потрібними ознаками [5]. Упродовж останніх десятиліть розробле� но ефективні методи розмноження багатьох видів і форм рослин in vitro [2]. Оскільки ви� ди Cercis мають низьку коренеутворюючу здатність, а інформація щодо розмноження C. siliquastrum у культурі in vitro відсутня, то розробка методу мікроклонального розм� ноження цього виду є актуальною. Мета роботи — дослідити можливість мікроклонального розмноження C. siliquas� trum; підібрати оптимальні варіанти стери� лізації рослинного матеріалу та живильних середовищ; збільшити коефіцієнт розмно� ження рослин та отримати морфологічно вирівняний матеріал для потреб зеленого будівництва. Матеріал, методи та умови досліджень У роботі використано методи культури рос� линних тканин та індукції морфогенних процесів in vitro. Культивування експлантів відбувалося у кімнаті з кондиційованим повітрям на скляних стелажах при темпе� ратурі (25±1) °С, відносній вологості повітря © Л.А. КОЛДАР, М.В. НЕБИКОВ, 2007 УДК 635.977:582.736 Л.А. КОЛДАР, М.В. НЕБИКОВ Національний дендрологічний парк "Софіївка" НАН України Україна, 20300 м. Умань, вул. Київська, 12а МІКРОКЛОНАЛЬНЕ РОЗМНОЖЕННЯ РОСЛИН CERCIS SILIQUASTRUM L. Наведено результати мікроклонального розмноження рослин Cercis siliquastrum L. в умовах культури in vitro, сте" рилізації рослинного матеріалу, підбору та модифікації живильних середовищ з метою одержання рослин"регене" рантів, придатних для використання в умовах in vivo. 89ISSN 1605�6574. Інтродукція рослин, 2007, № 4 ММііккррооккллооннааллььннее ррооззммнноожжеенннняя ррооссллиинн CCeerrcciiss ssiilliiqquuaassttrruumm LL.. 89 70—75%, тривалості фотоперіоду 16 год і штучному освітленні інтенсивністю 3— 5 тис. люкс. Посуд, матеріали, інструменти та живильні середовища готували за за� гальноприйнятими методиками [1, 3, 6]. Результати досліджень та їхнє обговорення Технологічний процес мікроклонального розмноження рослин C. siliquastrum у куль� турі in vitro включав декілька послідовних етапів: стерилізація рослинного матеріалу, введення в культуру in vitro, підбір та оп� тимізація живильних середовищ, одержан� ня рослин�регенерантів. Успіх роботи знач� ною мірою залежав від вдалого вибору експланта, зокрема, від його онтогенетично� го стану та часу введення в культуру. Ре� зультати наших досліджень свідчать, що експланти, введені в культуру навесні (10— 25 травня), були найбільш придатними до органогенезу, оскільки в цей період у мате� ринських рослин підвищується гормональ� ний статус. Щодо онтогенетичного розвит� ку, то найбільший морфогенний потенціал мали рослини, які не вступили у стадію ге� неративного розвитку. Покривні тканини всіх органів рослин за� ражені спорами епіфітних мікроорганізмів і грибів, тому при введенні апікальної мерис� теми в культуру in vitro необхідно підібрати стерилізатори, а також визначити відпо� відні концентрації та час експозиції. Для підвищення ефективності дії основ� ного стерилізатора застосовували ступін� частий процес стерилізації. Експланти попе� редньо обробляли мильним розчином, ета� нолом протягом 20 с і власне стерилізатора� ми. Як стерилізуючі речовини використову� вали: 2,5% гіпохлорид натрію (NaOCl), 0,1% дихлорид ртуті (HgCl2) та 1,0% нітрат срібла (AgNO3), час експозиції кожного стериліза� тора становив 5, 10 і 15 хв. Після промивання у стерильній воді експланти висаджували на модифіковане нами живильне середови� ще Мурасіге—Скуга (МС) [7]. Упродовж 7 діб у кожному з варіантів визначали ефек� тивність стерилізації, підраховуючи відсо� ток стерильних та інфікованих експлантів. Життєздатність експлантів оцінювали че� рез 25 діб (рис. 1). При аналізі кількості стерильних та інфікованих експлантів після застосування стерилізаторів встановлено, що найменш ефективним є гіпохлорид натрію. При його застосуванні (експозиція 2,5—10 хв) отри� мали 2,1—44,7% стерильних експлантів. Найбільший відсоток стерильних мікропа� гонів (74,5—89,7%) одержано при сте� рилізації у 0,1% HgCl2, з них 53,5—78,0% бу� ли життєздатними. Після дії нітрату срібла цей показник становив 22,7—27,3%, а після дії гіпохлориду натрію — 0,3—44,5%. Слід зазначити, що при збільшенні часу дії HgCl2 понад 10 хв експланти втрачали свою жит� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� aaaaa aaaaa aaaaa aaaaa aaaaa aaaaa aaaaa aaaaa aaaaa ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� aaaaa aaaaa aaaaa aaaaa aaaaa aaaaa aaaaa aaaaa aaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa Рис. 1. Ефективність стерилізації експлантів C. sili� quastrum: 1 — кількість стерильних експлантів, %; 2 — кількість життєздатних експлантів, % Рис. 2. Вплив концентрацій 6�БАП і НОК на кількість мікропагонів 90 ISSN 1605�6574. Інтродукція рослин, 2007, № 4 ЛЛ..АА.. ККооллддаарр,, ММ..ВВ.. ННееббииккоовв тєздатність і були непридатні для подаль� шого культивування. Отримані стерильні пагони розділяли на експланти довжиною 10—15 мм і висаджу� вали для активації морфогенезу на середо� вище МС з вмістом агар�агару — 0,7% та са� харози — 3% і додаванням 6�бензиламінопу� рину (6�БАП) — 0,5—3,0 мг/л та нафтилоц� тової кислоти (НОК) — 0—2,5 мг/л (рис. 2). Встановлено, що високі концентрації 6�БАП (2,5—3,0 мг/л) та НОК (1,5—2,5 мг/л) стимулювали утворення калюсу на базальних кінцях мікропагонів, а низькі — ні, і експланти після двох тижнів культиву� вання гинули. В результаті застосування зазначених комбінацій НОК та БАП установлено, що при мікророзмноженні рослин С. siliquas� trum найбільш ефективними були такі кон� центрації фітогормонів: БАП — 1,5 мг/л, НОК — 0,5 мг/л (див. рис. 2). При культивуванні на такому середо� вищі через 34—45 діб у експлантів спосте� рігався активний ріст як центрального па� гона, так і формування додаткових адвен� тивних пагонів (рис. 3). Упродовж наступних 25—35 діб було сформовано від 2 до 8 пагонів. Експланти завдовжки 3—5 см відокремлювали від материнської рослини та розділяли на частини розміром близько 2—3 см завдо� вжки (з однією пазушною брунькою ко� жен) для подальшого мікроклонального розмноження. У ході експерименту було досліджено вплив різних концентрацій (0,1—1,5 мг/л) індолилмасляної кислоти (ІМК) та часу екс� позицій (15 і 30 діб) на індукцію ризогенезу (рис. 4). Варіанти досліду: 1 — контроль (се� редовище без гормонів); 2 — 0,1 мг/л — 15 діб; 3 — 0,1 мг/л — 30 діб; 4 — 0,5 мг/л — 15 діб; 5 — 0,5 мг/л — 30 діб; 6 — 1,0 мг/л — 15 діб; 7 — 1,0 мг/л — 30 діб; 8 — 1,5 мг/л — 15 діб; 9 — 1,5 мг/л — 30 діб. Рис. 3. Мікророзмноження C. sili� quastrum Рис. 4. Динаміка вкорінення мікропагонів С. sili� quastrum залежно від експозиції та модифікації базового середовища: 1—9 — варіанти досліду Таблиця. Ефективність ризогенезу мікроклонів C. siliquastrum залежно від часу експозиції та концентрації IMK 1 0,0 — 0,4 1,3 1,8 2,9 2 0,1 15 0,0 0,0 2,4 8,2 3 0,1 30 8,3 13,0 22,6 26,0 4 0,5 15 5,1 29,2 41,9 44,5 5 0,5 30 12,5 33,2 45,1 48,4 6 1,5 15 14,5 71,0 81,8 92,9 7 1,0 30 20,5 40,0 71,6 72,6 8 1,0 15 4,2 22,4 45,5 56,8 9 1,5 30 1,1 20,9 32,3 47,9 В а р іа н т IMК Кількість укорінених мікроклонів, % концен� трація, мг/л експо� зиція, діб 10�та доба 15�та доба 30�та доба 45�та доба 91ISSN 1605�6574. Інтродукція рослин, 2007, № 4 ММііккррооккллооннааллььннее ррооззммнноожжеенннняя ррооссллиинн CCeerrcciiss ssiilliiqquuaassttrruumm LL.. Під час експерименту встановлено, що рослини, які досягли довжини 3—5 см та мали 3—4 справжніх листки, перед уко� ріненням необхідно пересаджувати на живильне середовище з ІМК (1 мг/л) та сахарозою (20 мг/л) і вирощували на ньо� му 15 діб (див. рис. 4, таблицю), з подаль� шим перенесенням пагонів на середовище без гормонів. Через 45—56 діб у результаті дифе� ренціювання клітин і тканин, спостерігали масовий прояв одного з типів морфогенезу — ризогенезу (рис. 5). Упродовж 60—68 діб бу� ло одержано понад 90 % регенерантів, що мали корені. Найскладнішим етапом у процесі мікро� розмноження є адаптація рослин до при� родних умов зростання. На цьому етапі за� гибель висаджених рослин іноді досягає 80—100%. Це пов'язано, на нашу думку, з аномальним розвитком кореневої системи під впливом ауксину, порушенням водного обміну у рослин�регенерантів, зумовленим підвищеною транспірацією та зниженою здатністю до фотосинтезу пересаджених з пробірок укорінених рослин. Використання різноманітних субстратів практично не збільшувало виживання пере� саджених з пробірок рослин, однак кращі результати (70—80% виживання рослин) бу� ло одержано при введенні додаткової стадії (4�та стадія мікророзмноження — адаптація), на якій вкорінені рослини пересаджували з пробірок у стерильний субстрат (торф:пер� літ:пісок—1:1:1). Стерильні умови підтриму� вали протягом 4—5 тижнів. При цьому у пе� ресаджених рослин відбувався інтенсивний ріст верхівки пагона, спостерігалося зде� рев'яніння стебла та утворення розгалуженої кореневої системи. Після цього етапу рослини висаджували для адаптації в умови in vivo. Значне підвищення рівня виживання рослин при введенні додаткової стадії по� в'язано, на нашу думку, з тим, що спочатку відбувається перебудова характеру жив� лення рослин�регенерантів у бік збільшен� ня їхньої автотрофності (в субстраті від� сутні екзогенні вуглеводи, вітаміни), а потім рослини пристосовуються до природних умов існування. Введення двоступеневої адаптації забезпечило виживання і ріст 70—80% рослин у нестерильних умовах. Рис. 5. Ризогенез у рослин С. siliquastrum 92 ISSN 1605�6574. Інтродукція рослин, 2007, № 4 ЛЛ..АА.. ККооллддаарр,, ММ..ВВ.. ННееббииккоовв Висновки 1. Найбільший відсоток стерильних екс� плантів (74,5—89,7%) одержано при поверх� невій стерилізації 0,1% розчином дихлори� ду ртуті. Життєздатними були 53,5—78,0% стерильних експлантів. 2. При мікророзмноженні рослин С. sili� quastrum найефективнішими були такі кон� центрації фітогормонів: БАП — 1,5 мг/л, НОК — 0,5 мг/л. 3. Для індукції ризогенезу експланти спо� чатку культивували на середовищі з 1,0 мг/л ІМК протягом 15 діб, а потім — на середо� вищі без гормонів. 1. Бутенко Р.Г. Экспериментальный морфоге� нез и дифференциация в культуре клеток расте� ний. — М.: Наука, 1975. — 50 с. 2. Ветчинкина Е.М., Мамаева Н.А. Некоторые аспекты использования эмбриокультуры рода Iris L. // Вісн. Київ. нац. ун�ту ім. Т. Шевченка "Інтро� дукція та збереження рослинного різноманіття". — К.: ВПЦ "Київський університет", 2005. — С. 15—16. 3. Калинин Ф.Л., Сарнацкая В.В., Полищук В.Е. Методы культуры тканей в физиологии и биохи� мии растений. — К.: Наук. думка, 1980. — 487 с. 4. Колдар Л.А. Інтродукція видів роду Cercis L., інтродукованих у Правобережний Лісостеп України та перспективи використання їх у зеленому будів� ництві. — Умань: Уманське ВПП, 2006. — С. 122. 5. Кунах В.А. Біотехнологія лікарських рослин. Генетичні та фізіолого�біохімічні основи. — К.: Ло� гос, 2005. — 730 с. 6. Черевченко Т.М., Кушнир Г.П. Орхидеи в культуре. — К.: Наук. думка, 1986. — 200 с. 7. Murashige T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures // Physiol. Plant. — 1962. — 15, N 13. — Р. 473—497. Рекомендувала до друку А.М. Лаврентьєва Л.А. Колдар, М.В. Небыков Национальный дендрологический парк "Софиевка" НАН Украины, Украина, г. Умань МИКРОКЛОНАЛЬНОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ РАСТЕНИЙ CERCIS SILIQUASTRUM L. Приведены результаты микроклонального разм� ножения растений Сercis siliquastrum L. в услови� ях культуры in vitro, стерилизации растительного материала, подбора и модификации питательных сред с целью получения растений�регенерантов, пригодных для использования в условиях іn vivo. L.A. Koldar, M.V. Nebykov National Arboretum Park Sofiyivka, Ukraine, Uman MICROCLONAL REPRODUCTION OF CERCIS SILIQUASTRUM L. PLANTS The investigation results of microclonal cloning of the plants C. siliquastrum L. in the in vitro culture are given. Sterilization data of plant material, selection and modification of nutrient mediums to get plants� regenerants which can be used in the in vivo condi� tions are stated.
id oai:ojs2.plantintroduction.org:article-771
institution Plant Introduction
keywords_txt_mv keywords
language English
last_indexed 2025-07-17T12:45:34Z
publishDate 2007
publisher M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine
record_format ojs
resource_txt_mv wwwplantintroductionorg/08/ed1b7e5bf49e6b71c91969c9bc46b008.pdf
spelling oai:ojs2.plantintroduction.org:article-7712019-12-24T21:04:32Z Microclonal reproduction of Cercis siliquastrum L. plants Мікроклональне розмноження рослин Cercis siliquastrum L. Koldar, L.A. Nebykov, M.V. The investigation results of microclonal cloning of the plants C. siliquastrum L. in the in vitro culture are given. Sterilization data of plant material, selection and modification of nutrient mediums to get plants regenerants which can be used in the in vivo conditions are stated. Наведено результати мікроклонального розмноження рослин Cercis siliquastrum L. в умовах культури in vitro, стерилізації рослинного матеріалу, підбору та модифікації живильних середовищ з метою одержання рослин-регенерантів, придатних для використання в умовах in vivo. M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine 2007-12-01 Article Article application/pdf https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/771 10.5281/zenodo.2563338 Plant Introduction; Vol 36 (2007); 88-92 Інтродукція Рослин; Том 36 (2007); 88-92 2663-290X 1605-6574 10.5281/zenodo.3377805 en https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/771/738 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0
spellingShingle Koldar, L.A.
Nebykov, M.V.
Мікроклональне розмноження рослин Cercis siliquastrum L.
title Мікроклональне розмноження рослин Cercis siliquastrum L.
title_alt Microclonal reproduction of Cercis siliquastrum L. plants
title_full Мікроклональне розмноження рослин Cercis siliquastrum L.
title_fullStr Мікроклональне розмноження рослин Cercis siliquastrum L.
title_full_unstemmed Мікроклональне розмноження рослин Cercis siliquastrum L.
title_short Мікроклональне розмноження рослин Cercis siliquastrum L.
title_sort мікроклональне розмноження рослин cercis siliquastrum l.
url https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/771
work_keys_str_mv AT koldarla microclonalreproductionofcercissiliquastrumlplants
AT nebykovmv microclonalreproductionofcercissiliquastrumlplants
AT koldarla míkroklonalʹnerozmnožennâroslincercissiliquastruml
AT nebykovmv míkroklonalʹnerozmnožennâroslincercissiliquastruml

Similar Items