RU EN

Меню страницы:

Статьи 2024 г.

Авторы:
Ключевые слова:
Populus koreana Rehder, эксплант, среда, гормоны, меристема, побег, каллус, ризогенез
Страницы:
61–71

Реферат

УДК 57.085.2+633.878.32

Орехова Т. П. Размножение тополя корейского in vitro // Сибирский лесной журнал. 2024. № 4. С. 61–71.

DOI: 10.15372/SJFS20240406

EDN: …

© Орехова Т. П., 2024

Обсуждается запатентованная методика введения в культуру in vitro и способ получения регенерантов от молодых побегов плюсового дерева тополя корейского (Populus koreana Rehder) мужского генотипа. Для культивирования использовали модифицированные на основе MS и ½ MS среды, дополненные антибиотиком цефатоксином и гормонами. Активация пазушной меристемы происходила при помощи комбинации гормонов в следующих концентрациях: 0.2 мг/л ВА; 0.05–0.1 мг/л TDZ; 0.01 мг/л NAA. Мультипликацию побегов проводили на тех же средах, используя гормоны: 0.4–0.6 мг/л ВА и 0.1 мг/л IBA. Рост побегов происходил под влиянием 0.1 мг/л кинетина, а процесс ризогенеза происходил при использовании гормонов – 0.25–0.5 мг/л IBA и 0.1 мг/л кинетина. Укоренение растений проиcходило в стерильном субстрате, состоящем из равных частей песка, вермикулита и лесной почвы. Регенеранты тополя различались по скорости роста, при этом не наблюдали морфологических изменений растений. Одна часть растений отличалась быстрым ростом в высоту, другие растения развивались очень медленно. Наиболее высокие экземпляры растений отмечены у клонов 1/1, 1/8 и 1/14, их высота варьировала от 18 до 30 см. Сделан вывод, что появление растений с различной скоростью роста – результат проявления сомаклональной изменчивости вида при его культивировании in vitro. Однако, это явление требует дальнейшего подтверждения. Полученные данным способом растения не имеют грибных, бактериальных и вирусных инфекций и способны размножаться черенкованием. Предложенная технология в будущем может быть использована в практических целях. 

Текст статьи


CПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ (REFERENCES)

Аксенов А. С., Кузьмина Н. А. Бактериальные эндофиты тополя // ИВУЗ. Лесн. журн. 2018. № 4. С. 161–166 [Aksenov A. S., Kuzmina N. A. Bakterial’nye endofity topolya (Bacterial endophytes of poplar) // IVUZ. Lesn. zhurn. (For. J.). 2018. N. 4. Р. 161–166 (in Russian with English abstract)].

Алексеенко А. Ю., Никитенко Е. А. Перспективы создания лесных плантаций на Дальнем Востоке России // Лесн. вестн. 2017. Т. 21. № 4. С. 15–17 [Alekseenko A. Yu., Nikitenko E. A. Perspektivy sozdaniya lesnykh plantatsiy na Dal’nem Vostoke Rossii (Prospects for the creation of forest plantations in the Russian Far East) // Lesn. vestn. (For. Herald.). 2017. V. 21. N. 4. P. 15–17 (in Russian with English abstract)].

Бурцев Д. С. Зарубежный опыт искусственной микоризации сеянцев лесных древесных пород с закрытой корневой системой // Тр. СПбНИИЛХ. 2014. № 1. С. 47–61 [Burtsev D. S. Zarubezhny opyt iskusstvennoy mikorizatsii seyantsev lesnykh drevesnykh porod s zakrytoy kornevoy sistemoy (Foreign experience of artificial mycorrhization of seedlings of forest tree species with a closed root system) // Tr. SPbNIILKH (Proc. St. Petersburg Sci. Res. Inst. For.). 2014. N. 1. P. 47–61 (in Russian with English abstract)].
Машкина О. С., Табацкая Т. М., Внукова Н. И. Технология долгосрочного хранения в культуре in vitro ценных генотипов и выращивание на ее основе посадочного материала // Биотехнология. 2019. T. 35. № 3. С. 57–67 [Mashkina O. S., Tabatskaya T. M., Vnukova N. I. Tekhnologiya dolgosrochnogo khraneniya v cul’ture in vitro tsennykh genotipov i vyrashchivanie na ee osnove posadochnogo materiala (Technology for long-term storage of valuable genotypes in vitro culture and cultivation of planting material based on it) // Biotekhnologiya (Biotechnology). 2019. V. 35. N. 3. P. 57–67 (in Russian with English abstract)].
Сосудистые растения Советского Дальнего Востока / Отв. ред. С. С. Харкевич. СПб.: Наука, 1995. T. 7. С. 146–155 [Kharkevich S. S. Sosudistye resteniya Sovetskogo Dal’nego Vostoka (Vascular plants of the Soviet Far East) / Otv. red. S. S. Kharkevich (Ed.). St. Petersburg: Nauka (Science), 1995. V. 7. P. 146–155 (in Russian)].

Исаева Е. В., Рязанова Т. В., Гаврилова Л. В. Групповой химический состав листьев тополя // Sci. Europ. 2016. 8 (8). С. 116–121 [Isaeva E. V., Ryazanova T. V., Gavrilova L. V. Gruppovoy khimicheskiy sostav list’ev topolya (Group chemical composition of poplar leaves) // Sci. Europ. 2016. N. 8 (8). Р. 116–121 (in Russian with English abstract)].

Климов А. В., Прошкин Б. В. Фенотипическое разнообразие качественных признаков Populus nigra L., P. laurifolia Ledeb. и P. × jirtyschensis Ch. Y. Yang в зоне естественной гибридизации // Вавилов. журн. генет. и селекц. 2018. Т. 22. № 4. С. 468–475 [Klimov A. V., Proshkin B. V. Fenotipicheskoe raznoobrazie kachestvennykh priznakov Populus nigra L., P. laurifolia Ledeb. i P. × jirtyschensis Ch. Y. Yang v zone estestvennoy gibridizatsii (Phenotypic diversity of qualitative traits of Populus nigra L., P. laurifolia Ledeb. and P. × jirtyschensis Ch. Y. Yang in the zone of natural hybridization) // Vavilov zhurn. genet. i selekts. (Vavilov J. Gen. Select.). 2018. V. 22. N. 4. P. 468–475 (in Russian with English abstract)].

Константинов А. В., Пантелеев С. В. Молекулярно-генетический анализ линий сомаклональных генотипов березы повислой и березы гибридной // Сиб. лесн. журн. 2014. № 4. С. 75–78 [Konstantinov A. V., Panteleev S. V. Molekulyarno-geneticheskiy analiz liniy somaklonal’nykh genotipov berezy povisloy i berezy gibridnoy (Molecular genetic analysis of lines of somaclonal genotypes of hanging birch and hybrid birch) // Sib. lesn. zhurn. (Sib. J. For. Sci.). 2014. N. 4. Р. 75–78 (in Russian with English abstract)].

Кулагин Д. В., Константинов А. В., Богинская Л. А., Острикова М. Я., Падутов В. Е. Сравнение ростовых показателей микроклонально размноженных саженцев различных клонов древесных пород в условиях лесных культур // Тр. БГТУ. 2016. № 1. С. 110–114 [Kulagin D. V., Konstantinov A. V., Boginskaya L. A., Ostrikova M. Ya., Padutov V. E. Sravnenie rostovykh pokazateley mikroklonal’no razmnozhennykh sazhentsev razlichnykh klonov drevesnykh porod v usloviyakh lesnykh kul’tur (Comparison of growth indicators of microclonally propagated seedlings of various clones of tree species in the conditions of forest crops) // Tr. BGTU (Proc. Belarus St. Technol. Univ.). 2016. N. 1. Р. 110–114 (in Russian with English abstract)].

Лашина Е. В. Эксплуатационные особенности лесов Дальнего Востока // Сиб. лесн. журн. 2023. № 2. 56–64 [Lashina E. V. Ekspluatatsionnye osobennosti lesov Dal'nego Vostoka (Operational features of the Far East forests) // Sib. lesn. zhurn. (Sib. J. For. Sci.). 2023. N. 2. P. 56–64 (in Russian with English abstract and references)].

Лебедев В. Г., Азарова А. Б., Шестибратов К. А., Деменко В. И. Проявление сомаклональной изменчивости у микроразмноженных и трансгенных растений // Изв. ТСХА. 2012. Вып 1. С. 153–163 [Lebedev V. G., Azarova A. B., Shestibratov K. A., Demenko V. I. Proyavlenie somaklonalnoy izmenchivosti u mikrorazmnozhennykh i transgennykh rasteniy (Manifestation of somaclonal variability in micro-propagated and transgenic plants) // Izv. TSKHA (Bull. Timiryzev Agr. Acad.). 2012. Iss. 1. Р. 153–163 (in Russian with English abstract)].

Лебедев В. Г., Шестибратов К. А. Опыт создания биотехнологических форм древесных растений // Лесоведение. 2015. № 3. С. 222–232 [Lebedev V. G., Shestibratov K. A. Opyt sozdaniya biotekhnologicheskikh form drevesnykh rasteniy (The experience of creating biotechnological forms of woody plants) // Lesovedenie (For. Sci.). 2015. N. 3. Р. 222–232 (in Russian with English abstract)].

Лебедев В. Г., Шестибратов К. А. Генная инженерия биосинтеза лигнина в деревьях: компромисс между свойствами древесины и жизнеспособностью растений // Физиол. раст. 2021. T. 68. № 4. C. 339–355 [Lebedev V. G., Shestibratov K. A. Gennaya inzheneriya biosinteza lignin v derev’yakh: kompromis mezhdu svoystvami drevesiny i zhiznesposobnost’yu rasteniy (Genetic engineering of lignin biosynthesis in trees: a compromise between wood properties and plant viability) // Fiziol. rast. (Plant Physiol.). 2021. V. 68. N. 4. P. 339–355 (in Russian with English abstract)].

Лебедева М. В., Таранов В. В. Современные геномные технологии в фундаментальных и прикладных исследованиях рода Populus L. // Тр. СПбНИИЛХ. 2019. № 4. С. 57–71 [Lebedeva M. V., Taranov V. V. Sovremennye genomnye tekhnologii v fundamentalnykh i prikladnykh issledovatiyakh roda Populus L. (Contemporary genomic technologies in fundamental and applied studies of the genus Populus L.) // Tr. SPbNIILKH (Proc. St. Petersburg Sci. Res. Inst. For.). 2019. N. 4. Р. 57–71 (in Russian with English abstract)].

Машкина О. С. Испытание триплоидных гибридов тополя в условиях Воронежской области // Сиб. лесн. журн. 2016. № 5. С. 72–80 [Mashkina O. S. Ispytanie triploidnykh gibridov topolya v usloviyakh Voronezhskoy oblasti (Testing of triploid poplar hybrids in the conditions of Voronezh Oblast) // Sib. lesn. zhurn. (Sib. J. For. Sci.). 2016. N. 5. P. 72–80 (in Russian with English abstract)].

Орехова Т. П. Перспективы применения биотехнологических методов для ускоренного выращивания древесных пород Приморского края // Агр. вестн. Приморья. 2019. № 1 (13). C. 44–47 [Orekhova T. P. Perspektivy primeneniya biotekhnologicheskih metodov dlya uskorennogo vyrashchivaniya drevesnykh porod Primorskogo kraya (Prospects for the use of biotechnological methods for the accelerated cultivation of tree species in Primorsky Krai // Agr. vestn. Primor'ya (Agr. Bull. Prymor’e). 2019. N. 1 (13). P. 44–47 (in Russian with English abstract)].

Орехова Т. П., Баркалова О. К., Михеева А. В. Способ клонального микроразмножения тополя корейского (Populus koreana Rehder). Патент РФ на изобр. RU № 2704839. М.: Роспатент, 2019. 16 c. [Orekhova T. P., Barkalova O. K., Mikheeva A. V. Sposob klonal’nogo mikrorazmnozheniya topolya koreyskogo (Populus koreana Rehder). Patent RF na izobr. RU N. 2704839) (The method for clonal micropropagation of Korean poplar (Populus koreana Rehder). Patent of the Russian Federation for the invention RU N. 2704839). Moscow: Rospatent, 2019. 16 p. (in Russian)].

Петрова Г. А., Калашникова Е. А. Изучение сомаклональной изменчивости при получении растений – регенерантов осины из каллусной ткани // Совр. пробл. науки и образования. 2014. № 1. 5 c. [Petrova G. A., Kalashnikova E. A. Izuchenie somaklonalnoy izmenchivosti pri poluchenii rasteniy-regenerantov osiny iz kallusnoy tkani (Study of somaclonal variability in obtaining aspen regenerating plants from callus tissue) // Contemp. Probl. Sci. & Educat.). 2014. N. 1. 5 p. (in Russian with English abstract)].

Сиволапов А. И. Алотриплоидные клоны тополя сереющего (Populus canescens SM), отобранные в пойме Хопра и Дона – крупное достижение кафедры лесных культур в селекционном лесоводстве // Усп. совр. естествозн. 2020. № 2. С. 25–30 [Sivolapov A. I. Alotriploidnye klony topolya sereyushchego (Populus canescens SM) otobrannye v poyme Khopra i Dona – krupnoe dostizhenie kafedry lesnykh kul’tur v selektseionnom lesovodstve (Alotriploid clones of graying poplar (Populus canescens SM), selected in the floodplain of the Khoper and Don rivers – a major achievement of the forest crops department in selective forestry) // Usp. sovr. estestvozn. (Adv. Contemp. Nat. Sci.). 2020. N. 2. P. 25–30 (in Russian with English abstract)].

Сиволапов А. И., Сиволапов В. А. Системы селекции тополей в связи с системами их размножения // Акт. напр. науч. иссл. XXI века: Теор. и практ. 2020. Т. 8. № 1 (48). С. 144–149 [Sivolapov A. I., Sivolapov V. A. Sistemy selektsii topoley v svyazi s sistemami ikh razmnozheniya (Poplar breeding systems in connection with their reproduction systems) // Akt. napr. nauch. issl. XXI veka: Teor. i prakt. (Actual Directions Sci. Res. XXI Century: Theory and Practice). 2020. V. 8. N. 1 (48). P. 144–149 (in Russian with English abstract)].

Тараканов В. В., Паленова М. М., Паркина О. В., Роговцев Р. В., Третьякова Р. А. Лесная селекция в Росcии: достижения, приоритеты (обзор) // Лесохоз. информ. 2021. № 1. С. 100–143 [Tarakanov V. V., Palenova M. M., Parkina O. V., Rogovtsev R. V., Tretyakova R. A. Lesnaya selektsiya v Rossii: dostizheniya, prioritety (obsor) (Forest breeding in Russia: achievements, priorities (overview) // Lesokhoz. inform. (For. inform.). 2021. N. 1. P. 100–143 (in Russian with English abstract)].

Царев А. П., Царева Р. П. Некоторые аспекты развития лесоразведения в Китайской народной республике // Леса России: политика, промышленность, образование: Мат-лы второй Междунар. науч.-техн. конф., Санкт-Петербург, 22–25 мая 2017 г. Т. 1. СПб: СПбГЛТУ, 2017. С. 168–171 [Tsarev A. P., Tsareva R. P. Nekotorye aspekty razvitiya lesorazvedeniya v Kitayskoy narodnoy respublike (Some aspects of the development of afforestation in the People's Republic of China) // Lesa Rossii: politika, promyshlennost', obrazovanie: Mat-ly vtoroy Mezhdunar. nauch.-tekhn. konf., Sankt-Peterburg, 22–25 maya 2017 g. T. 1. (Forests of Russia: Politics, Industry, Education: Proc. 2nd Int. Sci.-Tech. Conf., St. Petersburg, 22–25 May, 2017. V. 1). St. Petersburg: SPbGLTU (St. Petersburg St. For. Engineer. Univ.), 2017. Р. 168–171 (in Russian)].

Царев А. П., Царева Р. П., Царев В. А., Ленченкова О. Ю., Милигула Е. Н. Сортоиспытание и отбор гибридов тополя для полезащитных насаждений // Лесотех. журн. 2019а. Т. 1. (33). С. 93–100 [Tsarev A. P., Tsareva R. P., Tsarev V. A., Lenchenkova O. Yu., Miligula E. N. Sortoispytanie i otbor gibridov topolya dlya polezashchitnykh nasazhdeniy (Variety testing and selection of poplar hybrids for the field protective stands) // Lesotech. zhurn. (For. Engineer. J.). 2019a. V. 1 (33). Р. 93–100 (in Russian with English abstract)].

Царев А. П., Плугатарь Ю. В., Царева Р. П. Селекция и сортоиспытание тополей: моногр. / Симферополь: АРИАЛ, 2019б. 252 с. [Tsаrev A. P., Plugatar’ Yu. V., Tsаreva R. P. Selektsiya i sortoispytanie topoley: monogr. (Selection and variety testing of poplars: monogr.). Simferopol: ARIAL, 2019b. 252 p. (in Russian)].

Царев В. А. Многолетнее сортоиспытание межсекционных гибридов тополя в условиях центрально-черноземной лесостепи // Лесотех. журн. 2019. № 1. С. 102–115 [Tsarev V. A. Mnogoletnee sortoispytanie mezhsektsionnykh gibridov topolya v usloviyakh tsentralno-chernozemnoy lesostepi (Long-term variety testing of intersectional poplar hybrids in the conditions of the central chernozem forest-steppe // Lesotekh. zhurn. (For. Engineer. J.). 2019. N. 1. Р. 102–115 (in Russian with English abstract)].

Шабунин Д. А., Бутенко О. Ю. Получение мутантов высокопродуктивных генотипов тополя сереющего с использованием метода индуцированного мутагенеза в условиях культуры in vitro // Тр. СПбНИИЛХ. 2021. № 2. С. 4–16 [Shabunin D. A., Butenko O. Yu. Poluchenie mutantov vysokoproduktivnykh genotipov topolya sereyushchego s ispol’zovaniem indutsirovannogo mutageneza v usloviyakh kul’tury in vitro (Obtaining mutants of highly productive genotypes of graying poplar using the induced method mutagenesis under in vitro culture conditions) // Tr. SPbNIILKH (Proc. St. Petersburg Sci. Res. Inst. For.). 2021. N. 2. P. 4–16 (in Russian with English abstract)].

Эрст А. А., Шишкин С. В., Воронкова М. С. Получение межвидовых гибридов (Populus alba × P. bolleana × P. canescens) с использованием культуры in vitro // Сиб. лесн. журн. 2019. № 2. С. 45–52 [Erst A. A., Shishkin S. V., Voronkova M. S. Poluchenie mezhvidovykh gibridov (Populus alba × P. bellina × P. canescens) s ispol’zovaniem kul’tury in vitro (Obtaining inter specific hybrids (Populus alba × P. bellina × P. canescens using in vitro culture) // Sib. lesn. zhurn. (Sib. J. For. Sci.). 2019. N. 2. P. 45–52 (in Russian with English abstract)].

Ahuja M. R. Fate of forest tree biotechnology facing climate change // Silva Genet. 2021. V. 70. Iss. 1. P. 117–136.

Bacenetti J., Bergante S., Facciotto, Fiala M. Woody biofuel production from short rotation coppice in Italy: Environmental-impact assessment of different species and crop management // Biomass & Bioenergy. 2016. V. 94. P. 209–219.

Cai X., Kang X. Y. In vitro tetraploid induction from leaf explants of Populus pseudo-simonii Kitag // Plant Cell Rep. 2011. V. 30. Iss. 9. P. 1771–1778.

Douglas C. J. Populus as a model tree In: Comparative and Evolutionary Genomics of Angiosperm Trees. Plant Genetics and Genomics: Crops and Models. V. 21 / A. Groover and Q. Cronk (Eds.). Springer Int. Publ. Switzerland, 2017. P. 61–84.

Eriksson M. E., Israelsson M., Olsson O., Moritz T. Increased gibberellin biosynthesis in transgenic trees promotes growth, biomass production and xylem fiber length // Nature Biotechnol. 2000. V. 18. P. 784–788.

Gamburg K. Z., Voinikov V. K. Somaclonal variation as mean for obtaining regenerants with different growth rate in poplar (Populus × berolinensis Dipp.) // Nat. Sci. 2013. V. 5. N. 5. P. 599–607.

Huetteman C. A., Preece J. E. Thidiazuron: A potent cytokinin for woody plants tissue culture // Plant Cell Tiss. Organ Cult. 1993. V. 33. Iss. 2. P. 105–119.

Lasarus W., Headley W. I., Zalesny R. S. Impacts of supplyshed-level. Differences in productivity and land costs on the economics of hybrid poplar production in Minesota, USA // Bioenergy Res. 2015. V. 8. Iss. 1. P. 231–248.

Lebedev V. G., Shestibratov K. A. Genetic engineering of lignin biosynthesis in trees: a compromise between wood properties and plant viability) // Rus. J. Plant Physiol. 2021. V. 68. N. 4. P. 596–612 (Original Rus. text © 2021, V. G. Lebedev, K. A. Shestibratov publ. in Fiziologiya rasteniy. 2021. V. 68. N. 4. P. 339–355).

Murashige T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bio assays wit tobacco tissue culture // Physiol. Plant. 1962. V. 15. Iss. 3. Р. 473–497.

Nelson N. D., Berguson W. E., MacMahon B. G., Buchman D. J. Growth performance and stability of hybrid poplar clones in simultaneous tests on six sites // Biomass & Bioenergy. 2018. V. 118. P. 115–125.

Nelson N. D, Meilan R., Berguson W. E., MacMahon B. G., Cai M., Buchman D. J. Growth performance of hybrid poplar clones in two agricultural sites with and without early irrigation and fertilization // Silvae Genet. 2019. V. 68. Iss. 1. P. 58–66.

Rubert-Nason K. F., Lindroth R. L. Causes and consequences of condensed tannin variation in Populus In: Recent Advances in Polyphenol Research V. 7 / J. D. Reed, V. A. Pereira de Freitas, S. Quideau (Eds.). John Wiley & Sons Ltd., 2021. P. 69–112.

Shani Z., Dekel M., Tsabary G., Goren R. , Shosyov O. Growth enhancement of transgenic poplar plants by over expression of Arabidopsis thaliana endo-1,4-β-glucanase (cel1) // Mol. Breed. 2004. V. 14. Iss. 3. 321–330.

Van Acker R., Leple J. C., Aerts D., Storme V., Goeminne G., Ivens B., Legee F., Lapierre C., Piens K., Van Montagu M. C., Santoro N., Foster C. E., Ralph J., Soetaert W., Pilate G., Boerjan W. Improved saccharification and ethanol yield from field-grown transgenic poplar deficient in cinnamoyl-CoA reductase // PNAS. 2014. V. 111. Iss. 2. P. 845–850.

Wang Q. M., Wang L. An evolutionary view of plants tissue culture: somaclonal variation and selection // Plant Cell Rep. 2012. V. 31. Iss. 9. P. 1533–1547.

Wang C., Bao Y., Wang Q., Zhang H. Introduction of the rice CYP714D1 gene into Populus inhibits expression of its homologous genes and promotes growth, biomass production and xylem fibre length in transgenic trees // J. Exp. Bot. 2013. V. 64. Iss. 10. P. 2847–2857.  


Вернуться к списку статей