Оценка способности клонов плюсовых деревьев Picea abies (L.) H. Karst. из среднетаежной подзоны Карелии к соматическому эмбриогенезу

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

Представлены результаты исследования соматического эмбриогенеза у ели европейской (Picea abies (L.) H. Karst.), произрастающей на территории подзоны средней тайги в Республике Карелия (Россия). Незрелые зиготические зародыши отбирали с 10 клонов плюсовых деревьев на Петрозаводской лесосеменной плантации и дерева в г. Петрозаводске при сумме эффективных температур от 728 до 1257 градусо-дней (при базовой температуре 5°). Установлено, что в качестве субстрата для индукции соматического эмбриогенеза и пролиферации клеточных линий необходимо использовать питательную среду LM, а в качестве эксплантов – зародыши на стадиях развития от глобулярной до семядольной. Спустя 14 месяцев культивирования из 26 клеточных линий, полученных от эксплантов с Петрозаводской лесосеменной плантации, сохранилось 12 шт. (46%), а из дерева в г. Петрозаводске – 2 клеточные линии из 23 (9%). В результате исследования выявлены материнские генотипы клонов плюсовых деревьев ели европейской, способные к образованию эмбрионально-суспензорной массы, длительной пролиферации и формированию растений-регенерантов.

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

Р. Игнатенко

Институт леса – обособленное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра “Карельский научный центр Российской академии наук”

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: ocean-9@mail.ru
Ресей, Петрозаводск

О. Чирва

Институт леса – обособленное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра “Карельский научный центр Российской академии наук”

Email: ocean-9@mail.ru
Ресей, Петрозаводск

М. Ершова

Институт леса – обособленное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра “Карельский научный центр Российской академии наук”

Email: ocean-9@mail.ru
Ресей, Петрозаводск

Н. Галибина

Институт леса – обособленное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра “Карельский научный центр Российской академии наук”

Email: ocean-9@mail.ru
Ресей, Петрозаводск

И. Теслюк

Институт леса – обособленное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра “Карельский научный центр Российской академии наук”

Email: ocean-9@mail.ru
Ресей, Петрозаводск

Әдебиет тізімі

  1. Pintilii R.-D., Andronache I., Diaconu D.C., Dobrea R.C., Zelěnáková M., Fensholt R., Peptenatu D., Drăghici C.-C., Ciobotaru A.-M. Using fractal analysis in modeling the dynamics of forest areas and economic impact assessment: maramures, county, romania, as a case study // Forests. 2017. V. 8. P. 25. https://doi.org/10.3390/f8010025
  2. Keenan R.J., Reams G.A., Achard F., de Freitas J.V., Grainger A., Lindquist E. Dynamics of global forest area: results from the fao global forest resources assessment // For. Ecol. Manag. 2015. V. 352. P. 9. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2015.06.014
  3. Singha K., Sahariah D., Saikia A. Shrinking forest and contested frontiers: a case of changing human-forest interface along the protected areas of Nagaon District, Assam, India // Eur. J. Geogr. 2019. V. 10. P. 120.
  4. Hazubska-Przybył T., Wawrzyniak M.K., Kijowska-Oberc J., Staszak A.M., Ratajczak E. Somatic embryogenesis of Norway spruce and Scots pine: possibility of application in modern forestry // Forests. 2022. V. 13. P. 155. https://doi.org/10.3390/f13020155
  5. Välimäki S., Teyssier C., Tikkinen M., Delile A., Boizot N., Varis S., Lelu-Walter M.-A., Aronen T. Norway spruce somatic embryogenesis benefits from proliferation of embryogenic tissues on filter discs and cold storage of cotyledonary embryos // Front. Plant Sci. 2022. V. 13. P. 1031686. https://doi.org/10.3389/fpls.2022.1031686
  6. Chalupa V. Somatic embryogenesis and plantlet regeneration from cultured immature and mature embryos of Picea abies (L.) Karst. // Commun. Inst. For. Cech. 1985. V. 14. P. 57.
  7. Hakman I., Fowke L.C., von Arnold S., Eriksson T. The development of somatic embryos in tissue cultures initiated from immature embryos of Picea abies (Norway spruce) // Plant Sci. 1985. V. 38. P. 53. https://doi.org/10.1016/0168-9452(85)90079-2
  8. Nagmani R., Bonga J.M. Embryogenesis in subcultured callus of Larix decidua // Can. J. For. Res. 1985. V. 15. P. 1088. https://doi.org/10.1139/x85-177
  9. Varis S. Norway spruce Picea abies (L.) Karst // Step wise protocols for somatic embryogenesis of important woody plants / Eds. S. Jain, P. Gupta. Springer. 2018. P. 225
  10. Hazubska-Przybył T., Ratajczak E., Obarska A., Pers-Kamczyc E. Different roles of auxins in somatic embryogenesis efficiency in two Picea species // Int. J. Mol. Sci. 2020. V. 21. P. 3394. https://doi.org/10.3390/ijms21093394
  11. Hazubska-Przybyl T., Bojarczuk K. Somatic embryogenesis of selected spruce species (Picea abies, P. omorika, P. pungens “Glauca” and P. breweriana) // Acta Soc. Bot. Pol. 2008. V. 77. P. 189. https://doi.org/10.5586/asbp.2008.023
  12. Krogstrup P., Eriksen E.N., Moller J.D., Roulund H. Somatic embryogenesis in sitka spruce (Picea sitchensis (Bong.) Carr.) // Plant Cell Rep. 1988. V. 7. P. 594. https://doi.org/10.1007/BF00272766
  13. von Arnold S., Woodward S. Organogenesis and embryogenesis in mature zygotic embryos of Picea sitchensis // Tree Physiol. 1988. V. 4. P. 291. https://doi.org/10.1093/treephys/4.3.291
  14. Hazubska T., Szczygiel K. Induction of somatic embryogenesis in spruce: Picea omorika, P. pungens “Glauca”, P. breweriana and P. abies // Dendrobiology. 2003. Т. 50. P. 17. https://doi.org/10.5586/asbp.2008.023
  15. Lelu M.-A., Bornman C.H. Induction of somatic embryogenesis in excised cotyledons of Picea abies and Picea mariana // Plant Physiol. Biochem. 1990. V. 28. P. 785.
  16. Liao Y.K., Liao C.K., Ho Y.L. Maturation of somatic embryos in two embryogenic cultures of Picea morrisonicola Hayata as affected by alternation of endogenous IAA content // Plant Cell Tissue Organ Cult. 2008. P. 257. https://doi.org/10.1007/s11240-008-9371-3
  17. Li C.H., Liu B.G., Kim T.D., Moon H.K., Choi Y.-E. Somatic embryogenesis and plant regeneration in elite genotypes of Picea koraiensis // Plant Biotechnol. 2008. V. 2. P. 259. https://doi.org/10.1007/s11816-008-0073-4
  18. Шалаев Е.А., Третьякова И.Н. Индукция соматического эмбриогенеза у ели аянской в культуре in vitro // Хвойные бореальной зоны. 2011. Т. 28. № 1-2. С. 69.
  19. Третьякова И.Н., Пак М.Э., Пахомова А.П., Шевелева И.С., Муратова Е.Н. Индукция соматического эмбриогенеза у ели сибирской (Picea obovata) в культуре in vitro // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2021. Т. 54. С. 6. https://doi.org/10.17223/19988591/54/1
  20. Gupta P.K., Durzan D.J. Shoot multiplication from mature trees of Douglas-fir (Pseudotsuga menziesii) and sugar pine (Pinus lambertiana) // Plant Cell Rep. 1985. V. 4. P. 177.
  21. Litvay J.D., Verma D.C., Johnson M.A. Influence of a loblolly pine (Pinus taeda L.). Culture medium and its components on growth and somatic embryogenesis of the wild carrot (Daucus carota L.) // Plant Cell Rep. 1985. V. 4. P. 325.
  22. Третьякова И.Н., Ворошилова Е.В. Особенности инициации эмбриоидов из мегагаметофитов Pinus sibirica в культуре in vitro // Онтогенез. 2014. Т. 45. С. 112. https://doi.org/10.7868/s0475145014020074
  23. Третьякова И.Н., Ворошилова Е.В., Шуваев Д.Н., Пак М.Э. Перспективы микроклонального размножения хвойных в культуре in vitro через соматический эмбриогенез // Хвойные бореальной зоны. 2012. Т. 29. C. 180.
  24. Aronen T., Virta S., Varis S. Telomere length in Norway spruce during somatic embryogenesis and cryopreservation // Plants. 2021. V. 10. P. 416. https://doi.org/10.3390/plants10020416
  25. von Arnold S., Clapham D., Egertsdotter U., Mo L.H. Somatic embryogenesis in conifers – a case study of induction and development of somatic embryos in Picea abies // Plant Growth Regul. 1996. V. 20. P. 3.
  26. Krogstrup P. Embryolike structures from cotyledons and ripe embryos of Norway spruce (Picea abies) // Can. J. For. Res. 1986. V. 16. P. 664. https://doi.org/10.1139/x86-116
  27. Железниченко Т.В., Новикова Т.И. Влияние аскорбиновой кислоты и глутатиона на индукцию соматического эмбриогенеза Picea pungens Engelmann // Turczaninowia. 2017. Т. 20. №. 3. С. 27. https://doi.org/10.14258/turczaninowia.20.3.4
  28. Chatelain M., Drobniak S.M., Szulkin M. The association between stressors and telomeres in non-human vertebrates: a metaanalysis // Ecol. Lett. 2020. V. 23. P. 381. https://doi.org/10.1111/ele.13426
  29. von Arnold S.V., Eriksson T. In vitro studies of adventitious shoot formation in Pinus contorta // Can. J. Bot. 1981. V. 59. P. 870.
  30. Ершова М.А., Игнатенко Р.В., Новичонок Е.В., Чирва О.В., Галибина Н.А. Оптимизация условий стерилизации и культивирования эксплантов Pinus sylvestris (Pinaceae) // Растительные ресурсы. 2022. Т. 58. С. 431. https://doi.org/10.31857/S0033994622040057
  31. Ignatenko R.V., Chirva O.V., Ershova M.A., Galibina N.A. Some problems arising during the initiation of somatic embryogenesis in Pinus sylvestris L. // Environ. Sci. Proc. 2022. V. 22. P. 48. https://doi.org/ 10.3390/IECF2022-13364
  32. von Aderkas P., Label P., Lelu M.A. Charcoal affects early development and hormonal concentrations of somatic embryos of hybrid larch // Tree Physiol. 2002. V. 22. С. 431. https://doi.org/10.1093/treephys/22.6.431.
  33. Szczygiel K., Hazubska-Przybyl T., Bojarczuk K. Somatic embryogenesis of selected coniferous tree species of the genera Picea, Abies and Larix // Acta Soc. Bot. Pol. 2007. V. 76. P. 7. https://doi.org/10.5586/asbp.2007.001
  34. Третьякова И.Н., Барсукова А.В. Соматический эмбриогенез в культуре in vitro трех видов лиственницы // Онтогенез. 2012. Т. 43. №. 6. С. 425.
  35. Stasolla C., Kong L., Yeung E.C., Thorpe T.A. Maturation of somatic embryos in conifers: morphogenesis, physiology, biochemistry, and molecular biology // In Vitro Cell. Dev. Biol. Plant. 2002. V. 38. P. 93. https://doi.org/10.1079/IVP2001262
  36. Stasolla C., van Zyl L., Egertsdotter U., Craig D., Liu W., Sederoff R.R. The effects of polyethylene glycol on gene expression of developing white spruce somatic embryos // Plant Physiol. 2003. V. 131. P. 49. https://doi.org/10.1104/pp.015214
  37. Häggman H., Jokela A., Krajnakova J., Kauppi A., Niemi K., Aronen T. Somatic embryogenesis of Scots pine: cold treatment and characteristics of explants affecting induction // J. Exp. Bot. 1999. V. 50. P. 1769. https://doi.org/10.1093/jxb/50.341.1769

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2. Fig. 1. Appearance of the zygotic embryo Picea abies: a – globular embryo (July 27); b – cotyledonous embryo (August 25). The scale is 0.5 mm.

Жүктеу (305KB)
Метадеректер
3. Fig. 2. The frequency of cell mass formation (a) from Picea abies embryos collected from trees at the Petrozavodsk forest seed plantation (LSP) and in Petrozavodsk; b – the number of cell lines. The light columns are cell lines formed in the summer season of 2022; the dark columns are cell lines preserved after 14 months of cultivation.

Жүктеу (117KB)
Метадеректер
4. Fig. 3. Production of Picea abies somatic plants: a – initiation of embryogenic culture; b – globular somatic embryos on the maturation LM nutrient medium; c – maturation of the somatic embryo; d – regenerating plants on the germination LM nutrient medium (the arrow indicates the formed root). The scale is 0.5 mm.

Жүктеу (485KB)
Метадеректер
5. Fig. 4. Formation of somatic embryos in the embryonic suspension mass of Picea abies. The scale is 100 microns.

Жүктеу (362KB)
Метадеректер

© Russian Academy of Sciences, 2024