Оптимизация условий регенерации микрорастений ели европейской из высокопродуктивной эмбриогенной линии

  • Марина Петровна Кусенкова Институт леса НАН Беларуси, ул. Пролетарская, 71, 246050, г. Гомель, Беларусь

Аннотация

Исследовано влияние органоминерального состава питательных сред, в том числе абсцизовой кислоты в концентрациях 15; 30 и 60 мкмоль/л, при созревании и прорастании эмбриоидов на регенерацию микрорастений в процессе соматического эмбриогенеза. В качестве исходного материала для проведения экспериментов использовалась каллусная ткань высокопродуктивной клеточной линии ели европейской (М2), полученная из семян белорусского происхождения. Среди апробированных вариантов модификаций питательных сред на этапе созревания эмбриоидов выраженный положительный эффект дало применение абсцизовой кислоты в концентрациях 30 и 60 мкмоль/л. Для этапа прорастания эмбриоидов оптимальной является питательная среда Литвея с половинным содержанием макросолей и добавлением активированного угля (5 г/л) и глутамина (0,5 г/л).

Биография автора

Марина Петровна Кусенкова, Институт леса НАН Беларуси, ул. Пролетарская, 71, 246050, г. Гомель, Беларусь

научный сотрудник научно-исследовательского отдела генетики, селекции и биотехнологии

Литература

  1. Egertsdotter U. Plant physiological and genetical aspects of the somatic embryogenesis process in conifers. Scandinavian Journal of Forest Research. 2019;34(5):360 –369. DOI: 10.1080/02827581.2018.1441433.
  2. Park YS. Implementation of conifer somatic embryogenesis in clonal forestry: technical requirements and deployment considerations. Annals of Forest Science. 2002;59(5–6):651–656. DOI: 10.1051/forest:2002051.
  3. Fraga HPDF, Moraes PEC, Vieira LDN, Guerra MP. Somatic embryogenesis in conifers: one clade to rule them all? Plants. 2023;12(14):2648. DOI: 10.3390/plants12142648.
  4. Tikkinen M, Varis S, Peltola H, Aronen T. Improved germination conditions for Norway spruce somatic cotyledonary embryos increased survival and height growth of emblings. Trees. 2018;32:1489–1504. DOI: 10.1007/s00468-018-1728-6.
  5. Hazubska-Przybył T, Wawrzyniak MK, Kijowska-Oberc J, Staszak AM, Ratajczak E. Somatic embryogenesis of Norway spruce and Scots pine: possibility of application in modern forestry. Forests. 2022;13(2):155. DOI: 10.3390/f13020155.
  6. Kusenkova MP. Germination of Norway spruce somatic embryoids obtained at different duration of cultivation of embryogenic callus on nutrient media for maturation stage. Problemy lesovedeniya i lesovodstva. 2021;81:169–177. Russian.
  7. Kusenkova MP, Padutov VE. Clonal variability as a factor determining the processes of maturation and germination of somatic embryoids of European spruce. Problemy lesovedeniya i lesovodstva. 2022;82:48–57. Russian.
  8. Varis S. Norway spruce Picea abies (L.) Karst. In: Jain S, Gupta P. editors. Step wise protocols for somatic embryogenesis of important woody plants. Cham: Springer; 2018. p. 255–267 (Forestry sciences; volume 84). DOI: 10.1007/978-3-319-89483-6_19.
  9. Bojarczuk K, Hazubska-Przybyl T, Szczygiel K. Somatic embryogenesis of selected coniferous tree species of the genera Picea, Abies and Larix. Acta Societatis Botanicorum Poloniae. 2007;76(1):7–15. DOI: 10.5586/asbp.2007.001.
  10. Högberg K-A, Bozhkov PV, Grönroos R, von Arnold S. Critical factors affecting ex vitro performance of somatic embryo plants of Picea abies. Scandinavian Journal of Forest Research. 2001;16(4):295–304. DOI: 10.1080/02827580116772.
  11. Lu CY, Harry IS, Thompson MR, Thorpe TA. Plantlet regeneration from cultured embryos and seedling parts of red spruce (Picea rubens Sarg.). Botanical gazette. 1991;152(1):42–50. DOI: 10.1086/337861.
  12. Attree SM, Tautorus TE, Dunstan DI, Fowke LC. Somatic embryo maturation, germination, and soil establishment of plants of black and white spruce (Picea mariana and Picea glauca). Canadian Journal of Botany. 1990;68(12):2583–2589. DOI: 10.1139/b90-326.
  13. Hazubska-Przybyl T, Bojarczuk K. Somatic embryogenesis of selected spruce species (Picea abies, P. omorika, P. pungens ‘Glauca’ and P. breweriana). Acta Societatis Botanicorum Poloniae. 2008;77(3):189–199. DOI: 10.5586/asbp.2008.023.
  14. Tikkinen M, Varis S, Aronen T. Development of somatic embryo maturation and growing techniques of Norway spruce emblings towards large-scale field testing. Forests. 2018;9(6):325. DOI: 10.3390/f9060325.
  15. Timmis R. Bioprocessing for tree production in the forest industry: conifer somatic embryogenesis. Biotechnology Progress. 1998;14(1):156–166. DOI: 10.1021/bp970143y.
  16. Carlsson J, Egertsdotter U, Ganeteg U, Svennerstam H. Nitrogen utilization during germination of somatic embryos of Norway spruce: revealing the importance of supplied glutamine for nitrogen metabolism. Trees. 2019;33:383–394. DOI: 10.1007/s00468-018-1784-y.
  17. Llebrés MT, Avila C, Cánovas FM, Klimaszewska K. Root growth of somatic plants of hybrid Pinus strobus (L.) and P. wallichiana (A. B. Jacks.) is affected by the nitrogen composition of the somatic embryo germination medium. Trees. 2018;32:371–381. DOI: 10.1007/s00468-017-1635-2.
  18. Dahrendorf J, Clapham D, Egertsdotter U. Analysis of nitrogen utilization capability during the proliferation and maturation phases of Norway spruce (Picea abies (L.) H. Karst.) somatic embryogenesis. Forests. 2018;9(6):288. DOI: 10.3390/f9060288.
  19. Bozhkov PV, Mikhlina SB, Shiryaeva GA, Lebedenko LA. Influence of nitrogen balance of culture medium on Norway spruce [Picea abies (L.) Karst.] somatic polyembryogenesis: high frequency establishment of embryonal-suspensor mass lines from mature zygotic embryos. Journal of Plant Physiology. 1993;142(6):735–741. DOI: 10.1016/S0176-1617(11)80911-9.
  20. Barrett JD, Park YS, Bonga JM. The effectiveness of various nitrogen sources in white spruce [Picea glauca (Moench) Voss] somatic embryogenesis. Plant Cell Reports. 1997;16:411–415. DOI: 10.1007/bf01146784.
  21. Mitrofanova IV. Somatic embryogenesis as an in vitro system of cultivated plants propagation. Fiziologiya i biokhimiya kul’turnykh rastenii. 2009;41(6):500–508. Russian.
  22. Klimaszewska K, Hargreaves C, Lelu-Walter MA, Trontin J-F. Advances in conifer somatic embryogenesis since year 2000. In: Germana M, Lambardi M, editors. In vitro embryogenesis in higher plants. New York: Humana Press; 2016. p. 131–166 (Methods in molecular biology; volume 1359). DOI: 10.1007/978-1-4939-3061-6_7.
  23. Thomas TD. The role of activated charcoal in plant tissue culture. Biotechnology Advances. 2008;26(6):618–631. DOI: 10.1016/j.biotechadv.2008.08.003.
Опубликован
2023-12-09
Ключевые слова: соматический эмбриогенез, ель европейская, эмбриогенные культуры, эмбриоид, регенерант
Поддерживающие организации Работа выполнена при финансовой поддержке Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований (грант № Б21М-071). Автор выражает признательность сотрудникам научно-исследовательского отдела генетики, селекции и биотехнологии Института леса НАН Беларуси доктору биологических наук, член-корреспонденту НАН Беларуси, профессору В. Е. Падутову, кандидату биологических наук С. И. Ивановской и Д. В. Кулагину за помощь в планировании и организации экспериментальной работы и ценные замечания по тексту статьи.
Как цитировать
Кусенкова, М. П. (2023). Оптимизация условий регенерации микрорастений ели европейской из высокопродуктивной эмбриогенной линии. Экспериментальная биология и биотехнология, 3, 47-56. Доступно по https://journals.bsu.by/index.php/biology/article/view/5587
Выпуск
№ 3 (2023): Экспериментальная биология и биотехнология
Раздел
Биотехнология и микробиология

Copyright (c) 2023 Экспериментальная биология и биотехнология

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).