booltБюллетень Государственного Никитского ботанического садаBulletin of the State Nikitsky Botanical Gardens0513-1634Federal State Funded Institution of Science “The Labour Red Banner Order Nikitsky Botanical Gardens – National scientific Center of the RAS”10.36305/0513-1634-2022-144-95-104boolt-642Research ArticleБИОТЕХНОЛОГИЯ РАСТЕНИЙPLANT BIOTECHNOLOGYБИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РАЗМНОЖЕНИЯ СОМАКЛОНАЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ECHINACEA×HYBRIDA HORTBiotechnological features of reproduction of somaclonal variants of Echinacea × hybrida hortКрахмалеваИрина ЛеонидовнаKrakhmalevaI. L.noemail@neicon.ruМолкановаОльга ИвановнаMolkanovaO. I.noemail@neicon.ruГлавный ботанический сад им. Н.В. Цицина Российской академии наукRussian Federation202221112022014495104Copyright © Крахмалева И.Л., Молканова О.И., 20222022Крахмалева И.Л., Молканова О.И.Krakhmaleva I.L., Molkanova O.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://boolt.elpub.ru/jour/article/view/642

В результате исследования выявлены особенности размножения in vitro Echinacea × hybrida hort. сорта 'Mama Mia' и его сомаклональных вариантов с разной окраской листьев. Определены оптимальные условия органогенеза на основных этапах клонального микроразмножения. Показано, что размер исходного экспланта оказывал существенное влияние на рост и развитие микророзеток эхинацеи. Сорт 'Mama Mia' характеризовался наибольшим морфогенетическим потенциалом среди исследуемых генотипов. На этапе микроразмножения использование питательной среды Мурасиге-Скуга (МС), содержащей 0,2 мг/л 6-бензиламинопурина (6-БАП) являлось оптимальным для сортов 'Mama Mia' и 'Пеструшка', 0,1 мг/л 6-БАП - для других сомаклонов. На этапе укоренения, применение среды, содержащей ½ часть минерального состава по МС с 0,3 мг/л 3-индолилуксусной кислоты (ИУК) было эффективным для формирования корневой системы эхинацеи. Установлено, что адаптацию сортов 'Mama Mia' и 'Пеструшка' оптимально осуществлять на субстрате, состоящем из торфа и вермикулита, приживаемость регенерантов при этом составила 100% и 83%.

The present investigation revealed the features of in vitro propagation of the Echinacea × hybrida ‘Mama Mia’ cultivar and its somaclonal variants with different leaf colors. The optimal conditions of plant organogenesis at the main micropropagation stages were determined. It was shown that the size of the initial explant had a significant impact on the growth and development of echinacea microrosettes. ‘Mama Mia’ cultivar was characterized by the highest morphogenetic potential than other studied genotypes. Murashige and Skoog (MS) culture medium supplemented with 0.2 mg/L 6-BAP was found optimal for ‘Mama Mia’ and ‘Pestrushka’ micropropagation, while medium with 0.1 mg/L 6-Benzylaminopurine (6-BAP) showed efficiency for other somaclones. Half strength MS medium with 0.3 mg/L β-indole acetic acid (IAA) was effective for root system formation at the rooting stage of echinacea. The adaptation of ‘Mama Mia’ and ‘Pestrushka’ regenerants was carried out on the optimal substrate consisting of peat and vermiculite wherein the survival rate of regenerants reached 100% and 83%.

Echinacea × hybrida hortклональное микроразмножениесомаклональная изменчивостьрегенерационный потенциалризогенезадаптацияEchinaceaclonal micropropagationsomaclonal variabilityregeneration potentialrizogenesisadaptationReferencesБутенко Р.Г. Биология клеток высших растений in vitro и биотехнология на их основе. - М.: ФБК-ПРЕСС, 1999. - 160 с.Бутенко Р.Г. Биология клеток высших растений in vitro и биотехнология на их основе. - М.: ФБК-ПРЕСС, 1999. - 160 с.Исачкин А.В., Крючкова В.А. Основы научных исследований в садоводстве: учебник для вузов / под ред. А.В. Исачкина. - Санкт Петербург: Лань, 2020. - 420 с.Исачкин А.В., Крючкова В.А. Основы научных исследований в садоводстве: учебник для вузов / под ред. А.В. Исачкина. - Санкт Петербург: Лань, 2020. - 420 с.Крахмалева И.Л., Молканова О.И. Строение устьичного аппарата у отборных форм Echinacea // Материалы II Международной научно-практической конференции «Геномика и современные биотехнологии в размножении, селекции и сохранении растений». - С. 129-130.Крахмалева И.Л., Молканова О.И. Строение устьичного аппарата у отборных форм Echinacea // Материалы II Международной научно-практической конференции «Геномика и современные биотехнологии в размножении, селекции и сохранении растений». - С. 129-130.Крахмалева И.Л., Молканова О.И. Размножение представителей рода Echinacea Moench в культуре in vitro // Бюллетень Государственного Никитского ботанического сада. - 2020. - № 136. - C. 49-54. - [Электронный ресурс] - URL: https://cyberleninka.ru/article/n/razmnozhenie-predstaviteley-roda-echinacea-moench-v-kulture-invitroКрахмалева И.Л., Молканова О.И. Размножение представителей рода Echinacea Moench в культуре in vitro // Бюллетень Государственного Никитского ботанического сада. - 2020. - № 136. - C. 49-54. - [Электронный ресурс] - URL: https://cyberleninka.ru/article/n/razmnozhenie-predstaviteley-roda-echinacea-moench-v-kulture-invitroЛебедев В.Г., Азарова А.Б., Шестибратов К.А., Деменко В.И. Проявление сомаклональной изменчивости у микроразмноженных и трансгенных растений // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. - 2012. - №. 1. - С. 153-163. - [Электронный ресурс] - URL: https://cyberleninka.ru/article/n/proyavlenie-somaklonalnoy-izmenchivosti-u-mikrorazmnozhennyh-i-transgennyh-rasteniyЛебедев В.Г., Азарова А.Б., Шестибратов К.А., Деменко В.И. Проявление сомаклональной изменчивости у микроразмноженных и трансгенных растений // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. - 2012. - №. 1. - С. 153-163. - [Электронный ресурс] - URL: https://cyberleninka.ru/article/n/proyavlenie-somaklonalnoy-izmenchivosti-u-mikrorazmnozhennyh-i-transgennyh-rasteniyМолканова О.И., Королева О.В., Стахеева Т.С., Крахмалева И.Л., Мелещук Е.А. Совершенствование технологии клонального микроразмножения ценных плодовых и ягодных культур для производственных условий // Достижения науки и техники АПК. 2018. - Т. 32, № 9. - С. 66-69. DOI: 10.24411/0235-2451-2018-10915Молканова О.И., Королева О.В., Стахеева Т.С., Крахмалева И.Л., Мелещук Е.А. Совершенствование технологии клонального микроразмножения ценных плодовых и ягодных культур для производственных условий // Достижения науки и техники АПК. 2018. - Т. 32, № 9. - С. 66-69. DOI: 10.24411/0235-2451-2018-10915Муратова С.А., Соловых Н.В., Терехов В.И. Индукция морфогенеза из изолированных соматических тканей растений. - Мичуринск: Изд-во Мичуринского госагроуниверситета, 2011. - 107 с.Муратова С.А., Соловых Н.В., Терехов В.И. Индукция морфогенеза из изолированных соматических тканей растений. - Мичуринск: Изд-во Мичуринского госагроуниверситета, 2011. - 107 с.Сапарбаева Н.А. Систематический обзор рода Echinacea Moench // Наука и новые технологии. - 2010. - №1. - С. 56-58. - [Электронный ресурс] - URL: http://science-journal.kg/en/journal/1/archive/5301Сапарбаева Н.А. Систематический обзор рода Echinacea Moench // Наука и новые технологии. - 2010. - №1. - С. 56-58. - [Электронный ресурс] - URL: http://science-journal.kg/en/journal/1/archive/5301Сидоров В.А. Биотехнология растений. Клеточная селекция. - Киев: Наукова думка, 1990. - 280 с.Сидоров В.А. Биотехнология растений. Клеточная селекция. - Киев: Наукова думка, 1990. - 280 с.Abbasi B.H., Saxena P.K., Murch S.J., Liu C.-Z. Echinacea biotechnology: Challenges and opportunities // In Vitro Cellular & Developmental Biology - Plant. - 2007. - Vol. 43. - P. 481-492. DOI: 10.1007/s11627-007-9057-2Abbasi B.H., Saxena P.K., Murch S.J., Liu C.-Z. Echinacea biotechnology: Challenges and opportunities // In Vitro Cellular & Developmental Biology - Plant. - 2007. - Vol. 43. - P. 481-492. DOI: 10.1007/s11627-007-9057-2Bairu M.W., Aremu A.O., Van Staden J. Somaclonal variation in plants: causes and detection methods // Plant Growth Regulation. - 2011. - Vol. 63(2). - P. 147-173. DOI: 10.1007/s10725-010-9554-xBairu M.W., Aremu A.O., Van Staden J. Somaclonal variation in plants: causes and detection methods // Plant Growth Regulation. - 2011. - Vol. 63(2). - P. 147-173. DOI: 10.1007/s10725-010-9554-xGrossman M.C. Controlling growth in Echinacea hybrids: Dissertation doctoral of philosophy in horticulture. - USA, 2017. - 132 р. - [Электронный ресурс] - URL: https://vtechworks.lib.vt.edu/bitstream/handle/10919/77578/Grossman_MC_D_2017.pdf?sequence=1Grossman M.C. Controlling growth in Echinacea hybrids: Dissertation doctoral of philosophy in horticulture. - USA, 2017. - 132 р. - [Электронный ресурс] - URL: https://vtechworks.lib.vt.edu/bitstream/handle/10919/77578/Grossman_MC_D_2017.pdf?sequence=1Hammer Ø., Harper D.A.T., Ryan P.D. PAST v. 2.17c. // Palaeontol. Electron. - 2001. -Vol. 4(1). - P. 1-9.Hammer Ø., Harper D.A.T., Ryan P.D. PAST v. 2.17c. // Palaeontol. Electron. - 2001. -Vol. 4(1). - P. 1-9.Koroch A.R., Kapteyn J., Juliani H.R., Simon J.E. In vitro regeneration of Echinacea pallida from leaf explants // In Vitro Cellular & Developmental Biology-Plant. - 2003. - Vol. 39(4). - P. 415-418. DOI: 10.1079/IVP2003424Koroch A.R., Kapteyn J., Juliani H.R., Simon J.E. In vitro regeneration of Echinacea pallida from leaf explants // In Vitro Cellular & Developmental Biology-Plant. - 2003. - Vol. 39(4). - P. 415-418. DOI: 10.1079/IVP2003424Murashige T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures // Physiologia Plantarum. - 1962. - Vol. 15(3). - P. 473-497. - [Электронный ресурс] - URL: https://www.semanticscholar.org/paper/A-revised-medium-for-rapid-growth-and-bio-assays-Murashige-Skoog/7463a45e234f30e683a1c509543d5cd5747231a7Murashige T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures // Physiologia Plantarum. - 1962. - Vol. 15(3). - P. 473-497. - [Электронный ресурс] - URL: https://www.semanticscholar.org/paper/A-revised-medium-for-rapid-growth-and-bio-assays-Murashige-Skoog/7463a45e234f30e683a1c509543d5cd5747231a7Lakshmanan P., Danesh M., Taji A. Production of four commercially cultivated Echinacea species by different methods of in vitro regeneration //j. Hortic. Sci. Biotechnol. 2002. - Vol. 77. - P. 158-163. DOI: 10.1080/14620316.2002.11511473Lakshmanan P., Danesh M., Taji A. Production of four commercially cultivated Echinacea species by different methods of in vitro regeneration //j. Hortic. Sci. Biotechnol. 2002. - Vol. 77. - P. 158-163. DOI: 10.1080/14620316.2002.11511473Parsons J.L., Cameron S.I., Harris C.S., Smith M.L. Echinacea biotechnology: advances, commercialization and future considerations // Pharmaceutical biology. - 2018 - Vol. 56(1). - P. 485-494. DOI: 10.1080/13880209.2018.1501583Parsons J.L., Cameron S.I., Harris C.S., Smith M.L. Echinacea biotechnology: advances, commercialization and future considerations // Pharmaceutical biology. - 2018 - Vol. 56(1). - P. 485-494. DOI: 10.1080/13880209.2018.1501583Sauve R.J., Mmbaga M.T., Zhou S. In vitro regeneration of the Tennessee coneflower (Echinacea tennesseensis) // In Vitro Cellular & Developmental Biology - Plant. - 2004. - Vol. 40(3). - P. 325-328. DOI: 10.1079/IVP2004530Sauve R.J., Mmbaga M.T., Zhou S. In vitro regeneration of the Tennessee coneflower (Echinacea tennesseensis) // In Vitro Cellular & Developmental Biology - Plant. - 2004. - Vol. 40(3). - P. 325-328. DOI: 10.1079/IVP2004530Zhang N., Erickson D.L., Ramachandran P., Ottesen A.R., Timme R.E., Funk V.A., Luo Y., Handy S.M. An analysis of Echinacea chloroplast genomes: implications for future botanical identification // Scientific reports. - 2017. - Vol. 7. ˗ Article number 216. DOI: 10.1038/s41598-017-00321-6Zhang N., Erickson D.L., Ramachandran P., Ottesen A.R., Timme R.E., Funk V.A., Luo Y., Handy S.M. An analysis of Echinacea chloroplast genomes: implications for future botanical identification // Scientific reports. - 2017. - Vol. 7. ˗ Article number 216. DOI: 10.1038/s41598-017-00321-6Zobayed S.M.A., Saxena P.K. In vitro regeneration of Echinacea purpurea L.: enhancement of somatic embryogenesis by indolebutyric acid and dark pre-incubation // In Vitro Cellular & Developmental Biology - Plant. - 2003. - Vol. 39. - P. 605-612. DOI: 10.1079/IVP2003434Zobayed S.M.A., Saxena P.K. In vitro regeneration of Echinacea purpurea L.: enhancement of somatic embryogenesis by indolebutyric acid and dark pre-incubation // In Vitro Cellular & Developmental Biology - Plant. - 2003. - Vol. 39. - P. 605-612. DOI: 10.1079/IVP2003434

The authors declare that there are no conflicts of interest present.