Biotechnological features of reproduction of somaclonal variants of Echinacea × hybrida hort
https://doi.org/10.36305/0513-1634-2022-144-95-104
Abstract
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%.
About the Authors
I. L. Krakhmaleva
Главный ботанический сад им. Н.В. Цицина Российской академии наук
Russian Federation
Russian Federation
O. I. Molkanova
Главный ботанический сад им. Н.В. Цицина Российской академии наук
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Бутенко Р.Г. Биология клеток высших растений in vitro и биотехнология на их основе. - М.: ФБК-ПРЕСС, 1999. - 160 с.
2. 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.
3. 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.
4. 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-invitro
5. Лебедев 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-rasteniy
6. Молканова 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: 10.24411/0235-2451-2018-10915
7. Муратова С.А., Соловых Н.В., Терехов В.И. Индукция морфогенеза из изолированных соматических тканей растений. - Мичуринск: Изд-во Мичуринского госагроуниверситета, 2011. - 107 с.
8. 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/5301
9. Сидоров В.А. Биотехнология растений. Клеточная селекция. - Киев: Наукова думка, 1990. - 280 с.
10. 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/s11627-007-9057-2
11. Bairu 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-x
12. Grossman 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=1
13. Hammer Ø., Harper D.A.T., Ryan P.D. PAST v. 2.17c. // Palaeontol. Electron. - 2001. -Vol. 4(1). - P. 1-9.
14. 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/IVP2003424
15. Murashige 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/7463a45e234f30e683a1c509543d5cd5747231a7
16. Lakshmanan 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: 10.1080/14620316.2002.11511473
17. Parsons 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: 10.1080/13880209.2018.1501583
18. Sauve 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/IVP2004530
19. Zhang 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/s41598-017-00321-6
20. Zobayed 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
Review
For citations:
Krakhmaleva I.L., Molkanova O.I. Biotechnological features of reproduction of somaclonal variants of Echinacea × hybrida hort. Bulletin of the State Nikitsky Botanical Gardens. 2022;(144):95-104. (In Russ.) https://doi.org/10.36305/0513-1634-2022-144-95-104
Views:
117
Email this article 