biologyscienceТимирязевский биологический журналTimiryazev Biological Journal2949-4710ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева (ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева)10.26897/2949-4710-2023-2-28-36biologyscience-41Research ArticleГЕНЕТИКА, БИОТЕХНОЛОГИЯGENETICS, BIOTECHNOLOGYИндукция каллуса in vitro и регенерация адвентивных побегов из листовых эксплантов гейхеры гибриднойIn Vitro Callus Induction and Adventitious Shoot Regeneration from Leaf Explants of Heuchera Hybridhttps://orcid.org/0000-0003-0783-5927МуратоваС. А.MuratovaS. A.

Светлана Александровна Муратова, заведующий учебно-исследовательской лаборатории биотехнологии, профессор кафедры садоводства, биотехнологий и селекции сельскохозяйственных культур, канд. биол. наук

393760, Тамбовская обл., г. Мичуринск, ул. Интернациональная, 101

Svetlana A. Muratova, CSc (Bio), Head of the Biotechnology Teaching and Research Laboratory, Professor of the Department of Horticulture, Biotechnology and Crop Breeding

101, Internatsional’naya Str., Michurinsk, Tambov region, 393760

smuratova@yandex.ruhttps://orcid.org/0009-0008-6010-1264ХорошковаЮ. В.KhoroshkovaYu. V.

Юлия Викторовна Хорошкова, аспирант кафедры садоводства,биотехнологий и селекции сельскохозяйственных культур

393760, Тамбовская обл., г. Мичуринск, ул. Интернациональная, 101

Yulia V. Khoroshkova, post-graduate student, Department of Horticulture, Biotechnology and Crop Breeding

101, Internatsional’naya Str., Michurinsk, Tambov region, 393760

yuhoroshkova@yandex.ruМичуринский государственный аграрный университетРоссияMichurinsk State Agrarian UniversityRussian Federation202304052023122836Copyright © Муратова С.А., Хорошкова Ю.В., 20232023Муратова С.А., Хорошкова Ю.В.Muratova S.A., Khoroshkova Y.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.bioscience-journal.com/jour/article/view/41

Впервые изучены вопросы индукции морфогенеза из изолированных листовых эксплантов гейхеры гибридной сорта Джорджия Плам. Индукцию каллуса и адвентивных побегов из листовых эксплантов проводили на модифицированной среде МС с 30 г/л глюкозы в присутствии 6-бензиламинопурина в сочетании с одним из ауксинов ИУК, ИМК, НУК или 2,4-Д. Соотношение цитокинин: ауксин в среде составляло 10:1 или 20:1. Наилучшая регенерация гейхеры гибридной (до 92% регенерирующих листовых дисков) получена на средах, содержащих 6-бензиламинопурина в концентрации 4,0 мг/л в сочетании с НУК в концентрации 0,2 мг/л или 0,4 мг/л. В этом случае число адвентивных побегов на регенерирующий диск могло доходить до 7‑9 и более. Максимальная частота прямой регенерации наблюдалась на средах, содержащих ИМК. На средах, содержащих 2,4-Д, образовывался обильный каллус.

The problems of morphogenesis’ induction from isolated leaf explants of the variety Georgia Plum of Heuchera hybrid were studied for the first time. The induction of callus and of adventitious shoots from leaf explants on the modified MS medium containing 30g/l glucose was carried out in the presence of 6-BAP in combination with one of the auxins IAA, IBA, NAA or 2,4-D. The cytokinin: auxin ratio in the medium was 10:1 or 20:1. The best regeneration of Heuchera hybrid (up to 92% of regenerating leaf discs) was obtained on media containing 6-BAP at a concentration of 4.0 mg/l in combination with NAA at a concentration of 0.2 mg/l or 0.4 mg/l. In this case, the number of adventitious shoots per regenerating disc could reach 7‑9 and more. The maximum frequency of direct regeneration was observed on media containing IBA. Abundant callus formation was observed on media containing 2,4-D.

Гейхера гибриднаяфитогормоныкаллусогенезморфогенезадвентивные побегиHeuchera hybridplant hormonescallusogenesismorphogenesisadventitious shootsReferencesГущин А.В., Калашникова Е.А., Киракосян Р.Н. Оптимизация технологии клонального микроразмножения современных сортов декоративных культур // Sciences of Europe. – 2019. – № 38. – С. 28-31.Gushchin A.V., Kalashnikova E.A., Kirakosyan R.N. Optimization of the technology of clonal micropropagation of modern varieties of ornamental crops. Sciences of Europe. 2019; 38: 28-31. (In Rus.)Пугачева Г.М., Субботина Н.С., Николашина О.Н., Вдовина В.С. Особенности клонального микроразмножения гейхеры гибридной // Приоритетные направления развития садоводства (I Потаповские чтения). – 2019. – С. 93-96.Pugacheva G.M., Subbotina N.S., Nikolashina O.N., Vdovina V.S. Peculiarities of clonal micropropagation of Heuchera hybrid. Prioritetnye napravleniya razvitiya sadovodstva (I Potapovskie chteniya). 2019: 93-96. (In Rus.)Гусева М.В., Крахмалева И.Л. Особенности регенерации разных сортов Heuchera и × Heucherella в культуре in vitro // Integral: Международный журнал прикладных наук и технологий. – 2021. – № 4.Guseva M.V., Krakhmaleva I.L. Peculiarities of regeneration of different varieties of Heuchera and × Heucherella in in vitro culture. Integral: Mezhdunarodniy zhurnal prikladnykh nauk i tekhnologiy. 2021; 4. (In Rus.)Zhao H.Q., He Qing H., Song Li L., Hou Mei F., Zhang Zhi G. In vitro culture of Heuchera villosa «Caramel» // HortScience. – 2017. – V. 52, № 4. – Pр. 622-624. doi: 10.21273/HORTSCI11340-16.Zhao H.Q., He Qing H., Song Li L., Hou Mei F., Zhang Zhi G. In vitro culture of Heuchera villosa “Caramel”. HortScience. 2017; 52; 4: 622-624. DOI: 10.21273/HORTSCI11340-16Nowakowska K., Bodych A., Latkowska M.J. and Pacholczak A. The use of tissue cultures in the mass production of Heuchera «Silver Scrolls» // Annals of Warsaw University of Life Sciences-SGGW. Horticulture and Landscape Architecture. – 2020. – № 41. – Рр. 5-16. doi: 10.22630/AHLA.2020.41.1.Nowakowska K., Bodych A., Latkowska M.J. and Pacholczak A. The use of tissue cultures in the mass production of Heuchera “Silver Scrolls”. Annals of Warsaw University of Life Sciences-SGGW. Horticulture and Landscape Architecture. 2020; 41: 5-16. DOI: 10.22630/AHLA.2020.41.1Chan Xu, Hang Guo, Zhijing Wang, Yuan Chen. In vitro and cutting propagation of Heuchera: rapid mass production protocol and correlation between initiating ability the two methods // Preprint, Research Square. – 2022. doi: 10.21203/rs.3.rs-2168017/v1.Chan Xu, Hang Guo, Zhijing Wang, Yuan Chen. In vitro and cutting propagation of Heuchera: rapid mass production protocol and correlation between initiating ability the two methods. Preprint, Research Square. 2022. DOI: 10.21203/rs.3.rs-2168017/v1Бутенко Р.Г., Яковлева З.М. Контролируемый органогенез и регенерация целого растения в культуре недифференцированной ткани // Известия АН СССР. – Серия Б. – 1962. – № 2. – С. 230-241.Butenko R.G., Yakovleva Z.M. Controlled organogenesis and regeneration of the whole plant in undifferentiated tissue culture. Izvestiya AN SSSR. Seriya B. 1962; 2: 230-241. (In Rus.)Катаева Н.В., Бутенко Р.Г. Клональное микроразмножение растений. – М.: Наука, 1983. – 96 с.Kataeva N.V., Butenko R.G. Clonal micropropagation of plants. M.: Nauka, 1983: 96. (In Rus.)Бутенко Р.Г. Индукция морфогенеза в культуре тканей растений // Гормональная регуляция онтогенеза растений. – М.: Наука, 1984. – С. 42-54.Butenko R.G. Induction of morphogenesis in plant tissue culture. Gormonal’naya regulyatsiya ontogeneza rasteniy. M.: Nauka, 1984: 42-54. (In Rus.)Носырева М.В., Вечернина Н.А., Таварткиладзе О.К. Регенерация и размножение растений бегонии in vitro // Известия Алтайского государственного университета. – 2004. – № 3. – С. 094-097.Nosyreva M.V., Vechernina N.A., Tavartkiladze O.K. Regeneration and propagation of begonia plants in vitro. Izvestiya Altayskogo gosudarstvennogo universiteta. 2004; 3: 094-097. (In Rus.)Соловых Н.В., Муратова С.А. Индукция морфогенеза из соматических тканей растений рода Rubus // Вестник МичГАУ. – 2010. – № 2. – С. 104-110.Solovykh N.V., Muratova S.A. Induction of morphogenesis from somatic tissues of plants of the genus Rubus. Vestnik MichGAU. 2010; 2: 104-110. (In Rus.)Митрофанова И.В. Соматический эмбриогенез и органогенез как основа биотехнологических систем получения и сохранения декоративных и плодовых культур // Труды Никитского ботанического сада. – 2009. – Т. 131. – С. 9-22.Mitrofanova I.V. Somatic embryogenesis and organogenesis as the basis of biotechnological systems for obtaining and preserving ornamental and fruit crops. Trudy Nikitskogo botanicheskogo sada. 2009; 131: 9-22. (In Rus.)Митрофанова И.В. Соматический эмбриогенез и органогенез как основа биотехнологических систем получения и сохранения декоративных и плодовых культур // Биология растений и садоводство: теория, инновации. – 2009. – № 131.Mitrofanova I.V. Somatic embryogenesis and organogenesis as a basis for biotechnological systems for obtaining and preserving ornamental and fruit crops. Biologiya rasteniy i sadovodstvo: teoriya, innovatsii. 2009; 131. (In Rus.)Муратова С.А., Соловых Н.В., Терехова В.И. Индукция морфогенеза из изолированных соматических тканей растений: Монография. – Мичуринск: Изд-во Мичуринского госагроуниверситета, 2011. – 107 с.Muratova S.A., Solovykh N.V., Terekhova V.I. Induction of morphogenesis from isolated plant somatic tissues: Monograph. Michurinsk: Izd-vo Michurinskogo gosagrouniversiteta, 2011: 107. (In Rus.)Сковородников Д.Н., Леонова Н.В., Озеровский А.В., Варавка А.А. Влияние регуляторов роста растений на адвентивный органогенез земляники садовой in vitro // Вестник Брянского государственного университета. – 2012. – № 4 (2). – С. 222-224.Skovorodnikov D.N., Leonova N.V., Ozerovskiy A.V., Varavka A.A. Influence of plant growth regulators on adventitious organogenesis of garden strawberry in vitro. Vestnik Bryanskogo gosudarstvennogo universiteta. 2012; 4 (2): 222-224. (In Rus.)Плаксина Т.В., Солохина А.А., Артамонова О.Н., Бородулина И.Д. Пути регенерации растений вишни степной (Prunus Fruticosa Pall) в условиях in vitro // Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии. – 2018. – Т. 17. – С. 234-238.Plaksina T.V., Solokhina A.A., Artamonova O.N., Borodulina I.D. Ways of regeneration of steppe cherry plants (Prunus Fruticosa Pall) in vitro. Problemy botaniki Yuzhnoy Sibiri i Mongolii. 2018; 17: 234-238. (In Rus.)Хорошкова Ю.В., Муратова С.А. Индукция морфогенеза в культуре тканей растений // Наука и образование. – 2021. – № 4 (3).Khoroshkova Yu.V., Muratova S.A. Induction of morphogenesis in plant tissue culture. Nauka i obrazovanie. 2021; 4 (3). (In Rus.)Baker B.C., Bhatia S.K. Factors effecting adventitious shoot regeneration from leaf explants of quince (Cydonia oblonga) // Plant Cell Tiss. Org. Cult. – 1993. – V. 35. – Pp. 273-277.Baker B.C., Bhatia S.K. Factors effecting adventitious shoot regeneration from leaf explants of quince (Cydonia oblonga). Plant Cell Tiss. Org. Cult. 1993; 35: 273-277.Ahmad N., Faisal M., Anis M., Aref I.M. In vitro callus induction and plant regeneration from leaf explants of Ruta graveolens L. // South African Journal of Botany. – 2010. – № 76 (3). – Pр. 597-600. doi: 10.1016/j.sajb.2010.03.008.Ahmad N., Faisal M., Anis M., Aref I.M. In vitro callus induction and plant regeneration from leaf explants of Ruta graveolens L. South African Journal of Botany. 2010; 76 (3): 597-600. DOI: 10.1016/j.sajb.2010.03.008Lee J.H., Pijut P.M. Adventitious shoot regeneration from in vitro leaf explants of Fraxinus nigra // Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC). – 2017. – V. 130. – Pр. 335-343. doi.: 10.1007/s11240-017-1228-1.Lee J.H., Pijut P.M. Adventitious shoot regeneration from in vitro leaf explants of Fraxinus nigra. Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC). 2017; 130: 335-343. DOI.: 10.1007/s11240-017-1228-1Murashige T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures // Physiol. Plant. – 1962. – V. 15, № 13. – Рр. 473-497.Murashige T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiol. Plant. 1962; 15; 13: 473-497.Иванова Н.Н., Митрофанова И.В., Митрофанова О.В. Методические основы клонального микроразмножения некоторых декоративных культур // Сборник научных трудов ГНБ С. – 2014. – Т. 138. – С. 57-101.Ivanova N.N., Mitrofanova I.V., Mitrofanova O.V. Methodical bases of clonal micropropagation of some ornamental crops. Sbornik nauchnykh trudov GNBS. 2014; 138: 57-101. (In Rus.)Строева Н.С., Дарханова В.Г. Получение растений-регенерантов Medicago varia индукцией каллусообразования листовых эксплантов в культуре in vitro // Природные ресурсы Арктики и Субарктики. – 2017. – № 1 (85). – С. 110-113.Stroeva N.S., Darkhanova V.G. Obtaining Medicago varia regenerated plants by inducing callus formation of leaf explants in in vitro culture. Prirodnye resursy Arktiki i Subarktiki. 2017; 1 (85):110-113. (In Rus.)Welander M. Plant regeneration from leaf and stem segments of shoots raised in vitro from mature apple trees // J. Plant Physiol. – 1988. – V. 132. – P. 738-744.Welander M. Plant regeneration from leaf and stem segments of shoots raised in vitro from mature apple trees. J. Plant Physiol. 1988; 132: 738-744.Norizaku T., Tanimoto S., Harada H. Effects of wounding on adventitous bud formation in Torenia fournieri stem segments cultured in vitro // J. Exp. Bot. – 1985. – V. 36. – Pр. 841-847.Norizaku T., Tanimoto S., Harada H. Effects of wounding on adventitous bud formation in Torenia fournieri stem segments cultured in vitro. J. Exp. Bot. 1985; 36: 841-847.Skoog F., Miller C.O. Chemical regulation of growth and organ formation in plant tissues cultured in vitro // Symp Soc Exp Biol. – 1957. – V. 11. – Pр. 118-131.Skoog F., Miller C.O. Chemical regulation of growth and organ formation in plant tissues cultured in vitro. Symp Soc Exp Biol. 1957; 11: 118-131.

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