Влияние ионов цинка и меди на морфогенез Robinia pseudoacacia L. в культуре in vitro

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. Модификация состава и концентрации микроэлементов питательной среды дает возможность провести качественную оценку влияния ионов металлов на морфогенный потенциал растений in vitro.

Цель. Изучить влияние различных концентраций цинка и меди в культуральной среде на морфогенную активность проростков и растений-регенерантов Robinia pseudoacacia для оптимизации технологии микроклонального размножения.

Материалы и методы. Исследование проводилось на базе лаборатории биотехнологий ФНЦ агроэкологии РАН с использованием семенного материала и микропобегов R. pseudoacacia. В качестве основной питательной среды использовали протокол Мурасиге и Скуга без добавления фитогормонов. В эксперименте использовали следующие диапазоны концентраций солей цинка и меди: ZnSO4×7H2O (от 1,875 до 30 мг/л) и CuSO4×5H2O (от 3,75 до 60 мг/л). Оценивали длину побега, количество междоузлий и листьев, длину сформированных корней, окраску листовой пластины. Статистическая обработка данных осуществлялась с помощью пакета прикладных программ Statistica 12 (StatSoft, USA).

Результаты. Определена морфогенная роль ионов цинка и меди в культуральной среде при микроклональном размножении Robinia pseudoacacia. Для проростков и микропобегов R. pseudoacacia стимулирующее действие оказала концентрация сульфата цинка 15 мг/ле. Ионы Zn в диапазоне концентраций от 1,875 до 15 мг/л в целом проявляли стимулирующий характер воздействия на процессы гемморизогенеза. Добавление ионов меди в исследуемом диапазоне проявлялось в постепенном угнетении морфогенного потенциала, как проростков, так и культивируемых микропобегов R. pseudoacacia. Высокие концентрации сульфата меди 30 и 60 мг/л являлись сублетальными для микропобегов R. pseudoacacia.

Заключение. Полученные результаты показывают, что исследованные концентрации ионов цинка могут быть использованы как эффективные стимуляторы морфогенеза R. pseudoacacia в культуре in vitro.

Об авторах

Ольга Олеговна Жолобова

ФГБНУ «Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения Российской академии наук»

Email: zholobova-o@vfanc.ru
ORCID iD: 0000-0002-1594-4181
SPIN-код: 7730-9448
Scopus Author ID: 58168717100
ResearcherId: AAO-3716-2021

кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник – заведующий лабораторией биотехнологий

 

Россия, пр. Университетский, 97, г. Волгоград, 400062, Российская Федерация

Татьяна Васильевна Терещенко

ФГБНУ «Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения Российской академии наук»

Автор, ответственный за переписку.
Email: tereschenko@vfanc.ru
ORCID iD: 0000-0001-9116-6062
ResearcherId: AAO-4937-2021

младший научный сотрудник лаборатории биотехнологий

 

Россия, пр. Университетский, 97, г. Волгоград, 400062, Российская Федерация

Список литературы

  1. Бабошко, О. И., & Танюкевич, В. В. (2015). Продуктивность и мелиоративная роль лесных полос с участием Robinia pseudoacacia L. в степной зоне (108 с.). Новочеркасск: Новочеркасская государственная мелиоративная академия.
  2. Барсукова, Е. Н., Клыков, А. Г., Фисенко, П. В., Боровая, С. А., & Чайкина, Е. Л. (2020). Использование методов биотехнологии в селекции гречихи на Дальнем Востоке. Вестник Дальневосточного отделения Российской академии наук, 4, 58–66. https://doi.org/10.37102/08697698.2020.212.4.010. EDN: https://elibrary.ru/WDMMAU
  3. Барсукова, Е. Н., Клыков, А. Г., & Чайкина, Е. Л. (2023). Селекционная оценка сортообразцов гречихи посевной (Fagopyrum esculentum Moench), полученных с использованием ионов меди и цинка. Аграрная наука, 9, 84–89. https://doi.org/10.32634/0869-8155-2023-374-9-84-89. EDN: https://elibrary.ru/BDEVXM
  4. Боровая, С. А., Барсукова, Е. Н., & Клыков, А. Г. (2022). Влияние селективных сред с тяжёлыми металлами на рост и развитие Fagopyrum esculentum Moench in vitro. Вестник КрасГАУ, 7, 95–101. https://doi.org/10.36718/1819-4036-2022-7-95-101. EDN: https://elibrary.ru/GSBMOF
  5. Боровая, С. А., Клыков, А. Г., & Барсукова, Е. Н. (2023). Влияние токсического действия цинка и минерального голодания на рост и развитие гречихи посевной в культуре in vitro. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции, 184(2), 9–18. https://doi.org/10.30901/2227-8834-2023-2-9-18. EDN: https://elibrary.ru/OXMCGJ
  6. Дроздова, И. В., АлексееваПопова, Н. В., Беляева, А. И., & Калимова, И. Б. (2014). Влияние меди, никеля и кадмия на рост и некоторые физиологические параметры сеянцев Pinus sylvestris и Picea abies (Pinaceae). Растительные ресурсы, 50(4), 554–566. EDN: https://elibrary.ru/STDJWN
  7. Ермошин, А. А., Орлова, М. В., Неугодникова, Е. А., Григорьева, Е. И., Тептина, А. Ю., & Киселёва, И. С. (2020). Рост клевера и бурачка in vitro в среде с высоким содержанием тяжёлых металлов. Экобиотех, 3(2), 253–260. https://doi.org/10.31163/2618-964X-2020-3-2-253-260. EDN: https://elibrary.ru/QVFBTY
  8. Землянухина, О. А., Калаев, В. Н., Воронина, В. С., & Епринцев, А. Т. (2017). Биохимическая адаптация микроклонов Weigela florida «Variegata» Bunge A. DC. к соле- и медьиндуцированным стрессам. Сибирский лесной журнал, 6, 89–101. https://doi.org/10.15372/SJFS20170607. EDN: https://elibrary.ru/YMADDU
  9. Минайчев, В. В., Сиголаева, Т. Е., Кузнецов, Д. А., & Иванищев, В. В. (2015). Влияние ионов цинка и никеля на формирование проростков Pisum sativum L. Известия Тульского государственного университета. Естественные науки, 3, 292–304. EDN: https://elibrary.ru/UMEKSZ
  10. Седов, К. А., Литвинова, И. И., & Гладков, Е. А. (2012). Оценка фитотоксичности меди и получение стрессустойчивых двудольных растений. Известия МГТУ, 2, 273–276. EDN: https://elibrary.ru/PVDJRT
  11. Тимофеева, Н. А., Сигарева, Л. Е., Крылова, Е. Г., & Лапиров, А. Г. (2016). Влияние ионов меди и никеля на морфофизиологические показатели проростков прибрежноводных растений. Известия Российской академии наук. Серия биологическая, 3, 295–302. https://doi.org/10.7868/S0002332916030115. EDN: https://elibrary.ru/VYLTFT
  12. Титов, А. Ф., Казнина, Н. М., & Таланова, В. В. (2014). Тяжёлые металлы и растения (194 с.). Петрозаводск: Карельский научный центр РАН. EDN: https://elibrary.ru/UAJSQV
  13. Ahmad, N., Alatar, A. A., Faisal, M., Khan, M. I., Fatima, N., Anis, M., et al. (2015). Effect of copper and zinc on the in vitro regeneration of Rauvolfia serpentina. Biologia Plantarum, 59(11), 11–17. https://doi.org/10.1007/s10535-014-0479-5
  14. Ashagre, H., Almaw, D., & Feyisa, T. (2013). Effect of copper and zinc on seed germination, phytotoxicity, tolerance and seedling vigor of tomato (Lycopersicon esculentum L. cultivar Roma VF). International Journal of Agricultural Science Research, 2(11), 312–317.
  15. Bojarczuk, K. (2004). Effect of toxic metals on the development of poplar (Populus tremula L. × P. alba L.) cultured in vitro. Polish Journal of Environmental Studies, 13(2), 115–120.
  16. Dikkaya, E. T., & Ergun, N. (2014). Effects of cadmium and zinc interactions on growth parameters and activities of ascorbate peroxidase on maize (Zea mays L. MAT 97). European Journal Experimental Biology, 4(1), 288–295.
  17. González, Á., Chumillas, V., & del Carmen Lobo, M. (2012). Effect of Zn, Cd and Cr on growth, water status and chlorophyll content of barley plants (Hordeum vulgare L.). Agricultural Sciences, 3(4), 572–581. https://doi.org/10.4236/as.2012.34069
  18. Goyal, D., Yadav, A., Prasad, M., Singh, T. B., Shrivastav, P., Ali, A., Kumar, D. P., & Mishra, S. (2020). Effect of heavy metals on plant growth: an overview: Contaminants in agriculture (pp. 79–101). Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-41552-5_4. EDN: https://elibrary.ru/GZRKCE
  19. Mangal, M., Agarwal, M., & Bhargava, D. (2013). Effect of cadmium and zinc on growth and biochemical parameters of selected vegetables. Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry, 2(1), 110–114.
  20. Manivasagaperumal, R., Balamurugan, S., Thiyagarajan, G., & Sekar, J. (2011). Effect of zinc on germination, seedling growth and biochemical content of cluster bean (Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub). Current Botany, 2(5), 11–15.
  21. Murashige, T., & Skoog, F. A. (1962). A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiologia Plantarum, 15(3), 473–497. https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x
  22. Vwioko, E. D., & Digwe, K. C. (2018). Comparing effects of copper and chromium treatments on growth of Cyperus esculentus L. in field and in vitro studies and further explanation by restriction fragment length polymorphism analysis. East African Journal of Sciences, 12(1), 41–50.
  23. Zayed, Z. E., ELDawayati, M. M., Hussien, F. A., & Saber, T. Y. (2020). Enhanced in vitro multiplication and rooting of date palm cv. Yellow Maktoum by zinc and copper ions. Plant Archives, 20(1), 517–528.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».