Размножение в культуре in vitro редкого вида Rhodiola rosea с Алтая

  • A.A. Erst Central Siberian Botanical Garden, Russian Academy of Sciences
  • A.S. Erst Tomsk State University
  • A.I. Shmakov South-Siberian Botanical Garden, Altai State University
Ключевые слова: адаптация к условиям ex vitro; размножение in vitro; посадочный материал; Rhodiola rosea

Аннотация

В настоящее время применение методов биотехнологии для размножения и сохранения редких видов лекарственных растений является перспективным и востребованным направлением. Разнообразие природных форм Rhodiola rosea (родиолы розовой) затрудняет разработку единого эффективного протокола размножения in vitro этого ценного и редкого лекарственного растения. Для эффективного использования технологий in vitro с целью массового размножения родиолы розовой требуется оптимизация методик для конкретных популяций. В результате работы предложен способ размножения in vitro R. rosea из популяции Горного Алтая, включающий стерилизацию семян в водном растворе гипохлорита натрия, высаживание проростков на питательную среду Мурасиге и Скуга (MS), дополненную 5 μМ 6-бензиламинопурина (БАП) и 2,5 μМ α-нафтилуксусной кислоты (НУК), укоренение микропобегов на безгормональной среде ½ MS и адаптацию в субстрате состоящем из торфа и перлита в соотношении 2 : 1. Нами показано, что в культуре in vitro для эффективного прорастания семян родиолы розовой не требуется дополнительная предпосевная обработка. А проростки родиолы розовой характеризуются быстрыми темпами роста и являются перспективным типом экспланта для массового размножения этого растения в культуре in vitro. Данная технология обеспечивает высокий выход растений-регенерантов в культуре in vitro (6,3 растений на эксплант; 95–100 % укоренение) и 78%-ю адаптацию растений к условиям ex vitro. Средняя масса корней (сырой вес) за период адаптации и доращивания (7 месяцев) составила 12,2 ± 2,4 г. Размножение в культуре in vitro родиолы розовой позволяет, как сохранять природные популяции этого редкого растения, так и получать посадочный материал для коммерческого выращивания.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Литература

Bae K-H, Ko M. S., Kim N. Y., Song J. M., Song G. P. 2012. In vitro propagation and multiple shoot induction of Rhodiola rosea L. by axillary bud culture. J. Plant Biotechnol. 39: 114‒120. DOI: 10.5010/JPB.2012.39.2.114
Dimitrov B., Tasheva K., Zagorska N., Evstatieva L. 2003. In vitro cultivation of Rhodiola rosea L. Genetics and Breeding 32(1‒2): 3‒6.
Furmanova M., Hartwich M., Alferman A. W. 2002. Glucosylation of p-tyrosol to salidroside by Rhodiola rosea L. cell cultures. Herba Pol. 48: 71‒76.
Furmanova M., Oledzka H., Michalska M., Sokolnicka I., Radomska D. 1995. XXII. Rhodiola rosea L. (Roseroot): in vitro Regeneration and the Biological Activity of Roots. In: Biotechnology in Agriculture and Forestry, Medicinal and Aromatic Plants. VIII. Ed. Y. P. S. Bajaj. Springer, Heidelberg 33: 412‒426.
Galambosi B. 2005. Rhodiola rosea L. from wild collection to field production. Medicinal Plant Conservation 11(1): 31‒35.
Grech-Baran M., Sykłowska-Baranek K., Pietrosiuk A. 2015. Biotechnological approaches to enhance salidroside, rosin and its derivatives production in selected Rhodiola spp. in vitro cultures. Phytochem. Rev. 14: 657–674.
György Z. 2006. Glycoside production by in vitro Rhodiola rosea cultures. Ph. D Thesis, University of Oulu, Oulu, Finland.
Hai-jun L., Bin G., Qiong Y., Yu-jun L., Chun-Zhao L. 2006. Tissue culture of four Rhodiola species. Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica 26(10): 2023‒2027.
Ishmuratova M. M. 1998. Clonal micropropagation of Rhodiola rosea L. and R. iremelica Boriss. in vitro. Rastitelnyye resursy [Plant Resources] 34: 12‒23 [In Russian]. (Ишмуратова М. М. Клональное микроразмножение Rhodiola rosea L. и R. iremelica Boriss. in vitro // Растительные ресурсы, 1998. Т. 34. С. 12‒34).
Kaftanat V. N., Bodrug M. V., Floryia V. N. 1988. Enhanced multiplication of Rhodioloa rosea in Moldova. In: Proceedings of the Second National Conference on Medicinal Botany. Kiev, USSR, 64 p.
Khan M. Y., Aliabbas S., Kumar V., Rajkumar S. 2009. Resent Advances in Medcinal Plant Biotehology. Indian Journal of Biotechnology 8: 9‒22.
Kim E. F. 1999. Rodiola rozovaya (zolotoy koren) sem. Tolstyankovykh i biologicheskiye osnovy vvedeniya eye v kulturu [Rhodiola rosea (golden root) of the family Crassulaceae and biological basis of its introduction into the culture cultivation: abstract of the thesis of doctor of biological sciences]. Novosibirsk, 20 pp. [In Russian]. (Ким Е. Ф. Родиола розовая (золотой корень) сем. Толстянковых и биологические основы введения ее в культуру: автореф. … д-ра биол. наук. Новосибирск, 1999. 20 c.).
Kirichenko E. B., Rudenko S. S., Baglaj B. M., Masikevich U. G. 1994. Leaf culture from in vitro propagated Rhodiola rosea. Bulletin GBS, RAN 169: 50‒54.
Krajewska-Patan A., Dreger M.., Lowicka A.., Gorska-Paukszta M.., Mścisz A.., Mielcarek S., et al. 2007. Chemical investigation of biotransformed Rhodiola rosea callus tissue. Herba Pol. 53: 77‒87.
Kurkin V. A., Zapesochnaya G. G. 1986. Chemical composition and pharmacological properties of plants of the genus Rhodiola plants (review). Khimiko-farmatsevticheskiy zhurnal [Pharmaceutical Chemistry Journal] 20(10): 1231‒1244 [In Russian]. (Куркин В. А., Запесочная Г. Г. Химический состав и фармакологические свойства растений рода родиола (обзор) // Хим.-фармац. журн., 1986. Т. 20, № 10. С. 1231‒1244).
Lütken H., Meropi-Antypa N., Kemp O., Hegelund J. N., Müller R. 2017. Hairy root cultures of Rhodiola rosea to increase valuable bioactive compounds. In: Production of plant derived natural compounds through hairy root culture. Ed. S. Malik. Springer, Cham, 89‒116 pp. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-69769-7_4
Marchev A. S., Dinkova-Kostova A. T., György Z. 2016. Rhodiola rosea L.: from golden root to green cell factories. Phytochem. Rev. 15: 515–536. DOI: 10.1007/s11101-016-9453-5
Murashige T., Skoog F. 1962. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiol. plant 15(13): 473‒497.
Nekratova N. A. Rhodiola rosea L. 2008. In: Red Data Book of the Russian Federation (plants and fungi). Eds. R. V. Kamelin, V. S. Novikov. Partnership of scientific publications KMK, Moscow, 855 pp. [In Russian]. (Некратова Н. А. Rhodiola rosea L. // Красная книга Российской Федерации (растения и грибы). M.: Товарищество научных изданий КМК, 2008. 855 с.).
Ohba H. 2005. Rhodiola. Illustrated handbook of succulent plants: Crassulaceae. Berlin, 210‒227 pp.
Panossian A. Wikmana G. Sarris J. 2010. Rosenroot (Rhodiola rosea): Traditional use, chemical composition, pharmacology and clinical efficacy. Phytomedicine 17: 481–493. DOI: 10.1016/j.phymed.2010.02.002
Platikanov S., Evstatieva L. 2008. Introduction of wild golden root (Rhodiola rosea L.) as a potential economic crop in Bulgaria. Econ Bot. 62(4):621‒627.
Poletaeva I. I., Volodina S. O., Volodin V. V. 2013. Studying the individual variability of Rhodiola rosea L. plants for selection the valuable genotypes for microclonal reproduction. Izvestia of RAS Samara Scientific Center 15(3): 769‒775 [In Russian]. (Полетаева И. И., Володина С. О., Володин В. В. Изучение индивидуальной изменчивости растений Rhodiola rosea L. в целях отбора ценных генотипов для микроклонального размножения // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2013. Т. 15, № 3(2). С. 769‒775).
Ramachandra Rao S., Ravishankar G. A. 2002. Plant cell cultures: chemical factories of secondary metabolites. Biotechnology Advances 20(2): 101‒153.
Rhodiola rosea. Traditional herbal medicines for modern times. 2015. Eds. Alain Cuerrier, Kwesi Ampong-Nyarko, CRC Press, 282 pp.
Saratikov A. S., Krasnov E. A. 2004. Rodiola rozovaya (zolotoy koren) [Rhodiola rosea (golden root)]. Тоmsк, 292 pp. [In Russian]. (Саратиков А. С., Краснов Е. А. Родиола розовая (золотой корень). Томск, 2004. 292 с.).
Stepanova E. F., Shirzad B., Evseeva S. B. 2016. Rhodiola rosea: the state of the studies and the possibilities of creating cosmeceutical and dermatological medicinal product. Pharmacia and pharmacology 4 (5): 36‒62 [In Russian]. (Степанова Э. Ф., Ширзад Б., Евсеева С. Б. Родиола розовая: состояние исследований и возможности создания космецевтических и дерматологических средств // Фармация и фармакология, 2016. Т. 4, № 5. С. 36‒62). DOI: 10.19163/2307-9266-2016-4-5-36-62
Tasheva K., Kosturkova G. 2010. Bulgarian golden root in vitro cultures for micropropagation and reintroduction. Central European Journal of Biology 5(6): 853‒863.
Tasheva K., Kosturkova G. 2012. The role of biotechnology for conservation and biologically active substances production of Rhodiola rosea: Endangered Medicinal Species. The Scientific World Journal ID 274942. DOI: 10.1100/2012/274942
Verpoorte R., Contin A., Memelink J. 2002. Biotechnology for the production of plant secondary metabolites. Phytochemistry Reviews 1(1): 13‒25. DOI: 10.1023/A:1015871916833
Yin W. B., Li W., Du G. S., Huang Q. N. 2004. Studies on tissue culture of Tibetan Rhodiola rosea. Acta Bot. Boreal. Occident. Sin. 24: 1506‒1510.
Zakhozhyy I. G. 2006. Fiziologo-biokhimicheskiye osnovy nakopleniya produktov vtorichnogo metabolizma - salidrozida i rozavina v rasteniyakh Rhodiola rosea L. [Physiological and biochemical basis of accumulation of products of secondary metabolism - salidroside and rosavin in plants of Rhodiola rosea L.: abstract of the thesis of candidate of biological sciences]. St. Petersburg, 19 pp. [In Russian]. (Захожий И. Г. Физиолого-биохимические основы накопления продуктов вторичного метаболизма ‒ салидрозида и розавина в растениях Rhodiola rosea L. Автореф. … канд. биол. наук. СПб., 2006. 19 с.).
Опубликован
2018-12-11
Как цитировать
Erst, A., Erst, A., & Shmakov, A. (2018). Размножение в культуре in vitro редкого вида Rhodiola rosea с Алтая. Turczaninowia, 21(4), 78-86. https://doi.org/https://doi.org/10.14258/turczaninowia.21.4.9
Раздел
Научные статьи

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)