Известия Саратовского университета. Новая серия.

Серия Химия. Биология. Экология

ISSN 1816-9775 (Print)
ISSN 2541-8971 (Online)

Для цитирования:

Кулисева Ю. И., Блюднева Е. А., Кашин А. С. Оптимизация условий сохранения генофонда эндемичного Calophaca wolgarica в коллекции стерильных культур in vitro // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2026. Т. 26, вып. 3. С. 299-309. DOI: 10.18500/1816-9775-2026-26-3-299-309, EDN: FWSWLG

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
скачать
(загрузок: 13)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Биология
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
581.527.4+57.085.2
DOI: 
10.18500/1816-9775-2026-26-3-299-309
EDN: 
FWSWLG

Оптимизация условий сохранения генофонда эндемичного Calophaca wolgarica в коллекции стерильных культур in vitro

Авторы: 
Кулисева Юлия Игоревна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Блюднева Елена Александровна, УНЦ «Ботанический сад» Саратовского государственного университета имени Н. Г. Чернышевского
Кашин Александр Степанович, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Аннотация: 

Приведены результаты успешного создания генетического банка in vitro Calophaca wolgarica (L. f.) Pall. ex Fisch., – редкого кустарника семейства Fabaceae, палеоэндемика юга Восточной Европы, представляющего собой совокупность образцов с контрастными генотипами со всего ареала этого вида. Образцы для эксплантации отобраны по результатам мониторинга морфологической изменчивости и молекулярно-генетического полиморфизма в популяциях данного вида. Эксплантирован семенной материал, собранный в 2024 г. в восьми природных популяциях, находящихся в разных частях ареала вида (в Волгоградской и Ростовской областях, Ставропольском крае) и характеризующихся генетическим своеобразием. Установлены оптимальные условия культивирования C. wolgarica: проращивание семян на безгормональной питательной среде Т. Мурасиге и Ф. Скуга (1962), регенерация проростков на среде Woody Plant Medium (1981) при концентрации 0.1 мг/л 6-бензиламинопурина и 0.5 мг/л 3-индолилуксусной кислоты. Микрочеренки с 4–6 побегов каждого образца из популяций Волгоградской и Ростовской областей депонированы в условиях пониженной температуры. Выявлено, что образцы C. wolgarica из всех изученных популяций независимо от ихгенетических особенностей успешно образуют микрочеренки в одинаковыхусловияхin vitro. Это указывает на относительную генетическую однородность вида в пределах всего ареала. Необходимо дальнейшее детальное изучение культуральных особенностей образцов контрастных генотипов на стадии укоренения и адаптации к нестерильным условиям произрастания, совершенствование и адаптация методов микроклонального размножения и депонирования при низких температурах к определённому исходному материалу с целью повышения эффективности создания генетического банка in vitro и сохранения генофонда вида в этих условиях.

Ключевые слова: 
Calophaca wolgarica
генетический банк стерильных культур in vitro
микроклональное размножение
контрастные генотипы
генофонд вида
Список источников: 
  1. Fay M. F. Conservation of rare and endangered plants using in vitro methods // In Vitro Cellular and Developmental Biology. Plant. 1992. Vol. 28, № 1. P. 1–4.
  2. Крицкая Т. А., Кашин А. С. Использование метода культуры in vitro для сохранения некоторых редких и исчезающих кальцефильных видов растений Саратовской области // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2013. Т. 13, вып. 4. С. 65–72.
  3. Cruz-Cruz C. A., Gonzalez-Arnao M. T., Engelmann F. Biotechnology and Conservation of Plant Biodiversity // Resources. 2013. № 2. P. 73–95. https://doi.org/10.3390/RESOURCES2020073
  4. Крицкая Т. А., Кашин А. С. Особенности длительного депонирования культуры in vitro некоторых редких и исчезающих видов растений Саратовской области // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2016. Т. 16, вып. 1. С. 74–80. https://doi.org/10.18500/1816-9775-2016-16-1-74-80
  5. Молканова О. И., Коновалова Л. Н., Стахеева Т. С. Особенности размножения и сохранения коллекции ценных и редких видов растений в условиях in vitro // Бюллетень ГНБС. 2016. Вып. 120. С. 17–23.
  6. Крицкая Т. А., Кашин А. С., Касаткин М. Ю. Микроразмножение и сомаклональная изменчивость Tulipa suaveolens (Liliaceae) in vitro // Онтогенез. 2019. Т. 50, № 4. С. 270–277. https://doi.org/10.1134/S0475145019040049
  7. Ivanova N. N., Tsiupka V. A., Mitrofanova O. V., Mitrofanova I. V. Rare and endemic plant species of Mountain Crimea flora: A morphogenic response to conservation in the gene bank in vitro // Turczaninowia. 2022. Vol. 25, № 1. P. 24–30. https://doi.org/10.14258/turczaninowia.25.1.3
  8. Mitrofanova I. V., Lesnikova-Sedoshenko N. P., Chelombit S. V., Zhdanova I. V., Ivanova N. N., Mitrofanova O. V. The effect of plant growth regulators on the in vitro regeneration capacity in some horticultural crops and rare endangered plant species // Acta Hortic. 2022. Vol. 1339, № 24. P. 181–189. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2022.1339.24
  9. Manokari M., Prajapati S. R., Patel R. M., Jani M. D., Faisal M., Alatar A. A., Singh R. K., Shekhawat M. S. In vitro regeneration for ex situ conservation of Ochradenus lakhpatensis R. M. Patel & Prajapati (Resedaceae) – an endangered shrub of Gujarat, India // Plant Cell, Tissue and Organ Culture. 2025. Vol. 162, № 84. P. 1–13. https://doi.org/10.1007/s11240-025-03208-x
  10. Бутенко Р. Г. Биология клеток высших растений in vitro и биотехнологии на их основе : учебное пособие. М. : ФБК-ПРЕСС, 1999. 160 с.
  11. Salazar-Díaz R., Trujillo A. I. U. In vitro propagation of Espeletia occidentalis: A strategy for the conservation and reintroduction of a near-threatened Andean species // Plant Cell, Tissue and Organ Culture. 2025. Vol. 161, № 67. P. 1–16. https://doi.org/10.1007/s11240-025-03083-6
  12. Kamperi E., Bertsouklis K., Bazanis A.-E., Dima E., Trigas P., Tsakiri M., Panitsa M. Micropropagation of the critically endangered Silene conglomeratica Melzh.: A tool for conservation and ornamental aspects // Conservation. 2026. Vol. 6, № 18. P. 1–16. https://doi.org/10.3390/conservation6010018
  13. Тимофеева О. А., Невмержицкая Ю. Ю. Клональное микроразмножение растений : учебно-методическое пособие. Казань : Казанский университет, 2012. 56 с.
  14. Блюднева Е. А., Крицкая Т. А., Кашин А. С., Кириллова И. М. Сохранение видов и сортов растений в коллекции in vitro ботанического сада Саратовского госуниверситета // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2014. Т. 14, вып. 1. С. 48–54.
  15. Крицкая Т. А., Кашин А. С. Клональное микроразмножение пиона тонколистного (Paeonia tenuifolia L.) // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2015. Т. 15, вып. 1. С. 55–61.
  16. Самарская В. О., Малаева Е. В., Постнова М. В. Аспекты клонального микроразмножения и сохранения растений in vitro // Природные системы и ресурсы. 2019. Т. 9, № 3. С. 13–22.
  17. Ветчинкина Е. М., Ширнина И. В., Ширнин С. Ю., Молканова О. И. Сохранение редких видов растений в генетических коллекциях in vitro // Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. Серия: Естественные и медицинские науки. 2012. № 7. С. 109–118.
  18. Середа М. М., Карасева Т. А., Луценко Е. В. Микроклональное размножение майкарагана волжского // Вестник Удмуртского университета. Серия: Биология. Науки о Земле. 2015. № 3. С. 35–40.
  19. Малаева Е. В. Сохранение редких видов растений в генетическом банке Волгоградского регионального ботанического сада // Субтропическое и декоративное садоводство. 2020. № 73. С. 61–68. https://doi.org/10.31360/2225-3068-2020-73-61-68
  20. Bazanis A.-E., Papafotiou M. In vitro germination, micropropagation and addressing the hyperhydricity of the Balkan native Dianthus cruentus, a plant with high ornamental and xeriscaping potential // Horticulturae. 2024. Vol. 10, № 8. Art. 813. https://doi.org/10.3390/horticulturae10080813
  21. Сащенко М. Н., Подвигина О. А. Особенности развития растений гороха при микроклональном размножении в условиях культуры in vitro // Вестник АГАУ. 2014. № 6 (116). С. 24–29.
  22. Шмараева А. Н., Баранова О. Г. Майкараган волжский – Calophaca wolgarica (L. f.) Pall. ex Fisch. // Красная книга Российской Федерации. Растения и грибы / отв. ред. Д. В. Гельтман. М. : ВНИИ «Экология», 2024. С. 268–269.
  23. Кашин А. С., Петрова Н. А., Шилова И. В., Гребенников К. А., Куликова Л. В. Состояние ценопопуляций Calophaca wolgarica (L.) Fisch. ex DC. (Fabaceae, Angiospermae) в Волгоградской области // Поволжский экологический журнал. 2015. Вып. 3. С. 253–267.
  24. Серова Л. А., Шилова И. В., Гладилина Т. Ю., Демочко Ю. А., Петрова Н. А., Иванова Е. В. Охраняемые виды растений Саратовской области в коллекциях отдела флоры и растительности учебно-научного центра «Ботанический сад» // Бюллетень Ботанического сада СГУ. 2015. № 13. С. 107–120.
  25. Кашин А. С., Шилова И. В., Пархоменко А. С. Реализация в ботаническом саду Саратовского госуниверситета комплексного подхода к изучению и сохранению биоразнообразия редких видов растений // Известия Уфимского научного центра РАН. 2024. № 4. С. 112–119. https://doi.org/10.31040/2222-8349-2024-0-4-112-119
  26. Huo X., Yan M., Zhang Q., Meng Q. Effects of different hormone concentrations on tissue culture of Caragana korshinskii stem segments // Chinese Agricultural Science Bulletin. 2009. Vol. 25, № 10. P. 148−150.
  27. Zhai X., Yang L., Shen H. Shoot multiplication and plant regeneration in Caragana fruticosa (Pall.) Besser // Journal of Forestry Research. 2011. Vol. 22, № 4. P. 561–567. https://doi.org/10.1007/s11676-011-0199-z
  28. Исаков А. С. Разработка протокола клонального микроразмножения представителей родов Caragana и Cersis в условиях аридной зоны // Научно-агрономический журнал. 2021. № 1 (112). С. 40–44. https://doi.org/10.34736/FNC.2021.112.1.006.38-42
  29. Liu B., Shang X., Zhang X., Shao W., Ren L., Li G., Zhu M., Wang R. In vitro regeneration and Agrobacterium-mediated genetic transformation of Caragana korshinskii // Forestry Research. 2023. Vol. 3, № 14. P. 1–10. https://doi.org/10.48130/FR-2023-0014
  30. Филиппов Е. Г. Клональное микроразмножение Astragalus gorodkovii Jurtz., Astragalus gorczakovskii L. Vassil. с использованием методов in vitro // Аграрный вестник Урала. 2023. № 1 (230). С. 66‒76. https://doi.org/10.32417/1997-4868-2023-230-01-66-76
  31. Erst A. A., Zvyagina N. S., Novikova T. I., Dorogina O. V. Clonal micropropagation of a rare species Hedysarum theinum Krasnob. (Fabaceae) and assessment of the genetic stability of regenerated plants using ISSR markers // Russian Journal of Genetics. 2015. Vol. 51, № 2. P. 158–162. https://doi.org/10.1134/S1022795415020076
  32. Аврамова Е. С., Черепанова О. Е. Введение в культуру in vitro Hedysarum gmelinii Ledeb. // Аграрный вестник Урала. 2020. № 10 (201). С. 35–42. https://doi.org/10.32417/1997-4868-2020-201-10-35
  33. Erst A. A., Nuzhdina N. S. In vitro propagation of endemic species Hedysarum chaiyrakanicum (Tuva Republic, Russia) and its widespread congener, H. gmelini (Fabaceae) // BIO Web of Conferences. 2020. Vol. 24, № 152 (00021). P. 1–5. https://doi.org/10.1051/bioconf/20202400021
  34. Rout G. R., Samantaray S., Das P. Somatic embryogenesis and plant regeneration from callus of Acacia catechu – a multipurpose leguminous tree // Plant Cell Tissue and Organ Culture. 1995. Vol. 42, № 3. P. 283−285. https://doi.org/10.1007/BF00030000
  35. Vengadesan G., Ganapathi A., Prem Anand R., Ramesh Anbazhagan V. In vitro propagation of Acacia sinuata (Lour.) Merr. via cotyledonary nodes // Agroforestry Systems. 2002. № 55. P. 9–15. https://doi.org/10.1023/A:1020269022363
  36. Gantait S., Kundu S., Das P. K. Acacia: An exclusive survey on in vitro propagation // Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences. 2016. Vol. 17. P. 1–15. https://doi.org/10.1016/J.JSSAS.2016.03.004
  37. Ho W.-J., Huang Y.-K., Huang W.-W., Huang Y.-C., Chung J.-P. Effective in vitro culture using dormant bud of nodal sections from a mature Acacia tree // In Vitro Cellular and Developmental Biology. Plant. 2022. № 58. P. 437–446. https://doi.org/10.1007/s11627-021-10235-8
  38. Kritskaya T. A., Kondratieva A. O., Kuliseva Yu. I., Kashin A. S. Genetic and morphological conservatism of Calophaca wolgarica (Fabaceae), a paleoendemic species of the Southern East European Plain // Turczaninowia. 2025. Vol. 28, № 4. P. 52–67. https://doi.org/10.14258/turczaninowia.28.4.7
  39. Murashige T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures // Plant Physiology. 1962. Vol. 15. P. 473–497.
  40. McCown B. H., Lloyd G. Woody Plant Medium (WPM) – a mineral nutrient formulation for microculture of woody plant species // HortScience. 1981. Vol. 16. P. 453.
Поступила в редакцию: 
12.05.2026
Принята к публикации: 
05.06.2026
Опубликована: 
30.09.2026
Краткое содержание:
скачать
(загрузок: 6)