mkgtuНовые технологии / New technologiesNew Technologies2072-09202713-0029МГТУ10.47370/2072-0920-2024-20-1-146-156mkgtu-741Research ArticleСЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИAGRICULTURAL SCIENCESВведение в культуру in vitro Salicornia europaea LIntroduction of Salicornia europaea L into in vitro cultureКоряжкинаМ. Ф.KoryazhkinaM. F.

Мария Федоровна Коряжкина, кандидат биологических наук, педагог дополнительного образования

г. Астрахань, ул. Анри Барбюса, 7, 414056

тел: +7 (917) 174 93 38

Mariya F. Koryazhkina, PhD (Biology), Additional education teacher

Astrakhan, 7 Henri Barbusse str., 414056

tel: +7 (917) 174 93 38

mkoryazhkina@schooltech.ruДмитриеваН. А.DmitrievaN. A.

Наталья Александровна Дмитриева, генеральный директор

г. Астрахань, ул. Куликова, д. 73, к. 3, кв. 45

Natal'ya A. Dmitrieva, General Director

Astrakhan

ТризноЕ. В.TriznoЕ. V.

Екатерина Валерьевна Тризно, кандидат медицинских наук, доцент кафедры патологической физиологии, доцент

г. Астрахань, ул. Бакинская, 121, 414000

Ekaterina V. Trizno, PhD (Medicine), Associate Professor, Department of Pathological Physiology

Astrakhan, 121 Bakinskaya str., 414000

СедикиА. Б.SedikiA. B.

Ариана Берузовна Седики, учащаяся

г. Астрахань, ул. Анри Барбюса, 7, 414056

Ariana B. Sediki, Student

Astrakhan, 7 Henri Barbusse str., 414056

УтешеваА. М.UteshevaA. M.

Амина Маратовна Утешева, учащаяся

г. Астрахань, ул. Анри Барбюса, 7, 414056

Amina M. Utesheva, Student

Astrakhan, 7 Henri Barbusse str., 414056

СкоробогатоваЕ. С.SkorobogatovaE. S.

Екатерина Сергеевна Скоробогатова, учащаяся

г. Астрахань, ул. Анри Барбюса, 7, 414056

Ekaterina S. Skorobogatova, Student

Astrakhan, 7 Henri Barbusse str., 414056

Государственное автономное образовательное учреждение Астраханской области дополнительного образования «Региональный школьный технопарк»РоссияState Autonomous Educational Institution of Additional Education of the Astrakhan Region «Regional School Technopark»Russian FederationООО «Саликорния Нутришн»Россия«Salicornia Nutrition» LLCRussian FederationФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования ГБОУ ВО «Астраханский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации Минздрава РоссииРоссияFederal State Budgetary Educational Institution of Higher Education SBEI HE «Astrakhan State Medical University» of the Ministry of Health of the Russian FederationRussian Federation202416042024201146156Copyright © Коряжкина М.Ф., Дмитриева Н.А., Тризно Е.В., Седики А.Б., Утешева А.М., Скоробогатова Е.С., 20242024Коряжкина М.Ф., Дмитриева Н.А., Тризно Е.В., Седики А.Б., Утешева А.М., Скоробогатова Е.С.Koryazhkina M.F., Dmitrieva N.A., Trizno Е.V., Sediki A.B., Utesheva A.M., Skorobogatova E.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://newtechology.mkgtu.ru/jour/article/view/741

Цель исследования состоит в разработке технологии введения Salicorniaeuropaea L. в культуру in vitro. Для этого были изучены методы культивирования меристем и каллусных культур. Для культивирования меристем в качестве экспланта использовали кончик верхушечной почки. Для получения каллусной ткани использовали фрагменты стебля и листьев. Для изучения влияния различных факторов на всхожесть семена замачивали в стерильнойводопроводной воде и в растворах гиббереллина, цитокинина, ауксина и NaCl, а также подвергали холодовой стратификации (независимо и с последующим помещением на агаризованную среду Кнопа). Семена саликорнии стерилизовали различными антисептиками: 70% спиртом,10% водным раствором гипохлорита натрия («Белизна»), амоксициллином и перекисью водорода 3%. Способность к образованию каллуса культурой изучалась на среде МС. В результате определили, что наибольшая всхожесть семян наблюдалась на среде Кнопа после обработки семян суспензией зеленых водорослей рода Scenedesmus, а также после предварительной холодовой стратификации, чуть менее – после обработки семян раствором NaCl и гибберелловой кислотой. Самым эффективным методом стерилизации семян оказался метод обработки спиртом с последующей обработкой гипохлоритом натрия.

Проведен сравнительный анализ всхожести семян на фильтровальной бумаге в чашках Петри, агаризованной среде Кнопа, Мурасиге-Скуга (безгормональной). Была оценена способность к образованию S. europaea L. каллуса на среде МС с фитогормонами.

Заключение. Для улучшения всхожести семена рекомендуется предварительно подвергнуть холодовой стратификации. Для быстрого получения асептических эксплантов рекомендуется проращивать семена на питательной среде Кнопа, предварительно простерилизовав их спиртом, затем гипохлоритом натрия с последующим промыванием дистиллированной водой. Наиболее подходящим для S. europaea L. типом микроклонального размножения является получение каллусной ткани с последующей индукцией органогенеза или эмбриогенеза.

The goal of the research was to develop a technology for introducing Salicornia europaea L.into in vitro culture. Methods of cultivating meristems and callus cultures were studied. To cultivate meristems, the tip of the apical bud were used as an explant. Fragments of stems and leaves were used toobtain callus tissue. To study the influence of various factors on germination, seeds were soaked in sterile tap water and in solutions of gibberellin, cytokinin, auxin and NaCl, and were also subjected to cold stratification (independently and with subsequent placement in Knop’s agarized medium). Salicornia seeds were sterilized with various antiseptics: 70% alcohol, 10% aqueous solution of sodium hypochlorite («Belizna»), amoxicillinand 3% hydrogen peroxide. The ability of the culture to form callus was studied in MS medium. As a result, it was determined that the highest germination of seeds was observed in Knop medium after treating theseeds with a suspension of green algae of the Scenedesmus genus, as well as after preliminary cold stratification, and slightly less after treating the seeds with a solution of NaCl and gibberellic acid. The most effective method of seed sterilization turned out to be treatment with alcohol followed by treatment with sodium hypochlorite. A comparative analysis of seed germination in filter paper in Petri dishes, Knop agar medium, Murashige and Skoog (hormone-free) was carried out. The ability of S. europaea L. to form callusin MS medium with phytohormones was assessed. Conclusion. To improve germination, it is recommended to subject the seeds to cold stratification. To obtain aseptic explants quickly, it is recommended to germinate the seeds in the Knop nutrient medium, having previously sterilized them with alcohol, then with sodiumhypochlorite, followed by washing with distilled water. The most suitable type of microclonal propagationfor S. europaea L. is the production of callus tissue followed by induction of organogenesis or embryogenesis.

Salicorniaгалофитсолеустойчивостьвсхожестьгибберелловая кислотахолодовая стратификациямикроклональное размножениекультура in vitroкаллусная культурафитогормоныМурасиге-СкугаэксплантSalicorniahalophytesalt tolerancegerminationgibberellic acidcold stratificationmicroclonal propagationin vitro culturecallus culturephytohormonesMurashige and SkoogexplantReferencesXiu-Ling Shi, He-Ping Han, Wu-Liang Shi et al. NaCl and TDZ are Two Key Factors for the Improvement of In Vitro Regeneration Rate of Salicornia europaea L. Journal of Integrative Plant Biology. 2006; 48(10): 1185-1189.Xiu-Ling Shi, He-Ping Han, Wu-Liang Shi et al. NaCl and TDZ are Two Key Factors for the Improvement of In Vitro Regeneration Rate of Salicornia europaea L. Journal of Integrative Plant Biology. 2006; 48(10): 1185-1189.Liu L., Wang B. Protection of Halophytes and Their Uses for Cultivation of Saline-Alkali Soil in China. Biology 2021; 10(5): 353.Liu L., Wang B. Protection of Halophytes and Their Uses for Cultivation of Saline-Alkali Soil in China. Biology 2021; 10(5): 353.Domínguez F.F., Crisanto M.E.V., Castro R.L.S. et al. Metagenomic analysis of the intestinal microbiome in goats on cactus and Salicornia-based diets. Open Vet J. 2022; 12(1): 61-68.Domínguez F.F., Crisanto M.E.V., Castro R.L.S. et al. Metagenomic analysis of the intestinal microbiome in goats on cactus and Salicornia-based diets. Open Vet J. 2022; 12(1): 61-68.Yinxin Li, Xiuling Shi Glasswort tissue culture method and culture medium: патент 100400654, Китай, МПК C12N 5/04 A01H 4/00; № 200610003190.8; заявл. 22.02.2006; опубл. 02.08.2006.Yinxin Li, Xiuling Shi Glasswort tissue culture method and culture medium: patent 100400654, China, IPC C12N 5/04 A01H 4/00; No. 200610003190.8; appl. 02/22/2006; publ. 08/02/2006.Губин В.К., Шамсутдинова Э.З., Шамсутдинов Н.З. и др. Способ рассоления засоленных почв: патент 2324029 Рос. Федерация; № 2006136438/03; заявл. 17.10.2006; опубл. 10.05.2008.Gubin V.K., Shamsutdinova E.Z., Shamsutdinov N.Z. et al. Method of desalinization of saline soils: patent 2324029 Russ. Federation; No. 2006136438/03; appl. 17.10.2006; publ. 10.05. 2008. [in Russian]Исаева А.У, Бишимбаев В.К., Саттарова А.М. Способ биологической очистки засоленных почв от нефтепродуктов и солесодержания: патент 030994 Евразийское патентное ведомство, МПК B09C 1/10; № 201690587; заявл. 12.04.2016; опубл. 31.07.2017.Isaeva A.U., Bishimbaev V.K., Sattarova A.M. Method for biological purification of saline soils from oil products and salt content: patent 030994 Eurasian Patent Office, IPC B09C 1/10; No. 201690587; appl. 12.04.2016; publ. 31.07.2017. [in Russian]Zhu T., Liu X., Zhang M. et al. Mechanism of cadmium tolerance in Salicornia europaea at optimum levels of NaCl. Plant Biol (Stuttg). 2022; 24(1): 41-51.Zhu T., Liu X., Zhang M. et al. Mechanism of cadmium tolerance in Salicornia europaea at optimum levels of NaCl. Plant Biol (Stuttg). 2022; 24(1): 41-51.Abdollahzadeh T., Niazi A., Moghadam A. et al. Phytoremediation of petroleum-contaminated soil by Salicornia: from PSY activity to physiological and morphological communications. Environ Technol. 2019; 40(21): 2789-2801.Abdollahzadeh T., Niazi A., Moghadam A. et al. Phytoremediation of petroleum-contaminated soil by Salicornia: from PSY activity to physiological and morphological communications. Environ Technol. 2019; 40(21): 2789-2801.Kaviani E., Niazi A., Moghadam A. et al. Phytoremediation of Ni-contaminated soil by Salicornia iranica. Environ Technol. 2019; 40(3): 270-281.Kaviani E., Niazi A., Moghadam A. et al. Phytoremediation of Ni-contaminated soil by Salicornia iranica. Environ Technol. 2019; 40(3): 270-281.Ventura Y., Eshel A., Pasternak D. et al. The development of halophyte-based agriculture: past and present. Ann Bot. 2015; 115(3): 529-540.Ventura Y., Eshel A., Pasternak D. et al. The development of halophyte-based agriculture: past and present. Ann Bot. 2015; 115(3): 529-540.Gibilisco P.E., Lancelotti J.L., Negrin V.L. et al. Composting of seaweed waste: Evaluation on the growth of Sarcocornia perennis. J Environ Manage. 2020; 274: 1 11193.Gibilisco P.E., Lancelotti J.L., Negrin V.L. et al. Composting of seaweed waste: Evaluation on the growth of Sarcocornia perennis. J Environ Management. 2020; 274:111193.Pérez-Romero J.A., Duarte B., Barcia-Piedras J.M. et al. Investigating the physiological mechanisms underlying Salicornia ramosissima response to atmospheric CO2 enrichment under coexistence of prolonged soil flooding and saline excess. Plant Physiol Biochem. 2019; 135: 149-159.Pérez-Romero J.A., Duarte B., Barcia-Piedras J.M. et al. Investigating the physiological mechanisms underlying Salicornia ramosissima response to atmospheric CO2 enrichment under coexistence of prolonged soil flooding and saline excess. Plant Physiol Biochem. 2019; 135: 149-159.Исякаева Р.Р., Голубкина Е.В., Хазова Н.А. Определение экстрактивных веществ в растении рода солерос ( Salicornia perennans Willd). Современные достижения в биологии и медицине: сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции студентов, магистрантов, аспирантов. Астрахань: Астраханский университет; 2021: 36-38.Isyakaeva R.R., Golubkina E.V., Khazova N.A. Determination of extractive substances in the plant of the genus Salicornia perennans Willd. Modern achievements in biology and medicine: collection of materials of the All-Russian scientific and practical conference of students, undergraduates, graduate students. Astrakhan: Astrakhan University; 2021: 36-38. [in Russian]Милехин А.В., Рубцов С.Л., Мадякин Е.В. Модель регионального базового центра по оздоровлению и микроклональному размножению сельскохозяйственных растений in vitro. Земледелие и растениеводство. 2015.Milekhin A.V., Rubtsov S.L., Madyakin E.V. Model of a regional base center for the improvement and microclonal propagation of agricultural plants in vitro. Agriculture and crop production. 2015. [in Russian]Тимофеева О.А., Невмержицкая Ю.Ю. Клональное микроразмножение: учебно-методическое пособие. Казань; 2012.Timofeeva O.A. Nevmerzhitskaya Yu.Yu. Clonal micropropagation: educational and methodological manual. Kazan; 2012. [in Russian]Дитченко Т.И. Культура клеток, органов и тканей растений: методические рекомендации к лабораторным занятиям, задания для самостоятельной работы и контроля знаний студентов. Минск: БГУ; 2007.Ditchenko T.I. Culture of plant cells, organs and tissues: methodological recommendations for laboratory classes, assignments for independent work and monitoring students’ knowledge. Minsk: BSU; 2007. [in Russian]Ali Mahmoudi, Maryam Danesh. Assessment of Salinity Effects on Some Morphological and Physiological Traits and In Vitro Culture of Halophyte Plant (Salicornia europaea). Journal of Crop Breeding. 2019; 11(29).Ali Mahmoudi, Maryam Danesh. Assessment of Salinity Effects on Some Morphological and Physiological Traits and In Vitro Culture of Halophyte Plant (Salicornia europaea). Journal of Crop Breeding. 2019; 11(29).Joshi M., Mishra A. Jha Bhavanath. NaCl plays a key role for in vitro micropropagation of Salicornia brachiata, an extreme halophyte. Industrial Crops and Products. 2012; 35(1): 313-316.Joshi M., Mishra A. Jha Bhavanath. NaCl plays a key role for in vitro micropropagation of Salicornia brachiata, an extreme halophyte. Industrial Crops and Products. 2012; 35(1): 313-316.

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