сотрудник
Воронеж, Воронежская область, Россия
сотрудник
Воронеж, Россия
сотрудник
Воронеж, Россия
сотрудник
сотрудник
Воронеж, Воронежская область, Россия
УДК 630 Лесное хозяйство. Лесоводство
Результаты изучения испытательных культур берез, полученных разными способами опыления ex situ и введенных в культуру in vitro, представлены в настоящей статье. Для выявления фенотипических, культуральных и цитологических характеристик у двух видов берёз, естественно растущих в Центрально-Черноземном Регионе – березы повислой (диплоид) и березы пушистой (тетраплоид), – были специально созданы испытательные культуры семенного происхождения F1 и F2. В статье выявлены данные по фенотипической (росту в высоту в ювенильном и репродуктивном периодах онтогенеза), генетико-селекционной (система семенного размножения) изменчивости и некоторые характеристики введения в культуру in vitro семенного потомства F1 селекционных форм местных видов берез. Для прогнозирования ростовых характеристик семенного потомства селекционных форм местных видов берез, полученных при разных способах опыления – самоопылении и свободном опылении в разные отрезки онтогенеза (в возрасте 2 и 10 лет), проведена статистическая обработка признака роста в высоту семей с использованием рангового коэффициента корреляции Спирмена ρ. Дана характеристика видовой специфики по реакции на разные способы опыления, морфогенной активности самофертильных и самостерильных форм березы повислой и березы пушистой на питательной среде ½ МС + 6-бензиламинопурин 1 мг/л, первичного побегообразования эксплантов и регенерационной способности у этих видов, характера морфогенеза (формирование основного побега). Для полиплоидного вида (береза пушистая) установлен более высокий уровень самофертильности, а также более интенсивный рост побегов в высоту в условиях in vitro, чем для березы повислой; первичные экспланты у первой имели иной характер морфогенеза (наблюдалась совместная инициация основного побега с адвентивными), чем у березы повислой (формирование основного побега), что говорит о бóльшем адаптивном потенциале для полиплоидных видов древесных пород и их бóльших возможностях для включения в генетико-селекционные эксперименты и получения ценных селекционных форм.
береза повислая, береза пушистая, самофертильность, самостерильность, ювенильный возраст, культура in vitro, полиплоидия, первичный эксплант, коэффициент мультипликации, метафазная пластинка
1. Staniszewski P., Moskalik T., Bilek M., Szwerc W., Kocjan R., Tomusiak R., Osiak P. Тhe effect of tree age, daily sap volume and date of sap collection on the content of minerals and heavy metals in silver birch (Betula pendula Roth) tree sap / PLOS ONE. 2020; 15(12):1-19. DOI:https://doi.org/10.1371/journal.pone.0244435.
2. Bona A., Kulesza U., Jadwiszczak K. A. Clonal diversity, gene flow and seed production in endangered populations of Betula humilis Schrk. Tree Genetics & Genomes. 2019;15;4: 50. - DOI: https://doi.org/10.1007/s11295-019-1357-2.
3. Медведева С. О., Черепанова О. Е., Толкач О. В., Пономарев В. И., Малосиева Г. В. Данные по изменчивости региона ITS 1-2 ядерной рибосомальной ДНК Betula turkestanica, B. tianschanica, B. procurva. Лесохозяйственная информация. 2023;2: 127-135. DOI 10.24419/ LHI.2304-3083.2023.2.10.
4. Bona A., Petrova G., Jadwiszczak K.A. Unfavourable habitat conditions can facilitate hybridisation between the endangered Betula humilis and its widespread relatives B. pendula and B. pubescens. Plant Ecology and Diversity. 2018;11(3): 295-306. doi:https://doi.org/10.1080/17550874.2018.1518497.
5. Anamthawat-Jónsson K., Karlsdóttir L., Thórsson Æ.T., Jóhannsson M. H. Naturally occurring triploid birch hybrids from woodlands in Iceland are partially fertile. New Forests. 2021;52: 659-678. doi: https://doi.org/10.1007/s11056-020-09816-z.
6. Zhang H., Ding J., Holstein N., Wang N. Betula mcallisteri sp. nov. (sect. Acuminatae, Betulaceae), a new diploid species overlooked in the wild and in cultivation, and its relation to the widespread B. luminifera. Front. Plant Sci. 2023; 14: 1113274. doi:https://doi.org/10.3389/fpls.2023.1113274.
7. Belton S., Cubry P., Fox E., Kelleher C. T. Novel Post-Glacial Haplotype Evolution in Birch - A Case for Conserving Local Adaptation. Forests. 2021;12, 1246. doi: https://doi.org/10.3390/f120912.
8. Anamthawat-Jónsson K. Hybrid introgression: the outcomes of gene flow in birch. Science Asia. 2019;45: 203-211. doi:https://doi.org/10.2306/scienceasia1513-1874.
9. Anamthawat-Jónsson K., Karlsdóttir L., Thórsson A.T., Hallsdóttir M. Microscopical palynology: Birch woodland expansion and species hybridisation coincide with periods of climate warming during the Holocene epoch in Iceland. J Microsc. 2023;291(1): 128-141. doi:https://doi.org/10.1111/jmi.13175. Epub 2023 Feb 28. PMID: 36779661.
10. Сингатуллин И. К., Шайхразиев Ш. Ш., Глушко С. Г. Естественное возобновление березы повислой (Betula pendula Roth) в лесостепной зоне республики Татарстан. Лесной вестник. Forestry Bulletin. 2021;25(5): 14-21. doi:https://doi.org/10.18698/2542-1468-2021-5-14-21. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=47276762.
11. Полиморфизм и биоразнообразие лесообразующих пород в искусственных и естественных насаждениях Центральной лесостепи : моногр. / И. Ю. Исаков, В. И. Михин, Г. С. Сидоров [и др.]. - Воронеж, 2021. - 158 с. - URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=48044502.
12. Попов, В. К. Березовые леса Центральной лесостепи России. - Воронеж : Изд-во Воронеж. гос. лесотехн. академии. 2003. - 424 с. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=19505353.
13. Михин В. И., Михина Е. А. Особенности формирования защитных насаждений из берёзы повислой в Центральной лесостепи России. Лесотехнический журнал. 2019;9(4): 41-49. - URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=41748521.
14. Isakov I. Yu. The effect of a single inbreeding on the growth and development of fast-growing tree species, Betula pendula and Betula pubescens. IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 2021;875 012014. doi:https://doi.org/10.1088/1755-1315/875/1/012014.
15. Yancheva S., Kondakova V. Plant tissue culture technology: Present and future development. Bioprocessing of plant in vitro systems. Cham, Springer. 2018; 39-63. doi:https://doi.org/10.1007/978-3-319-54600-1_16.
16. Третьякова И. Н., Пак М. Э., Орешкова Н. В., Падутов В. Е. Регенерационная способность клеточных линий лиственницы сибирской в культуре in vitro. Известия Российской академии наук. Серия биологическая. 2022; 6: 585-596. DOI:https://doi.org/10.31857/S1026347022050195. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=49297220.
17. Ветчинникова Л. В., Титов А. Ф. Карельская береза - уникальный биологический объект. Успехи современной биологии. 2019; 139(5): 419-433. DOI:https://doi.org/10.1134/S0042132419050107. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=39796762.
18. Машкина О. С., Табацкая Т. М., Внукова Н. И. Технология долгосрочного хранения в культуре in vitro ценных генотипов березы и выращивание на ее основе посадочного материала. Биотехнология. 2019; 35(3): 57-67. doi:https://doi.org/10.21519/0234-2758-2019-35-3-57-67. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=38304525.
19. Табацкая Т. М., Машкина О. С. Опыт долговременного хранения коллекции ценных генотипов березы с использованием безгормональных питательных сред. Лесоведение. 2020; (2): 147-161. DOI:https://doi.org/10.31857/S0024114820020084. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=42414256.
20. Sedgwick P. Spearman's rank correlation coefficient. BMJ Clinical Research. 2018; 349: g7327. DOI:https://doi.org/10.1136/bmj.g7327.
21. Murashige T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bio assays with Tobacco tissue cultures. Physiol. Plantarum. 2018; 15(3): 473-497. DOI:https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x.
22. Машкина О. С., Табацкая Т. М. Оценка длительно культивируемых in vitro коллекционных клонов ивы по данным хромосомного анализа. Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Химия. Биология. Фармация. 2023;2: 46-53. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=54070178.
23. Grodetskaya T., Evlakov P., Isakov I., Padutov V. The effect of drought on the expression of stress resistance genes in perspective forms of birch / IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International Forestry Forum "Forest ecosystems as global resource of the biosphere: calls, threats, solutions". 2020; 012039. DOIhttps://doi.org/10.1088/1755-1315/595/1/012039.
24. Tikhomirova T. S., Krutovsky K. V., Shestibratov K. A. Molecular traits for adaptation to drought and salt stress in birch, oak and poplar species. Forests. 2023;14(1). Pp. 7. DOI:https://doi.org/10.3390/f14010007.
25. Ветчинникова Л. В., Титов А. Ф. Влияние кадмия на геммо- и ризогенез карельской березы. Физиология растений. 2022; 69(4): 408-416. DOI:https://doi.org/10.31857/S0015330322040194. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=48658983.
26. Gailis A., Samsone I., Šēnhofa S. et al. Silver birch (Betula pendula Roth.) culture initiation in vitro and genotype determined differences in micropropagation. New Forests. 2021;52;5: 791-806. DOI: https://doi.org/10.1007/s11056-020-09828-9.
27. Лебедев В. Г., Шестибратов К. А. Широкомасштабное клональное микроразмножение древесных лесных пород для закладки лесных плантаций // Биология клеток растений in vitro и биотехнология : тезисы докладов XI Межд. конф. (23-27 сентября 2018, Минск, Беларусь). - Беларусь, 2018. - С. 126-127. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=36622494.
