Исследование регенерационной способности и микроклональное размножение Petunia hybrida in vitro

Scientific relevance. The garden petunia, Petunia hybrida, is a popular and wide spread ornamental crop from the family Solanaceae. It is a promising model plant for molecular and genetic research. In vitro micropropagation plays an important role in the distribution of the garden petunia because the survivability and quality of seed material decreases significantly in every subsequent generation. Besides, micropropagation reduces the cost of production substantially. Considering that very few researchers addressed this question in the Russian Federation, this direction of research is still worthy of attention.Materials and methods. The experiments were conducted by the Laboratory of Breeding and Genetic Research on Field Crops at FSBSI “Federal Scientific Center of Agricultural Biotechnology of the Far East named after A.K. Chaiki”. Seeds of Petunia hybrida (double-flowered) were used as primary explants. Liquid bleacher ACE diluted with distilled water in the proportion 1:9 was used as a sterilizing agent (the working solution contained 0.50% NaOCl). The total time of exposure was 15 minutes. The primary explants were subcultured onto a hormone-free Murashige and Skoog basal medium containing 20 g/L sucrose and 6 g/L agar. Isolated in vitro objects were cultured in test tubes with cotton-gauze plugs at an illuminance of 4000 lx, a temperature of 22–25 °C, and a 16h photoperiod in a culture room. The duration of one passage was 60 days. Micropropagation was carried out using 7- 10 mm cuttings with one or two nodes. The pot culture of the regenerants was established under controlled conditions in a light room (photoperiod was 16 hours, temperature was 23°С).Results. The optimal method for introducing Petunia hybrida into cell culture is the use of seeds treated with the solution of bleacher ACE that was diluted with distilled water in the proportion 1:9. The optimal time of exposure is 15 minutes. Petunia hybrida demonstrated a high regeneration rate on the hormone-free MS medium – it had a fast growth and development rate, and good rhizogenesis; the reproductive rate was 8.77. For the micropropagation of the garden petunia, it is advisable to use cuttings of test tube plants, which should be placed onto a hormone-free MS medium. The test tube plants of Petunia hybrida acclimatized successfully on a soil substrate. This shows the high plasticity of the culture. Актуальность. Петуния гибридная – популярная, широко культивируемая во всем мире декоративная культура семейства пасленовые и перспективное модельное растение для молекулярно-генетических исследований. Важную роль в тиражировании гибридной петунии имеет микроклональное размножение in vitro, поскольку жизнеспособность и качество посевного материала резко ухудшается в последующих поколениях. Немаловажный аспект при этом – существенное снижение экономических затрат. Учитывая, что в РФ исследований по данному вопросу крайне мало, данное направление работ является весьма актуальным.Материалы и методы. Исследования проводили в лаборатории селекционно-генетических исследований полевых культур ФГБНУ «ФНЦ агробиотехнологий Дальнего Востока им. А.К. Чайки». В качестве первичных эксплантов использовали семена Petunia hybrida (махровая форма). Стерилизующий агент – бытовой отбеливатель АСЕ, разбавленный дистиллированной водой в соотношении 1 : 9 (0,50% содержание NaOCl в рабочем растворе). Время экспликации – 15 мин. Первичные экспланты пассировали на безгормональную питательную среду с минеральной основой по Мурасиге-Скуга, содержащую 20 г/л сахарозы и 6 г/л агара. Изолированные in vitro объекты культивировались в пробирках с ватно-марлевыми пробками при освещенности 4 тыс. лк, температуре 22…25°С, фотопериоде 16 ч в условиях культуральной комнаты. Продолжительность одного пассажа – 60 суток. Микроклональное размножение проводили черенками длиной 7-10 мм с узлом. Перевод регенерантов в горшечную культуру осуществлён в контролируемые условия в световой комнате: фотопериод 16 ч – день, температура 23°С.Результаты. Для введения в культуру in vitro петунии гибридной оптимальным способом является использование семян, обработанных раствором бытового отбеливателя АСЕ, разбавленным дистиллированной водой в соотношении 1 : 9 при времени экспликации 15 мин. Petunia hybrida продемонстрировала высокие темпы регенерации на безгормональной питательной среде МС, выражающиеся в достаточной скорости роста и развития растений, хорошем ризогенезе, а также коэффициенте размножения 8,77. Для микроклонального размножения петунии целесообразно использовать черенки пробирочных растений, которые помещают на безгормональную среду МС. Пробирочные растения Petunia hybrida обладают высокой приживаемостью в почвенном субстрате, что свидетельствует о высокой пластичности культуры.

Фузариоз гречихи посевной в Приморском крае

Relevance. Common buckwheat is one of the most important cereal and melliferous crops being in demand both in Russia and overseas. Despite the fact that buckwheat has lower sus- ceptibility to infectious diseases in comparisons with other grain and cereal crops, research on its pathogens is a topical issue considering a high disease rate for this crop in Primorsky krai. Materials and methods. The study on pathogenic composition was conducted in selective crop rotations of FSBSI “FSC of Agricultural Biotechnology of the Far East named after A.K. Chaiki” at the territory of Ussuriysky district in Primorsky krai. Indeterminate (Izumrud, Pri 7, Bashkirskaya krasnostebel’naya) and determinate (Dikul) buckwheat varieties were used for the study. Fungi were isolated from rhizoplane using water washing technique, from soil and rhizosphere via the dilution method, from leaves and root systems by accumulation in a moist chamber with subsequent transfer of culture onto selective medium. Fungal isolates were cul- tivated on toxigenic medium (Myro) to determine their phytotoxicity. Phytopathogenic activity of living cultures was evaluated on potato sucrose agar according to the modified method of Chelkowski and Manka . All experiments were conducted in accordance with established methods.Results. Culture filtrates of F. avenaceum and F. graminearum isolates, obtained from different anatomical parts of common buckwheat, were characterized by low toxicity, and culture filtrates of F. oxysporum isolate were highly toxic. Phytotoxicity of pathogens manifested itself not only in decrease in laboratory germination ability of buckwheat seeds, but also in inhibition of buckwheat sprout development. It proved that metabolites exerted a prolonged effect on sensitive plants. F.avenaceum, F. oxysporum and F. graminearum have pronounced phy- topathogenic and aggressive properties in relation to buckwheat and test-plants in the laboratory conditions. The sum total of their studied phytotoxic properties is convincing enough to consider them potentially hazardous to buckwheat for wilt disease development.Актуальность. Гречиха посевная – важнейшая крупяная и медоносная культура, востребованная в России и за рубежом. Несмотря на меньшую степень поражения инфекционными болезнями по сравнению с другими зерновыми и крупяными культурами, исследование патогенов гречихи считается весьма актуальным, учитывая довольно высокую степень поражаемости культуры в Приморском крае.Материалы и методы. Исследования патогенного состава проводили в селекционных севооборотах ФГБНУ «ФНЦ агробиотехнологий Дальнего Востока им. А.К. Чайки» на территории Уссурийского района Приморского края. Использовался набор сортов гречихи индетерминантного (Изумруд, При 7, Башкирская красностебельная) и детерминантного (Дикуль) типа развития. Выделение грибов из ризопланы осуществляли методом водных смывов; выделение из почвы и ризосферы – методом разведений; выделение из листьев и корневой системы – методом накопления во влажной камере с последующим переносом культуры на питательную среду. Для определения фитотоксичности изоляты выращивали на токсигенной среде Myro, фитопатогенность живых культур – на КСА по модифицированной методике Челковского и Манки. Все опыты проводились по общепринятым методикам.Результаты. Культуральные фильтраты выделенных из различных анатомических частей гречихи посевной изолятов F. avenaceum и F. graminearum оказались слаботоксичными, а изолята F. oxysporum – высокотоксичными. Фитотоксическое действие патогенов проявилось не только в ограничении лабораторной всхожести семян гречихи, но и в ингибировании развития её проростков, что свидетельствует о пролонгированном действии метаболитов на чувствительные растения. F.avenaceum, F. oxysporum и F. graminearum обладают выраженными фитопатогенными и агрессивными свойствами в отношении гречихи и тест-растения в лабораторных условиях. По совокупности изученных фитотоксических свойств их следует считать потенциально опасными для возникновения сосудистого увядания гречихи

Influence of the toxic effect of zinc and mineral starvation on the growth and development of buckwheat plantlets <i>in vitro</i>

Background. Common buckwheat is a cereal crop with high potential for genetic improvement in terms of developing breeding material resistant to abiotic stressors. To date, there have been no reports on in vitro production of buckwheat plantlets resistant to high doses of zinc and a lack of macronutrients.   Materials and methods. Aseptic single-node cuttings from the obtained regenerated plants of common buckwheat cultivars ‘Dikul’ and ‘Izumrud’ were cultivated in vitro on nutrient media with the addition of the selection factor ZnSO4 × 7 H2O in a concentration of 808–1313 mg/L. Survived plants were microcloned on nutrient media without macrosalts for mineral starvation modeling. Morphological traits and general nonspecific adaptation reactions of the plantlets were evaluated for the following characteristics: plant height, the number of internodes, the number of leaves, leaf blade length, the presence of roots, and leaf color.   Results. According to the results of the 33-day cultivation of test-tube microcuttings on media with zinc toxicity, 33–91 % of lines resistant to ionic stress were selected in different variants. The secondary testing of the plantlets under conditions of mineral starvation in vitro turned out to be the strongest inhibitory factor for buckwheat. At the same time, high resistance to stress was observed in cv. ‘Dikul’. Cultivation of the obtained buckwheat lines on the MS nutrient medium for two passages showed a sufficiently high level of regeneration in the studied genotypes. The test-tube buckwheat plantlets obtained under selective conditions are promising material for further breeding as well as for studying the possibility of their use as phytoremediators

Innovation of Strategies and Challenges for Fungal Nanobiotechnology

WOS: 000402033300003Nanotechnology involves the study and use of materials under the 100 nm scale, exploiting the different physiochemical properties exhibited by these materials at the nanoscale level. Microorganisms are the best model and role of action for the nano/biotechnological applications. This technology has become increasingly important for the biotechnology and the related sectors. Promising applications have been already employed in the areas of drug delivery systems using bioactive nanoencapsulation, biosensors to detect and quantify pathogens, chemical and organic compounds, alteration of food compositions, and high-performance sensors and film to preserve fruits and vegetables. Moreover, the taste of food and food safety can be improved by new nano-materials from the microbiological sources. The huge benefits from this technology have led to increases in the market investments in nanoscience and nanoproducts in several areas