Ризогенез живців Origanum vulgare L. при мікроклональному розмноженні in vitro

Background. Oregano (Origanum vulgare L.) is a valuable essential oil culture used in the pharmaceutical and food branches of industry as a source of biologically active substances. The optimization of microclonal propagation technology in vitro of this culture is considered topical for the development of the selection of oregano with a high content of essential oil and rapid multiplication of high-performance samples.Objective. This article aims to study the conditions of cuttings' rooting of oregano samples, valuable in terms of breeding, obtained at the last stage of in vitro cutting.Methods. Cuttings of eleven oregano genotypes obtained after the fourth cutting of the original maternal shoots were used as a material for the study of rhizogenesis in vitro. Roots formation and development of newly formed shoots were investigated by alteration of the carbohydrate and growth regulators composition in nutrient media for rhizogenesis. ½MS medium without growth regulators was used as a control medium. Experimental in growth regulator composition were MS-based media supplemented with one of the following components: indolylacetic acid (IAA) (2 mg/l), IAA (0.5 mg/l), indolylbutyric acid (IBA) (1 mg/l), IBA (0.5 mg/l), 0.5 mg/l IAA + 0.5 mg/l IBA. Sucrose (20 g/l) or glucose (20 g/l) was used as a carbon source. The influence of the composition of rhizogenesis media was estimated on the length of cuttings' root system, the length of newly formed shoots and the survival of regenerated plants after transfer to soil.Results. Formation of the oregano root system and newly formed shoots at a frequency of 100% occurred for all the studied genotypes and versions of media while the survival of regenerated plants in soil as a whole in the experiment for use of sucrose as a source of carbon was 63.82 ± 11.83% and for glucose 66.45 ± 11.62%. However, depending on the genotype and composition of the nutrient media, there was a variation in root system length, length of newly formed shoots and in the survival of regenerated plants in soil. A comparison of the results of rooting with sucrose or glucose in the medium for rhizogenesis did not reveal a significant difference between these compounds, but there was a tendency for better growth of the root system when using sucrose. A significant positive correlation was established between the cuttings' root system length and the survival of regenerated plants after transfer to soil (for sucrose r = 0.57, for glucose r = 0.51, r0.05 = 0.24) and no correlation was proved between the newly formed shoots length and the survival of regenerated plants in soil (for sucrose r = –0.21, for glucose r = –0.03, r0.05 = 0.24).Conclusions. It is proved that the influence of carbohydrate composition and type and concentration of growth regulators in the nutrient medium on the oregano cuttings' rhizogenesis obtained during the last cycle of microclonal propagation in vitro is genotype-specific. ½MS medium supplemented with 2 mg/l of indolylacetic acid, with sucrose (20 g/l) as a carbon source, proved to be most effective for root development in vitro and cuttings' adaptation in the soil for most of the genotypes studied.Проблематика. Душица обыкновенная (Origanum vulgare L.) является ценной эфиромасличной культурой, которая используется в фармацевтической и пищевой отраслях промышленности как источник биологически активных веществ. Для развития селекции душицы обыкновенной с высоким содержанием эфирного масла и быстрого размножения высокопродуктивных образцов актуальной является оптимизация всех этапов технологии микроклонального размножения in vitro этой культуры.Цель. Изучение условий укоренения черенков образцов душицы обыкновенной, ценных в селекционном отношении, которые получены на последнем этапе черенкования in vitro.Методика реализации. В качестве материала для изучения ризогенеза in vitro использовали черенки одиннадцати генотипов душицы обыкновенной, полученные после четвертого черенкования исходных материнских побегов. Исследовали корнеобразование и развитие новообразованных побегов черенков при варьировании углеводного состава и состава регуляторов роста (РР) питательных сред для ризогенеза. В качестве контрольной использовали среду ½MS без РР. Опытными по составу РР были среды на основе ½MS, дополненные одним из следующих компонентов: индолилуксусная кислота (ИУК) (2 мг/л), ИУК (0,5 мг/л), индолилмасляная кислота (ИМК) (1 мг/л), ИМК (0,5 мг/л), 0,5 мг/л ИУК + 0,5 мг/л ИМК. Как источник углерода использовали сахарозу (20 г/л) или глюкозу (20 г/л). Оценку влияния состава среды для ризогенеза проводили по длине корневой системы черенков, длине новообразованных побегов и выживаемости растений-регенерантов после перенесения в почву.Результаты. Формирование корневой системы и новообразованных побегов душицы обыкновенной происходило для всех исследованных генотипов и вариантов сред с частотой 100 %, а выживаемость растений-регенерантов в почве в целом по опыту составила при использовании как источника углерода сахарозы 63,82 ± 11,83 %, а при использовании глюкозы – 66,45 ± 11,62 %. Вместе с тем в зависимости от генотипа и состава питательных сред наблюдалось варьирование длины корневой системы, длины новообразованных побегов и выживаемости растений-регенерантов в почве. Сравнение результатов укоренения при использовании сахарозы или глюкозы в среде для ризогенеза не выявило существенной достоверной разницы между этими соединениями – источниками углерода – для развития черенков, но была отмечена тенденция лучшего роста корневой системы при использовании сахарозы. Установлено присутствие достоверной позитивной корреляции между длиной корневой системы черенков душицы обыкновенной и выживаемостью растений-регенерантов после перенесения в почву (по опыту с сахарозой r = 0,57, по опыту с глюкозой r = 0,51, r0,05 = 0,24) и отсутствие корреляционной связи между длиной новообразованных побегов и выживаемостью растений-регенерантов в почве (по опыту с сахарозой r = –0,21, по опыту с глюкозой r = –0,03, r0,05 = 0,24).Выводы. Доказано, что влияние углеродного состава, а также типа и концентрации РР питательной среды на ризогенез черенков душицы обыкновенной, полученных в последнем цикле микроклонального размножения in vitro, является генотипоспецифическим. Для большинства исследуемых генотипов наиболее эффективной для развития корневой системы in vitro и адаптации черенков в почве оказалась среда ½MS, дополненная 2 мг/л ИУК, с добавлением сахарозы (20 г/л) как источника углерода.Проблематика. Материнка звичайна (Origanum vulgare L.) є цінною ефіроолійною культурою, яка використовується у фармацевтичній та харчовій галузях промисловості як джерело біологічно активних речовин. Для розвитку селекції материнки звичайної з високим вмістом ефірної олії та швидкого розмноження високопродуктивних зразків актуальною є оптимізація технології мікроклонального розмноження in vitro цієї культури.Мета. Вивчення умов укорінення живців зразків материнки звичайної, цінних у селекційному відношенні, які були отримані на останньому етапі живцювання in vitro.Методика реалізації. Як матеріал для вивчення ризогенезу in vitro використовували живці одинадцяти генотипів материнки звичайної, отримані після четвертого живцювання вихідних материнських пагонів. Досліджували коренеутворення та розвиток новоутворених пагонів живців за варіювання вуглеводного складу та складу регуляторів росту (РР) живильних середовищ для ризогенезу. Як контроль­не використовували середовище ½MS без РР. Дослідними за складом РР були середовища на основі ½MS, доповнені одним із таких компонентів: індолілоцтова кислота (ІОК) (2 мг/л), ІОК (0,5 мг/л), індолілмасляна кислота (ІМК) (1 мг/л), ІМК (0,5 мг/л), 0,5 мг/л ІОК + 0,5 мг/л ІМК. Як джерело вуглецю використовували сахарозу (20 г/л) або глюкозу (20 г/л). Оцінку впливу складу середовища для ризогенезу проводили за довжиною кореневої системи живців, довжиною новоутворених пагонів і виживаністю рослин-регенерантів після перенесення у ґрунт.Результати. Формування кореневої системи і новоутворених пагонів материнки звичайної відбувалося для всіх досліджених генотипів і варіантів середовищ з частотою 100 %, а виживаність рослин-регенерантів у ґрунті в цілому по досліду становила за використання як джерела вуглецю сахарози 63,82 ± 11,83 %, а за використання глюкози – 66,45 ± 11,62 %. Утім залежно від генотипу і складу живильних середовищ спостерігалося варіювання довжини кореневої системи, довжини новоутворених пагонів та виживаності рослин-регенерантів у ґрунті. Порівняння результатів укорінення за використання сахарози чи глюкози в середовищі для ризогенезу не виявило суттєвої достовірної різниці між цими сполуками – джерелами вуглецю – для розвитку живців, але було відзначено тенденцію до кращого росту кореневої системи за використання сахарози. Встановлено наявність достовірної позитивної кореляції між довжиною кореневої системи живців материнки звичайної та виживаністю рослин-регенерантів після перенесення в ґрунт (по досліду із сахарозою r  = 0,57, по досліду із глюкозою r  = 0,51, r0,05 = 0,24) та відсутність кореляційного зв’язку між довжиною новоутворених пагонів і виживаністю рослин-регенерантів у ґрунті (по досліду із сахарозою r = -0,21, по досліду із глюкозою r = -0,03, r0,05 = 0,24).Висновки. Доведено, що вплив вуглеводного складу та типу і концентрації РР живильного середовища на ризогенез живців материнки звичайної, отриманих на останньому циклі мікроклонального розмноження in vitro, є генотипоспецифічним. Для більшості досліджених генотипів найефективнішим для розвитку кореневої системи in vitro й адаптації живців у ґрунті виявилося середовище ½MS, доповнене 2 мг/л ІОК, із додаванням сахарози (20 г/л) як джерела вуглецю

Вплив мінерального та вуглеводного складу живильного середовища на ефективність мікроклонального розмноження Origanum vulgare L. in vitro

Background. Oregano (Origanum vulgare L.) is an essential oil plant whose biologically active substances possess antimicrobial, antiviral, antitumor, wound healing properties. The genetic diversity of this medicinal plant requires a detailed study of the sensitivity of its genotypes in vitro culture to ensure a high level of microclonal propagation efficiency.Objective. The aim of the paper is to develop elements of the technology of microclonal propagation of oregano by activating buds growing in vitro, in particular, to study the effect of the mineral, vitamin, and carbohydrate composition of the nutrient medium on shoots multiplication in different cultivars and to compare the morphogenetic potential of the apical and lateral buds in an in vitro culture.Methods. The method of activation of the buds growing (method of sterile cutting) is applied. The variants of nutrient medium with full and halved content of macro-, microsalts, and vitamins of MS medium, as well as medium that differed in carbohydrate composition and contained sucrose (15 or 30 g/l) or glucose (15 or 30 g/l) were used. Such indicators as the number of newly formed shoots per one cutting and the reproduction rate were recorded and analyzed.Results. The optimal medium for most genotypes for new shoots from both apical and lateral buds in vitro is MS+30 g/l glucose. On average, the specific number of shoots obtained from cuttings of lateral buds was 1.82 times higher than the specific number of shoots obtained from cuttings of apical buds. The sample Д10 was found to be the most productive, for which on MS + 30 g/l glucose medium the highest number of newly formed shoots was obtained (2.9 pieces per a cutting for apical buds and 3.7 pieces per a cutting for lateral ones). The coefficient of multiplication for genotype Д10 on MS + 30 g/l glucose was 14.6 and 19.3 internodes per a cutting, respectively, for apical and lateral buds. On average, the coefficient of multiplication for cuttings of lateral buds was 1.47 times higher than that one for cuttings of apical buds.Conclusions. The effect of the genotype and composition of the nutrient medium on the efficiency of microclonal propagation by activating apical and lateral buds in the sterile cutting of oregano was shown. Among the studied variants of the carbohydrate and mineral compositions of the medium, the most effective was MS+30 g/l glucose. Genotype Д10 revealed the greatest potential for microclonal reproduction among the five samples.Проблематика. Душица обыкновенная (Origanum vulgare L.) – эфиромасличное растение, биологически активные вещества которого обладают противомикробными, противовирусными, противоопухолевыми, ранозаживляющими свойствами. Генети­ческое разнообразие этого лекарственного растения требует детального изучения чувствительности его генотипов в культуре in vitro для обеспечения высокого уровня эффективности микроклонального размножения.Цель. Разработать элементы технологии микроклонального размножения душицы обыкновенной путем активации почек в культуре in vitro, в частности исследовать влияние минерального, витаминного и углеводного состава питательной среды на мультипликацию побегов у различных сортообразцов и сравнить морфогенетический потенциал верхушечных и латеральных почек в культуре in vitro.Методика реализации. Применен метод активации почек (метод стерильного черенкования). Использованы варианты питательных сред с полным и уменьшенным вдвое содержанием макро-, микросолей и витаминов среды MS, а также среды, которые различались по углеводному составу и содержали сахарозу (15 или 30 г/л) или глюкозу (15 или 30 г/л). Регистрировали и анализировали такие показатели, как количество новообразованных побегов на черенок и коэффициент размножения.Результаты. Оптимальной для большинства генотипов для новообразования побегов как из верхушечных, так и из латеральных почек in vitro является среда MS + 30 г/л глюкозы. В среднем по опыту удельное количество побегов, полученных из черенков с латеральными почками, в 1,82 раза превышало удельное количество побегов, полученных из черенков с верхушечными почками. Самым продуктивным оказался сортообразец Д10, для которого на среде MS + 30 г/л глюкозы получены наибольшие значения показателя количества новообразованных побегов (2,9 шт. на черенок для верхушечных и 3,7 шт. на черенок для латеральных почек). Коэффициент размножения для генотипа Д10 на среде MS + 30 г/л глюкозы составил 14,6 и 19,3 междоузлия на черенок соответственно для верхушечных и латеральных почек. В среднем по опыту коэффициент размножения черенков с латеральными почками в 1,47 раза превышал аналогичный показатель для черенков с верхушечными почками.Выводы. Показано влияние генотипа и состава питательной среды на эффективность микроклонального размножения путем активации верхушечных и латеральных почек при стерильном черенковании душицы обыкновенной. Среди исследованных вариантов углеводного и минерального состава сред самым эффективным был вариант MS + 30 г/л глюкозы. Наибольший потенциал к микроклональному размножению среди пяти исследованных сортообразцов проявил генотип Д10.Проблематика. Материнка звичайна (Origanum vulgare L.) – ефіроолійна рослина, біологічно активні речовини якої мають протимікробні, противірусні, протипухлинні, ранозагоювальні властивості. Генетичне різноманіття цієї лікарської рослини потребує детального вивчення чутливості її генотипів у культурі in vitro для забезпечення високого рівня ефективності мікроклонального розмноження.Мета. Розробити елементи технології мікроклонального розмноження материнки звичайної через активацію бруньок у культурі in vitro, зокрема дослідити вплив мінерально-вітамінного та вуглеводного складу живильного середовища на мультиплікацію пагонів у різних сортозразків та порівняти морфогенетичний потенціал верхівкових і латеральних бруньок у культурі in vitro.Методика реалізації. Застосовано метод активації бруньок (метод стерильного живцювання). Використано варіанти живильних середовищ із повним та зменшеним удвічі вмістом макро-, мікросолей і вітамінів середовища MS, а також середовища, які різнилися за вуглеводним складом і містили сахарозу (15 або 30 г/л) чи глюкозу (15 або 30 г/л). Реєстрували й аналізували такі показники, як кількість новоутворених пагонів на живець і коефіцієнт розмноження.Результати. Оптимальним у більшості генотипів для новоутворення пагонів як з верхівкових, так і з латеральних бруньок in vitro є середовище MS + 30 г/л глюкози. В середньому по досліду питома кількість пагонів, отриманих із живців із латеральними бруньками, у 1,82 раза перевищувала питому кількість пагонів, отриманих із живців із верхівковими бруньками. Найпродуктивнішим виявився сортозразок Д10, для якого на середовищі MS + 30 г/л глюкози отримано найбільші значення показника кількості новоутворених пагонів (2,9 шт. на живець для верхівкових і 3,7 шт. на живець для латеральних бруньок). Коефіцієнт розмноження для генотипу Д10 на середовищі MS + 30 г/л глюкози становив 14,6 і 19,3 міжвузла на живець відповідно для верхівкових і латеральних бруньок. У середньому по досліду коефіцієнт розмноження живців із латеральними бруньками в 1,47 раза перевищував аналогічний показник для живців із верхівковими бруньками.Висновки. Показано вплив генотипу та складу живильного середовища на ефективність мікрокло­нального розмноження через активацію верхівкових і латеральних бруньок при стерильному живцюванні материнки звичайної. Серед досліджених варіантів вуглеводного та мінерального складу середо­вищ найефективнішим був варіант MS + 30 г/л глюкози. Найбільший потенціал до мікроклонального розмноження серед п’яти досліджених сортозразків виявив генотип Д10