Активность геммогенеза растений-регенерантов сорта фундука ‘Академик Яблоков’ и антибиотикотерапия для элиминации бактериальной инфекции в условиях in vitro

Актуальность. Для расширения промышленных и приусадебных насаждений сортов фундука в Беларуси актуален вопрос получения сертифицированного посадочного материала биотехнологическими методами.
Материалы и методы. Растения-регенеранты сорта фундука ‘Академик Яблоков’, как представителя рода Corylus L., являлись модельным объектом изучения морфогенеза в культуре in vitro и эффективности антибиотиков для элиминации бактериальной инфекции с целью разработки протокола получения оздоровленного посадочного материала сортов фундука. Полученные в ходе исследования растения включены в состав дублетной коллекции орехоплодных культур, сохраняющихся in vitro в состоянии активного роста.
Результаты. Антибиотик канамицина моносульфат в концентрации 100 мг/л при однократном воздействии в процессе антибиотикотерапии на этапе микроразмножения in vitro элиминировал бактериальную инфекцию у 83,3% растений-регенератов, а при двукратном воздействии – у 100%. Дальнейшее культивирование выявило его фитотоксичное поствлияние, проявляющееся в виде некроза большей части растений-регенерантов и снижения активности процессов геммогенеза и роста. Цефотаксима натриевая соль в концентрации 90 мг/л не элиминировала бактериальную инфекцию как при однократном, так и при двукратном воздействии; активность геммогенеза и роста растений-регенерантов сохранялась при последующем культивировании на средах без антибиотиков. Наилучшие показатели развития отмечались на модифицированной среде Мурасиге – Скуга (среднее количество растений-регенерантов в конгломерате – 2,2 шт., микрочеренков – 2,3 шт.) и на модифицированной среде DKW (среднее количество растенийрегенерантов в конгломерате – 2,05 шт., микрочеренков – 2,9 шт.) с гормональным составом 6 мг/л 6-БА, 0,01 мг/л ИМК и 0,1 мг/л ГК₃ . Использование зеатина в качестве цитокинина для стимуляции адвентивного морфогенеза или активации роста пазушных меристем в концентрации 5 и 6 мг/л малоэффективно по сравнению с 6-БА.

1. Boxus Ph., Terzi J.M. Control of accidental contaminations during mass propagation. Acta Horticulture. 1988;225:189-191. DOI: 10.17660/ActaHortic.1988.225.21

2. Дунаева С.Е., Оследкин Ю.С. Бактериальные микроорганизмы, ассоциированные с тканями растений в культуре in vitro: идентификация и возможная роль (обзор). Сельскохозяйственная биология. 2015;50(1):3-15. DOI: 10.15389/agrobiology.2015.1.3rus

3. European and Mediterranean Plant Protection Organization. Schemes for the production of healthy plants for planting: Certification scheme for hazelnut. EPPO Bulletin. 2004;34(2):149-153. DOI: 10.1111/j.1365-2338.2004.00712.x

4. Leifert C., Camotta H., Wright S.M., Waites B., Cheyne V.A., Waites W.M. Elimination of Lactobacillus plantarum, Corynebacterium spp., Staphylococcus saprophyticus and Pseudomonas paucimobillis from micropropagated Hemerocallis, Choisya and Delphinium cultures using antibiotics. Journal of Applied Microbiology. 1991;71(4):307-330. DOI: 10.1111/j.1365-2672.1991.tb03795

5. MERCK. Plant Tissue Culture. Antibiotics in Plant Tissue Culture Protocol: [website]. Available from: https://www.sigmaaldrich.com/by/en/technical-documents/protocol/cellculture-and-cell-culture-analysis/plant-tissue-culture/antibiotics [accessed May 21, 2024].

6. Orlikowska T., Nowak K., Reed B.M. Bacteria in the plant tissue culture environment. Plant Cell Tissue and Organ Culture. 2017;128(3):1-22. DOI: 10.1007/s11240-016-1144-9

7. Pincelli-Souza R.P., Sousa Moreira L., Cohen D.J. Improvements for the micropropagation of hybrid hazelnut (C. americana × C. avellana). Horticulturae. 2022;8(9):849. DOI: 10.3390/horticulturae8090849

8. Рахмангулов Р.С., Уразбахтина Н.А., Симонян Т.А., Мацькив А.О., Цатурян Г.А. Влияние фунгицидных препаратов на введение побегов фундука в условия in vitro. Новые технологии. 2019;4(50):191-199. DOI: 10.24411/2072-0920-2019-10419

9. Reed B.M., Mentzer J., Tanprasert P., Yu X. Internal bacterial contamination of micropropagated hazelnut: identification and antibiotic treatment. Plant Cell, Tissue and Organ Culture. 1998;52(1):67-70. DOI: 10.1023/A:1005989000408

10. Сеитмамутова Э.С., Федоров В.В., Гавриленко И.В., Матяш Ю.С., Гавриленко А.В., Шанин Д.А. и др. Разработка и оптимизация метода клонального микроразмножения садовых форм фундука (Corylus sp.). Биология растений и садоводство: теория, инновации. 2021;(161):36-46. DOI: 10.36305/2712-7788-2021-4-161-36-46

11. Silvestri C., Rugini E., Cristofori V. The effect of CuSO4 for establishing in vitro culture, and the role nitrogen and iron sources in in vitro multiplication of Corylus avellana L. cv. Tonda Gentile Romana. Plant Biosystems. 2019;154(1):17-23. DOI: 10.1080/11263504.2018.1549610

12. Thomas P., Prabhakara B.S., Pitchaimuthu M. Cleansing the long-term micropropagated triploid watermelon cultures from covert bacteria and field testing the plants for clonal fidelity and fertility during the 7–10 year period in vitro. Plant Cell, Tissue and Organ Culture. 2006;85(3):317-329. DOI: 10.1007/s11240-006-9083-5

13. Yahyaoui E., Marioni D.T., Botta R., Ruffa P., Germana M.A. Is it possible to produce certified hazelnut plant material in Sicily? Identification and recovery of Nebrodi genetic resources, in vitro establishment, and innovative sanitation technique from Apple Mosaic Virus. Frontiers in Plant Science. 2021;12:778142. DOI: 10.3389/fpls.2021.778142