Изучение и создание коллекций in vitro редких исчезающих растений семейства Rosaceae

Актуальность. Актуальность обусловлена необходимостью сохранения генетического разнообразия редких и исчезающих растений семейства Rosaceae, которые играют важную роль в экосистемах и имеют ценность для сельского хозяйства, медицины и декоративного садоводства.

Материалы и методы. Материалом для исследования послужили 9 видов растений семейства Rosaceae, занесенных в Красную книгу Казахстана.

Результаты. В результате экспедиций собрано девять видов растений семейства Rosaceae. Для шести видов оптимизирована методология введения в культуру in vitro и микроклонального размножения на основе использования питательной среды Мурасиге и Скуга с добавлением регуляторов роста.

Заключение. Созданная коллекция in vitro редких и исчезающих растений семейства Rosaceae является эффективным инструментом для их сохранения и воспроизводства. Эти методы обеспечивают долгосрочное сохранение биоразнообразия и создают возможности для дальнейшего использования генетического материала в научных и прикладных целях.

1. Afifi L., Lapin K., Tremetsberger K., Konrad H. A systematic review of threats, conservation, and management measures for tree species of the family Rosaceae in Europe. Flora. 2023;301:152244. DOI: 10.1016/j.flora.2023.152244

2. Bonnart R.M., Chen K.Y., Volk G.M. Plant tissue culture media preparation. In: G.M. Volk, K. Chen (eds). Training in Plant Genetic Resources: Cryopreservation of Clonal Propagules. Fort Collins, CO: Colorado State University: 2022. Available from: https://colostate.pressbooks.pub/ clonalcryopreservation/chapter/media [accessed Jan. 21, 2025].

3. Coelho N., Gonçalves S., Romano A. Endemic plant species conservation: Biotechnological approaches. Plants. 2020;9(3):345. DOI: 10.3390/plants9030345

4. Country report on the state of plant genetic resources for food and agriculture in the Kazakhstan Republic. Almaty: Scientific and Production Center of Farming and Plant Growing; 2007. Available from: https://www.fao.org/4/i1500e/Kazakhstan.pdf [accessed Jan. 21, 2025].

5. FAOSTAT. Food and Agriculture Organization of the United Nations: [website]. Available from: https://www.fao.org/home/en [accessed Jan. 21, 2025].

6. Hogg R. The British pomology: the history, description, classification, and synonymes, of the fruits and fruit trees of Great Britain. Cambridge: Cambridge University Press; 2012. DOI: 10.1017/CBO9781139108270

7. Kheloufi A., Mansouri L.M., Vanbellinghen C. Seed germination of Crataegus monogyna – a species with a stony endocarp. Reforesta. 2019;7(7):73-80. DOI: 10.21750/REFOR.7.06.68

8. Kim H.H., Popova E., Shin D.J., Yi J.Y., Kim C.H., Yoon M.K. et al. Cryobanking of Korean Allium germplasm collections: Results from a 10 year experience. CryoLetters. 2012;33(1):45-57.

9. Knop W. Quantitative Utersuchungen Über den ErnährungensprozeB der Pflanze. Landwirtschaftliche Versuchsstation. 1865;7:93-107. [in German]

10. Kovalchuk I., Zhumagulova Z., Turdiev T., Reed B.M. Growth medium alterations improve in vitro cold storage of pear germplasm. CryoLetters. 2014;35(3):197-203.

11. Kumar N., Reddy M.P. In vitro plant propagation: A review. Journal of Forest and Environmental Science. 2011;27(2):61-72. DOI: 10.7747/JFS.2011.27.2.1

12. Kushnarenko S.V., Romadanova N.V., Aralbayeva M.M. Current state and in vitro conservation of the only endangered population of Corylus avellana in Kazakhstan. Research on Crops. 2020;21(4):681-686. DOI: 10.31830/2348-7542.2020.106

13. Kushnarenko S.V., Rymkhanova N.K, Aralbayeva M.M., Romadanova N.V. In vitro cold acclimation is required for successful cryopreservation of Juglans regia L. shoot tips. CryoLetters. 2023;44(4):240-248. DOI: 10.54680/fr23410110612

14. Lateur M., Dapena E., Szalatnay D., Gantar M.E., Guyader A., Hjalmarsson I., Höfer M., Ikase L., Kellerhals M., Lacis G., Militaru M., Miranda Jiménez C., Osterc G., Rondia A., Volens K., Zeljković M.K., Ordidge M. ECPGR characterization and evaluation descriptors for apple genetic resources. Apple (Malus × domestica). Rome: ECPGR; 2022. Available from: https://www.ecpgr.org/fileadmin/bioversity/publications/pdfs/2022_ECPGR_Malus_descriptors_final.pdf [accessed Jan. 21, 2025].

15. Mammadov T., Abbaszade Z. Rare endangered species of the Rosaceae family of the Rosa L. genus in the flora of Azerbaijan. Bulletin of Science and Practice. 2022;8(4):51-57. DOI: 10.33619/2414-2948/77/05

16. Marchese C. Biodiversity hotspots: A shortcut for a more complicated concept. Global Ecology and Conservation. 2015;3:297-309. DOI: 10.1016/j.gecco.2014.12.008

17. Молканова О.И., Васильева О.Г., Коновалова Л.Н. Научные основы сохранения и устойчивого воспроизводства генофонда растений в культуре in vitro. Вестник Удмуртского университета. Серия Биология. Науки о Земле. 2015;25(2):95-100.

18. Murashige T., Skoog F.A. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiologia Plantarum. 1962;15(3):473-497. DOI: 10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x

19. Myers N., Mittermeier R.A., Mittermeier C.G., da Fonseca G.A., Kent J. Biodiversity hotspots for conservation priorities. Nature. 2000;403(6772):853-858. DOI: 10.1038/35002501

20. Pasternak T.P., Steinmacher D. Plant growth regulation in cell and tissue culture in vitro. Plants (Basel). 2024;13(2):327. DOI: 10.3390/plants13020327

21. Petruzzello M. List of economically important members of the family Rosaceae. In: Britannica; 2024. Available from: https://www.britannica.com/plant/Rosaceae [accessed on Jan. 14, 2025].

22. Popov A.S., Popova E.V., Nikishina T.V., Vysotskaya O.N. Cryobank of plant genetic resources in Russian Academy of Sciences. International Journal of Refrigeration. 2006;29(3):403-410. DOI: 10.1016/j.ijrefrig.2005.07.011

23. Красная книга Казахстана. Т. 2. Растения. 2-е изд. Астана: АртPrintXXI; 2014.

24. Reed B.M. (ed.). Plant cryopreservation: A practical guide. New York, NY: Springer Verlag; 2008. DOI: 10.1007/978-0-387-72276-4

25. Romadanova N.V., Aralbayeva M.M., Zemtsova A.S., Alexandrova A.M., Kazybayeva S.Zh., Mikhailenko N.V. et al. In vitro collection for the safe storage of grapevine hybrids and identification of the presence of Plasmopora viticola resistance genes. Plants. 2024;13(8):1089. DOI: 10.3390/plants13081089

26. Ромаданова Н.В., Кушнаренко С.В. Сохранение биоразнообразия растений методами биотехнологии. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2023;184(1):239-248. DOI: 10.30901/2227-8834-2023-1-239-248

27. Romadanova N.V., Mishustina S.A., Matakova G.N., Kushnarenko S.V., Rakhimbaev I.R., Reed B.M. In vitro collection of Malus shoot cultures for cryogenic bank development in Kazakhstan. Acta Horticulturae. 2016;1113:271-277. DOI: 10.17660/ActaHortic.2016.1113.40

28. Shaik S.P., Thomas P. In vitro activation of seed-transmitted cultivation-recalcitrant endophytic bacteria in tomato and host–endophyte mutualism. Microorganisms. 2019;7(5):132. DOI: 10.3390/microorganisms7050132

29. SYSTAT 13.0.5: [website]. Available from: https://systat.informer.com/13.0 [accessed Jan. 21, 2025].

30. Vinoth A., Ravindhran R. In vitro propagation – a potential method for plant conservation. International Journal of Computing Algorithm. 2013;2:268-272.

31. Viss P.R., Brooks E.M., Driver J.A. A simplified method for the control of bacterial contamination in woody plant tissue culture. In Vitro Cellular and Developmental Biology – Plant. 1991;27(1):42. DOI: 10.1007/BF02632060