Размножение in vitro, рост и развитие ex situ редкого вида Lilium pensylvanicum Ker.-Gawl. (Liliaceae)

Показана возможность применения методов и подходов биотехнологии высших растений для сохранения и воспроизводства Lilium pensylvanicum. Использование семян в качестве первичных эксплантов позволило без причинения ущерба материнским растениям-донорам ввести вид в культуру in vitro. Субкультивирование асептических луковиц на среде Гамборга с половинным составом солей микрои макроэлементов, обогащенной кинетином (5 мг/л) и индолилуксусной кислотой (1 мг/л), вызывало образование 3±1 луковиц на эксплант. Последующие пассажи на четырех вариантах сред позволили отметить среду Мурасиге-Скуга, дополненную 6-бензиламинопурином (0,4 мг/л), которая стимулировала наилучшее развитие луковиц и рост побегов. Укоренение проводили на безгормональных средах. Впервые проведены многолетние наблюдения за акклиматизацией растенийрегенерантов ex situ. Пятилетние полевые наблюдения в условиях коллекционного питомника Якутского ботанического сада за выживаемостью, ростом и развитием растений-регенерантов (n = 30) показали, что 77% особей успешно акклиматизировались. Массовое цветение и плодоношение было отмечено на четвертом году. Выявлены онтогенетические особенности развития молодых растений, которые выражались морфологической поливариантностью цветков и высокой изменчивостью высоты стебля. Разработанный протокол клонального микроразмножения Lilium pensylvanicum и результаты многолетних наблюдений за ростом растений-регенерантов позволяют рекомендовать этот метод для воспроизводства сокращающих численность ценопопуляций.

1. Stanilova M.I., Ilcheva V.P., Zagorska N.A. Morphogenetic potential and in vitro micropropagation of endangered plant species Leucojum aestivum L. and Lilium rhodopaeum Delip. // Plant Cell Rep. 1994. Vol. 13. N 8. Р. 451–453.

2. LingFei X., FengWang M., Dong L. Plant regeneration from in vitro cultured leaves of Lanzhou lily (Lilium davidii var. unicolor) // Sci. Hortic-Amsterdam. 2009. Vol. 119. N 4. P. 458–461.

3. Yarmolinsky L., Zaccai M., Ben-Shabat Sh., Mills D., Huleihel M. Antiviral activity of ethanol extracts of Ficus binjamina and Lilium candidum in vitro // New Biotechnol. 2009. Vol. 26. N 6. P. 307–313.

4. Chang Ch., Chen Ch-T., Tsai Y-Ch., Chang W-Ch. A tissue culture protocol for propagation of a rare plant, Lilium speciosum Thunb. var. gloriosoides Baker // Bot. Bull. Acad. Sinica. 2000. Vol. 41. N 2. P. 139–142.

5. Joshi S.K., Dhar U. In vitro propagation from axenic explants of Lilium oxypetalum (D. Don) Baker, an endemic bulbous plant of high altitude Himalaya // Acta Physiol. Plant. 2009. Vol. 31. P. 833–838.

6. Sahoo M.R., Devi M.P., Dasgupta M., Prakash N., Ngachan Sh.V. An efficient protocol for in vitro regeneration and conservation of Shirui lily (Lilium mackliniae Sealy): a lab-to-land approach to save the rare endangered Asiatic lily species // In Vitro Cell. Dev.-Pl. 2018. Vol. 54. N 6. P. 701–710.

7. Wu Y., Ma Y-D., Li Y., Zhang L., Xia Y-P. Plantlet regeneration from primary callus cultures of Lilium brownii F. E. Br. ex Miellez var. giganteum G.Y. Li & Z.H. Chen, a rare bulbous germplasm // In Vitro Cell. Dev.-Pl. 2019. Vol. 55. N 1. P. 44–59.

8. Bakhshaie M., Khosravi S., Azadi P., Bagheri H., Tuyl J.M. Biotechnological advances in Lilium // Plant Cell Rep. 2016. Vol. 35. N 9. P. 1799–1826.

9. Ault J.R., Siqueira S.S. Morphogenetic response of Lilium michiganense to four auxin-type plant growth regulators in vitro // Hortscience. 2008. Vol. 43. N 6. P. 1922–1924.

10. Dhyani A., Sharma G., Nautiyal B.P., Nautiyal M.Ch. Propagation and conservation of Lilium polyphyllum D. Don ex Royle // J. Appl. Res. Med. Aromat. Plants. 2014. Vol. 1. N 4. P. 144–147.

11. Красная книга Республики Саха (Якутия). Т. 1: Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды растений и грибов / Отв. ред. Н.С. Данилова. М.: Изд-во Реарт, 2017. 412 с.

12. Gambourg O.L., Elevegh D. Culture methods and detection of glucanases in suspension cultures of weat and parleys // Can. J. Biochem. 1968. Vol. 46. P. 417–421.

13. Murashige T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassay with tobacco tissue cultures // Physiol. Plantarum. 1962. Vol. 15. N 3. P. 473–476.

14. Бейдеман И.Н. Методика изучения фенологии растений и растительных сообществ. Новосибирск: Изд-во Наука, 1974. 139 с.

15. Пугачева Г.М., Соколова М.А. Клональное микроразмножение лилий // Вестн. МичГАУ. 2010. № 1. С. 35–37.

16. Степанова А.Ю., Ильина В.С., Староверов В.В., Терешонок Д.В. Микроклональное размножение лилии азиатской // Плодоводство и ягодоводство России. 2011. Т. 26. С. 237–243.

17. Ikeda N., Niimi Y., Han D. Production of seedlings from ovules excised at the zygote stage in Lilium spp. // Plant Cell Tiss. Organ Cult. 2003. Vol. 73. N 2. P. 159–166.

18. Takayama S., Misawa M. A scheme for mass propagation of Lilium in vitro // Sci. Hortic-Amsterdam. 1983. Vol. 18. N 4. P. 353–362.

19. Osmanova G.O. Biomorhology of Actaea erythrocarpa Fisch. individuals and ecological–demographic characterization of its cenopopulations // Biology Bull. 2016. Vol. 43. N 5. P. 468–473.