Botanica Pacifica. A journal of plant science and conservation 2023. 12(2):168-171
Article first published online: 11 JUL 2023 | DOI: 10.17581/bp.2023.12206
The effect of abiotic factors on in vitro seed germination in Oxytropis chankaensis Jurtz., a rare endemic species of the Russian Far East
Kseniya S. Berdasova
,
Anastasiya S. Pianova &
Liubov A. Kameneva Botanical Garden-Institute FEB RAS, Vladivostok, Russia
The paper presents the results of different ways of overcoming dormancy of seeds of Oxytropis chankaensis Jurtz., a rare endemic species of the Far East characterized by small isolated populations. The peculiarities of seed germination under the influence of various abiogenic factors were studied: concentrated sulfuric acid, stratification, seed hilum puncture and abrupt temperature difference. A protocol for introducing the species studied to culture in vitro in order to preserve this endemic has been developed. The assessment of seedling viability after exposure to each of the factors was carried out. It was shown that the most effective and fastest way of scarification is the use of concentrated sulfuric acid. Stimulation of seed germination by this factor leads to 100 % seed germination and obtaining more than 90 % of viable plants capable of microclonal multiplication.
Бердасова К.С., Пьянова А.С., Каменева Л.А. Влияние абиотических факторов на всхожесть in vitro семян Oxytropis chankaensis Jurtz., редкого эндемичного вида Дальнего Востока России. В работе представлены результаты различных путей преодоления покоя семян Oxytropis chankaensis Jurtz. – редкого эндемика Дальнего Востока, характеризующегося небольшими изолированными популяциями. Были изучены особенности прорастания семян под влиянием различных абиогенных факторов: концентрированная серная кислота, стратификация, прокол рубчика и резкий температурный перепад. Разработан протокол введения исследуемого вида в культуру in vitro с целью сохранения данного эндемика. Проведена оценка жизнеспособности проростков после воздействия каждого из факторов. Показано, что наиболее эффективным и быстрым способом скарификации является использование концентрированной серной кислоты. Стимуляция прорастания семян данным фактором приводит к 100 % всхожести семян и получению более 90 % жизнеспособных растений, способных к микроклональному размножению.
Keywords: rare species, seed reproduction, scarification, biodiversity conservation, endemic, редкий вид, семенное возобновление, скарификация, сохранение биоразнообразия, эндемик
References
Molecular Ecology Resources 15:1179-1191. CrossRef
Artyukova, E. & M. Kozyrenko 2012. Phylogenetic relationships of Oxytropis chankaensis Jurtz. and Oxytropis oxyphylla (Pall.) DC. (Fabaceae) inferred from the data of sequencing of the ITS region of the nuclear ribosomal DNA operon and intergenic spacers of the chloroplast genome. Russian Journal of Genetics 48(2):186-193 (in Russian with English summary). [Артюкова Е.В., Козыренко М.М. 2012. Филогенетические отношения Oxytropis chankaensis Jurtz. и Oxytropis oxyphylla (Pall.) DC. (Fabaceae) по данным секвенирования ITS рибосомного оперона ядерной ДНК и межгенных спейсеров хлоропластного генома // Генетика. Т. 48, № 2. С. 186-193]. CrossRef
Bailly, C., H. El-Maarouf-Bouteau & F. Corbineau 2008. From intracellular signaling networks to cell death: the dual role of reactive oxygen species in seed physiology. Comptes Rendus Biologies 331(10):806-814. CrossRef
Burlakova, L.E., A.Y. Karatayev, V.A. Karatayev, M.E. May, D.L. Bennett & M.J. Cook 2011. Endemic species: Contribution to community uniqueness, effect of habitat alteration, and conservation priorities. Biological Conservation 144:155-165. CrossRef
Coelho, N., S. Gonçalves & A. Romano 2020. Endemic plant species conservation: Biotechnological approaches. Plants. 9(3):345. CrossRef
Corlett, R.T. 2017. A bigger toolbox: Biotechnology in biodiversity conservation. Trends in Biotechnology 35(1):55-65. CrossRef
Engelmann, F. 2011. Use of biotechnologies for the conservation of plant biodiversity. In Vitro Cellular & Developmental Biology - Plant 47:5-16. CrossRef
He, W., B. Guo, P. Fan, L. Guo & Y. Wei 2015. In vitro propagation of a poisonous plant Oxytropis glabra (Lam.) DC. Plant Cell, Tissue and Organ Culture 120:49-55. CrossRef
Malyshev, L.I. 2008. Diversity of the genus Oxytropis in Asian Russia. Turczaninowia 11(4):5-141 (in Russian). [Малышев Л.И. 2008 Разнообразие рода остролодка (Oxytropis) в Азиатской России // Turczaninowia. Т. 11, вып. 4. С. 5-141].
Mhamdi, A. & F. van Breusegem 2018. Reactive oxygen species in plant development. Development 145:1-12. CrossRef
Mittler, R. 2017. ROS are good. Trends Plant Science 22:11-19. CrossRef
Murashige, T. & F. Skoog 1962. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue culture. Physiologia Plantarum 15:473-497. CrossRef
Nikolaeva, M.G., M.V. Razumova & V.N. Gladkova 1985. A guide to germinating dormant seeds. Nauka, Leningrad, 348 pp. (in Russian). [Николаева М.Г., Разумова М.В., Гладкова В.Н. 1985. Справочник по проращиванию покоящихся семян. Ленинград: Наука. 348 с.].
Pavlova, N.S. 2008. Oxytropis chankaensis (Jurtz.) In: The Red Data Book of Primorsky Krai: Plants. Rare and endangered species of plants and fungi (Kozhevnikov et al., eds), pp. 136-137, AVK «Apelsin», Vladivostok (in Russian). [Павлова Н.С. 2008. Остролодочник ханкайский - Oxytropis chankaensis (Jurtz.) // Красная книга Приморского края: Растения. Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды растений и грибов / под ред. А.Е. Кожевникова и др. Владивосток: АВК «Апельсин ». С. 136-137].
Reed, B.M., V. Sarasan, M. Kane, E. Bunn & V.C. Pence 2011. Biodiversity conservation and conservation biotechnology tools. In Vitro Cellular & Developmental Biology - Plant 47: 1-4. CrossRef
Pavlova, N.S. 1989. Oxytropis DC. In: The vascular plants of the Soviet Far East, vol. 4 (S.S. Kharkevich, ed.), pp 236-280, Nauka, Leningrad (in Russian). [Павлова Н.С. 1989. Oxytropis DC. // Сосудистые растения советского Дальнего Востока. Л.: Наука. Т. 4. С. 236-280].
Voronkova, N.M. & A.B. Kholina 2017. Germination biology and seed storage of endemic species of crazyweed genus (Oxytropis DC., Fabaceae family) from Siberia and Russian Far East Territory. Vestnik DVO RAN 2:23-30 (in Russian with English summary). [Воронкова Н.М., Холина А.В. 2017. Биология прорастания и хранения семян эндемичных видов рода остролодка (Oxytropis DC., семейство Fabaceae) Сибири и Дальнего Востока России // Вестник ДВО РАН. № 2. С. 23-30].
Yurjeva, O.V., K.Z. Gamburg & S.G. Kazanovskiy 2008. Clonal micropropagation of Oxytropis triphylla (Fabaceae). Rastitelnye Resursy 44(3):36-40 (in Russian with English summary). [Юрьева О.В., Гамбург К.З., Казановский С.Г. 2008. Клональное микроразмножение Oxytropis triphylla (Fabaceae) // Растительные ресурсы. Т. 44, № 3. С. 36-40].
Zhu X., S.L. Welsh & H. Ohashi 2010. Oxytropis In: Flora of China, vol. 10 (Z.-Y. Wu, P.H. Raven & D.Y. Hong, eds), pp. 453-500, Science Press, Beijing, Missouri Botanical Garden Press, St. Louis.
Zhuravlev, Yu.N. & S.V. Klyshevskaya 2015. The problem of regulation of the water level in the pool of the Khanka Lake, Primorsky Territory. Vestnik DVO RAN 5:40-52 (in Russian). [Журавлев Ю.Н., Клышевская С.В. 2015. Проблема регулирования уровня воды в бассейне озера Ханка (Приморский край) // Вестник ДВО РАН. № 5. С. 40-52].
|
|