Botanica Pacifica. A journal of plant science and conservation 2025. Preprint
Article first published online: 21 MAR 2025 | DOI: 10.17581/bp.2025.14113
Optimization of seed scarification protocol and assessment of the effect of 6-BAP concentration on microplants of Iris mandshurica Maxim. (Iridaceae)
Anastasiya S. Pianova
,
Kseniya S. Berdasova ,
Ludmila N. Mironova ,
Alexey V. Salokhin &
Yuri E. Sabutski Botanical Garden-institute FEB RAS, Vladivostok, Russia
The paper presents data on the methods of stimulation of Iris mandshurica seed germination and the effect of different 6-BAP concentration regimes on the multiplication and quality of microplants. The proposed scarification using H2SO4 made it possible to accelerate the germination of mature seeds many times, which occurred without the use of growth regulator. It was found that the formation of adventitious buds at the base of microshoots occurs at all concentrations of 6-BAP studied, however, the concentration of this phytohormone affects the quality of the resulting plant material. Addition of 1 mg/l 6-BAP to Murashige and Skoog basic medium increased the number of microplants as well as shoot height. Cultivation on Murashige and Skooga medium without regulators is sufficient to obtain a well-developed root system and does not require the use of additional growth stimulants. Adaptation of microclones to ex vitro conditions using commercial soil does not cause difficulties, and the plant survival rate is high and amounts to 76%.
Пьянова А.С., Бердасова К.С., Миронова Л.Н., Салохин А.В., Сабуцкий Ю.Е. Оптимизация протокола скарификации семян и оценка влияния концентрации 6-БАП на микрорастения Iris mandshurica Maxim. (Iridaceae). В статье представлены данные о способах стимуляции прорастания семян Iris mandshurica и влиянии различных режимов концентрации 6-БАП на мультипликацию и качество микрорастений. Предложенная скарификация с использованием H2SO4 позволила многократно ускорить прорастание зрелых семян, которое происходило без применения регулятора роста. Установлено, что образование адвентивных почек в основании микропобегов происходит при всех исследованных концентрациях 6-БАП, однако, концентрация этого фитогормона влияет на качество получаемого растительного материала. Добавление 1 мг/л 6-БАП к основной среде Мурасиге и Скуга позволило увеличить количество микрорастений, а также высоту побегов. Культивирование на среде Мурасиге и Скуга без регуляторов является достаточным для получения хорошо развитой корневой системы и не требует применения дополнительных стимуляторов роста. Адаптация микроклонов к условиям ex vitro при использовании коммерческого грунта не вызывает затруднений, при этом приживаемость растений высокая и составляет 76 %.
Keywords: in vitro culture, micropropagation, growth regulators, 6-benzylaminopurine, культура in vitro, микроклональное размножение, качество, регуляторы роста, 6-бензиламинопурин
References
Alexeeva, N.В. & L.N. Mironova 2007. Notes critical about some species of the genus Iris (Iridaceae) in Siberia and Far East of Russia. Botanicheskii Zhurnal 92(6):916-925 (in Russian). [Алексеева Н.Б. Миронова Л.Н. 2007. Критические заметки о некоторых видах рода Iris (Iridaceae) в Сибири и на Дальнем Востоке России // Ботанический журнал. Т. 92, № 6. С. 916-926].
Alexeeva, N.B. 2008. Genus Iris L. (Iridaceae) in Russia. Turczaninowia 11(2):5-70 (in Russian). [Алексеева Н.Б. 2008. Род Iris L. (Iridaceae) в России // Turczaninowia. Т. 11, № 2. С. 5-70].
Alexeeva, N.B. 2020. Irises - Iris L. (Iridaceae Juss.), of Russia. St. Petersburg, 232 pp. (in Russian). [Алексеева Н.Б. 2020. Ирисы - Iris L. (Iridaceae Juss.) России. Санкт-Петербург. 232 с.].
Alexeeva, N.B., M.M. Dorofeeva, E.A. Varfolomeeva & L.N. Mironova 2023. The genus Iris (Iridaceae) in Russia: phytochemistry, biological activity and application in traditional medicine. Rastitel'nye Resursy 59(1):3-29. CrossRef
Belokurova, V.B., A.J. Szikura, J.J. Szikura & N.V. Kuchuk 2004. Elaboration of biotechnological methods for restoration of quantity of some preserved monocotyledonous species. Introduktsiya roslin 23:17-23 (in Russian). [Белокурова В.Б., Сикура А.И, Сикура И.И., Кучук Н.В. 2004. Разработка биотехнологических методов для восстановления численности некоторых охраняемых видов класса однодольных // Интродукція рослин. № 23. С. 17-23].
Boltenkov, E.V. & E.V. Zarembo 2005. In vitro regeneration and callogenesis in tissue culture of floral organs of the genus Iris (Iridaceae). Biology Bulletin 2:174-179. CrossRef
Boltenkov, E.V. & E.V. Artyukova 2023. New approach to the systematics of the section Psammiris (Iris, Iridaceae): what does chloroplast DNA sequence tell us? Plants 12(6):1254. CrossRef
Ishmuratova, M.M. 1999. Peculiarity of in vitro cultivation of plants of different ecological groups on the example of the genus Iris L. species. Rastitel'nye Resursy 4:67-74 (in Russian). [Ишмуратова М.М. 1999. Особенности культивирования in vitro растений различных экологических групп на примере видов рода Iris L. // Растительные ресурсы. № 4. С. 67-74].
Kozyrenko, M.M., E.V. Artiukova & I.N. Zhuravlev 2009. Independent species status of Iris vorobievii N.S. Pavlova, Iris mandshurica Maxim., and Iris humilis Georgi (Iridaceae): evidence from the nuclear and chloroplast genomes. Russian Journal of Genetics 45:1575-1584. CrossRef
Li, F., L. Fan, H. Fu, Y. Liu & L. Wang 2020. An efficient in vitro regeneration system via callus from hypocotyl and root of Iris laevigata. Research Square https://www.researchsquare.com/article/rs-46031/v1 Accessed 23 Jul, 2020. CrossRef
Malaeva, E.V. 2022. Features of in vitro cultivation of rare species of the family Iridaceae Juss. Problemy botaniki Yuzhnoj Sibiri i Mongolii 21(2):120-123 (in Russian with English summary). [Малаева Е.В. 2022. Особенности культивирования in vitro редких видов семейства Iridaceae Juss. // Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии. Т. 21, № 2. С. 120-123]. CrossRef
Murashige T. & F. Skoog 1962. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiologia Plantarum 15(13):473-497. CrossRef
Nabieva, A.Yu. 2010. Microclonal propagation of some rare species of the genus Iris L. In: Botanical Gardens. Problems of introduction (T.P. Sviridova, ed.), pp. 270-271, Izdatel'stvo Tomskogo Gosudarstvennogo Universiteta, Tomsk (in Russian). [Набиева А.Ю. 2010. Микроклональное размножение некоторых редких видов рода Iris L. // Ботанические сады. Проблемы интродукции / под ред. Т.П. Свиридовой. Томск: Изд-во ТГУ. С. 270-271].
Nabieva, A.Yu. & T.V. Elisafenko 2012. Peculiarities of reproduction of rare Siberian species of the genus Iris L. - I. glaucescens Bunge and I. bloudowii Ledeb. in culture. Turczaninowia 15(1):80-84 (in Russian with English summary). [Набиева А.Ю., Елисафенко Т.В. 2012. Особенности размножения редких сибирских видов рода Iris L. - I. glaucescens Bunge и I. bloudowii Ledeb. в условиях культуры // Turczaninowia. Т. 15, № 1. С. 80-84.
Nikolaev, N.A., M.A. Livazan, Yu.P. Skirdenko & A.I. Martynov 2019. Biologically active plants and fungi of Siberia in clinical medicine, vol. 1. Izdatel'skii dom Akademii Estestvoznaniya, Moscow, 383 pp. (in Russian). [Николаев Н.А., Ливазан М.А., Скирденко Ю.П., Мартынов А.И. 2019. Биологически активные растения и грибы Сибири в клинической медицине. М.: Издательский дом Академии естествознания. 383 с.].
Soldatov, S.A. & G.A. Karpova 2020. Ways of overcoming seed dormancy and features of cultivation of plants of the genus Iris under in vitro conditions. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Povolzhskii region. Estestvennye nauki 4(32):24-31 (in Russian with English summary). [Солдатов С.А., Карпова Г.А. 2020. Способы преодоления покоя семян и особенности культивирования растений рода Iris в условиях in vitro // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Естественные науки. № 4(32). С. 24-31].
Taha, L.S., N.M. Youssef, E.A. Ibrahim & Z.F. Ghareeb 2019. An adequate micropropagation protocol for Iris tingitana bublets production and chemical composition. Plant archives 19(2):2671-2676.
Tikhomirova, L. 2017. Morphogenesis and histology of cultures of Iris ensata Thunb. generative organs. In vitro Cellular and Developmental Biology - Plant 53:270-277. CrossRef
Tikhomirova, L. 2021. Features of morphogenesis of Iris ensata Thunb. in vitro culture. Russian Journal of Plant Physiology 68:669-677. CrossRef
Wang, L. & L.H. Zhuo 2006. The relationship between seed coat micromorphology characteristics and systematic evolution of some species of Iris. Bulletin of Botanical Research 26:286-290.
Ying L., L. Linlin, F. Wenyu, L. Li, J. Fangfang, J. Zhiwei & B. Long 2016. Main wild ornamental grass resources and evaluation in Liaoning Province. Grass Science 33(10):1989-2003.
Zhang, D., L. Wang & Lh. Zhuo 2011. Embryology of Iris mandshurica Maxim. (Iridaceae) and its systematic relationships. Plant Systematics and Evolution 293:43-52. CrossRef
|
|