Проблеми та перспективи збереження видів роду Carlina L. флори України в умовах in situ, ex situ, in vitro

Abstract

Мета. Визначити проблеми збереження видів Carlina аcaulis L., C. cirsioides Klok та C. onopordifolia Besser ex Szafer, Kulcz. et Pawl. in situ та ex situ та оптимізувати умови їх введення in vitro. Методи. Для отримання та вкорінення асептичних проростків насіння піддавали передпосівній обробці розчином гіберелової кислоти (ГК3) або індолілмасляної кислоти (ІМК). Простерилізоване насіння висаджували на агаризоване живильне середовище Мурасіге-Скуга з половинним вмістом макро- і мікросолей (МС/2), без регуляторів росту. Для мікроклонального розмноження цих видів використовували розетки 2–3 місячних особин, які культивували на агаризованому середовищі МС/2, доповненеому кінетином (Кін) (від 1–3 мг/л) та 0,1 мг/л 1-нафтилоцтової кислоти (НОК). Результати. З’ясовано, що при замочуванні насіння С. acaulis, С. cirsioides та С. onopordifolia у розчині ГК3, відсоток формування коренів складав 33,3 %, 33,3 % та 22,2 % відповідно. Передпосівна обробка насіння перед стерилізацією у розчині ІМК концентрацією 1000 мг/л протягом 2–4 год була ефективніша. Відсоток формування коренів у C. аcaulis, C. cirsioides і C. onoрordifolia був у 2,4–4,5 рази вищий у порівнянні з обробкою розчином ГК3. Середовище МС/2, доповнене НОК та Кін, найкраще забезпечувало формування мікроклонів. У рослин C. cirsioides цей показник за 6 місяців культивування становив 6,6–6,8 розеток на живець, у рослин С. acaulis та C. onopordіfolia — 4,2–5,0 та 4,8–5,2 відповідно. Для підвищення відсотку вкорінення мікроклонів доцільним виявилось замочування їх у розчині ІМК концентрацією 1000 мг/л упродовж 1 хв. Висновки. Досягнено підвищення відсотків укорінення рослин C. сirsioides і C. оnoрordifolia до 100 %, C. аcaulis — до 80 %, а також уникнено травмування проростків і змін концентрації розчину ІМК, які можуть виникати під час стерилізації за високих температур, унаслідок використання нестерильного розчину цього регулятора росту. Підібрано умови для мікроклонального розмноження С. acaulis, C. cirsioides і C. onopordіfolia та розроблено схеми вкорінення отриманих мікроклонів in vitro.

The aim was to investigate the problems of in situ, and ex situ conservation of Carlina аcaulis L., Carlina cirsioides Klok, and Carlina onopordifolia Besser ex Szafer, Kulcz. et Pawl. and to optimize the conditions of their in vitro culture. Methods. The seeds of C. аcaulis, C. cirsioides, and C. onopordifolia had a pre-sowing treatment with a gibberellic acid solution (GA3) or indole-3-butyric acid solution (IBA) in order to obtain and root aseptic seedlings. The sterilized seeds were planted in sterile Petri dishes on semi-solid Murashige and Skoog (MS) medium with decreased macro- and microsalts concentrations (MS/2) without growth regulators. For microclonal propagation of these species, we used the rosettes of 2–3-month specimens and planted them on semi-solid Murashige and Skoog medium with decreased macro- and microsalts concentrations (MS/2) supplemented with kinetin (Кin) (1–3 mg/l) and 0.1 mg/l of 1-naphthaleneacetic acid (NAA). Results. After soaking the seeds in gibberellic acid solution, the percentage of root formation of C. acaulis, C. cirsioides, and C. onopordifolia was 33.3 %, 33.3 %, and 22.2 % respectively. The pre-sowing treatment of Carlina seeds before sterilization in IBA solution at a concentration of 1000 mg/l for 2–4 h had a positive effect. The percentages of root formation of C. acaulis, C. cirsioides, and C. onordordifolia were 2.4–4.5 times higher than that after treatment in GA3 solution. MS/2 medium supplemented with growth regulators (NAA and Кin) was the most efficient to provide the formation of microclones. For 6 months of cultivation the formation of C. cirsioides microclones was 6.6–6.8 rosettes per seedling, for C. acaulis and C. onopordifolia plants it was 4.2–5.0 and 4.8–5.2, respectively. Soaking of Carlina microclones in indole-3-butyric acid solution at a concentration of 1000 mg/l for 1 min increased the percentage of their rooting. Conclusions. We increased the percentage of rooting of C. sirsioides and C. onorordifolia plants to 100 % and the rooting of C. acaulis plants to 80 %. We avoided injuring the seedlings and change of IBA concentrations in the solution during sterilization at high temperatures by using the non-sterile solution of this growth regulator. The conditions for the microclonal propagation of С. acaulis, C. cirsioides, and C. onopordіfolia have been chosen. We have worked out the schemes for the rooting of in vitro microclones.