Êóëüòóðà êëåòîê è òêàíåé ÑÅËÜÑÊÎÕÎÇßÉÑÒÂÅÍÍÀß ÁÈÎËÎÃÈß, 2014, ¹ 1 Rumex aquaticus

ÑÅËÜÑÊÎÕÎÇßÉÑÒÂÅÍÍÀß ÁÈÎËÎÃÈß, 2014, ¹ 1
Êóëüòóðà êëåòîê è òêàíåé
ÓÄÊ 581.143.6:57.08
ÎÏÒÈÌÈÇÀÖÈß ÑÐÅÄ ÄËß ÊÓËÜÒÈÂÈÐÎÂÀÍÈß ÐÀÑÒÅÍÈÉ
in vitro ÍÀ ÏÐÈÌÅÐÅ ÙÀÂÅËß ÂÎÄÍÎÃÎ Rumex aquaticus L.∗
Ì.Â. ÑÊÀÏÖÎÂ, Ä.Â. ÁÀËÀÁÎÂÀ, Ì.Ã. ÊÓÖÅÂ
Îäíà èç ïðîáëåì ðàçìíîæåíèÿ ðàñòåíèé in vitro — íàêîïëåíèå ïîëèôåíîëüíûõ ñîåäèíåíèé, âñëåäñòâèå ÷åãî äëÿ íåêîòîðûõ êóëüòóð òðåáóåòñÿ ÷àñòûé ïàññàæ íà ñâåæèå ïèòàòåëüíûå
ñðåäû. Ìû ïðîòåñòèðîâàëè äîïîëíèòåëüíûå êîìïîíåíòû ïèòàòåëüíûõ ñðåä â îòíîøåíèè èõ âëèÿíèÿ íà íàêîïëåíèå ïîëèôåíîëüíûõ ñîåäèíåíèé â òêàíÿõ è ïèòàòåëüíîé ñðåäå è àêòèâíîñòü ïðîëèôåðàöèè è æèçíåñïîñîáíîñòè êàëëóñíûõ êëåòîê. Êàëëóñ èíäóöèðîâàëè èç ëèñòîâûõ ýêñïëàíòîâ
ùàâåëÿ âîäíîãî (Rumex aquaticus L., ìîäåëüíûé îáúåêò) íà ñðåäå Ìóðàñèãå-Ñêóãà, ñîäåðæàùåé
áåíçèëàäåíèí-6 è α-íàôòèëóêñóñíóþ êèñëîòó. Ïîëó÷åííûå êàëëóñû ñóáêóëüòèâèðîâàëè íà òåõ æå
ñðåäàõ ñ äîáàâëåíèåì ñîðáåíòîâ (ïîëèâèíèëïèððîëèäîí) è àíòèîêñèäàíòîâ (òèîñóëüôàò íàòðèÿ).
Íàáëþäàëîñü óâåëè÷åíèå ñðîêà æèçíè êàëëóñîâ áåç ÷àñòîãî ñóáêóëüòèâèðîâàíèÿ çà ñ÷åò ñíèæåíèÿ íàêîïëåíèÿ ñóììû ïîëèôåíîëîâ â òêàíÿõ. Óñòàíîâëåíî, ÷òî ñîäåðæàíèå ôåíîëüíûõ ñîåäèíåíèé íà êëàññè÷åñêèõ ñðåäàõ ïðè äëèòåëüíîì êóëüòèâèðîâàíèè äîñòèãàåò 7 ìã íà 1 ã êàëëóñíîé
òêàíè, ïîñëå ÷åãî íàáëþäàåòñÿ îñòàíîâêà ðîñòà è ãèáåëü êëåòîê. Íàïðîòèâ, íà ìîäèôèöèðîâàííûõ ñðåäàõ â òêàíÿõ êàëëóñîâ ñîäåðæèòñÿ â ñðåäíåì â 2 ðàçà ìåíüøå ïîëèôåíîëîâ, ÷åì â âûðàùåííûõ áåç âíåñåíèÿ â ñðåäû ñîðáåíòîâ è àíòèîêñèäàíòîâ.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: Rumex aquaticus L., êàëëóñîîáðàçîâàíèå, áèîòåõíîëîãèÿ, ïîëèâèíèëïèððîëèäîí, ïîëèôåíîëû.
Ùàâåëü âîäíûé (Rumex aquaticus L.) áëàãîäàðÿ íåïðèõîòëèâîñòè,
áûñòðîìó ðîñòó áèîìàññû, óäîáñòâó ïðè ïîëó÷åíèè ïðîòîïëàñòîâ è ãåííîèíæåíåðíûõ îïåðàöèÿõ ñëóæèò ïåðñïåêòèâíûì îáúåêòîì äëÿ èññëåäîâàíèé â îáëàñòè ñåëåêöèè, áèîòåõíîëîãèè è ãåííîé èíæåíåðèè ðàñòåíèé (1).
Îäíà èç ïðîáëåì ðàçìíîæåíèÿ ðàñòåíèé in vitro — íàêîïëåíèå ïîëèôåíîëüíûõ ñîåäèíåíèé, âñëåäñòâèå ÷åãî äëÿ íåêîòîðûõ êóëüòóð òðåáóåòñÿ ÷àñòûé ïàññàæ íà ñâåæèå ïèòàòåëüíûå ñðåäû. Ïðîäóêòû ôåíîëüíîãî
îêèñëåíèÿ òîêñè÷íû äëÿ êàëëóñíîé òêàíè è çàìåäëÿþò åå ðîñò (2).
Äëÿ ñíèæåíèÿ ýôôåêòà íàêîïëåíèÿ ïîëèôåíîëîâ ÷àùå âñåãî ïðèìåíÿþò õèòîçàí, öèñòåèí, ôåíîëïðîïàíîèä, àñêîðáèíîâóþ êèñëîòó èëè
àäñîðáåíòû, íàïðèìåð àêòèâèðîâàííûé óãîëü (3). Õèòîçàí îáëàäàåò àíòèáàêòåðèàëüíûì äåéñòâèåì, íî ïîäàâëÿåò ôåðìåíòàòèâíóþ àêòèâíîñòü (4).
Öèñòåèí òàêæå ñëóæèò ñèëüíûì èíãèáèòîðîì ïîñëåäíåé (4, 5).
Äëÿ ñâÿçûâàíèÿ ïðîäóêòîâ îêèñëåíèÿ ïîëèôåíîëüíûõ ñîåäèíåíèé
ïðè êóëüòèâèðîâàíèè ðàñòèòåëüíûõ êëåòîê èñïîëüçóþò õèìè÷åñêèå ñîðáåíòû, òàêèå êàê ïîëèâèíèëïèððîëèäîí èëè âåùåñòâà, ïðîÿâëÿþùèå àíòèîêñèäàíòíóþ àêòèâíîñòü (6).
Öåëüþ íàøåé ðàáîòû áûëî èññëåäîâàíèå äîïîëíèòåëüíûõ êîìïîíåíòîâ ïèòàòåëüíûõ ñðåä äëÿ ñíèæåíèÿ íåãàòèâíîãî âëèÿíèÿ íàêîïëåíèÿ
ïîëèôåíîëüíûõ ñîåäèíåíèé â òêàíÿõ è ïèòàòåëüíîé ñðåäå íà àêòèâíîñòü
ïðîëèôåðàöèè è æèçíåñïîñîáíîñòü êëåòîê ïðè ïîâåðõíîñòíîì êóëüòèâèðîâàíèè òêàíåé ðàñòåíèé.
Ìåòîäèêà. Êóëüòèâèðîâàíèå in vitro èçîëèðîâàííûõ òêàíåé è îðãàíîâ ðàñòåíèé R. aquatics îñóùåñòâëÿëè ñîãëàñíî îáùåïðèíÿòûì ðåêîìåíäàöèÿì ñ âàðèàöèÿìè (7). Íà ðàçíûõ ýòàïàõ ýêñïåðèìåíòàëüíîé ðàáîòû
èñïîëüçîâàëè ìèíåðàëüíóþ îñíîâó ïèòàòåëüíûõ ñðåä Ìóðàñèãå-Ñêóãà
(MS) c äîáàâëåíèåì ñàõàðîçû (30 ã/ë), ìåçîèíîçèòîëà (100 ìã/ë), àãàðà
∗
Èññëåäîâàíèÿ âûïîëíåíû ïðè ôèíàíñîâîé ïîääåðæêå ÐÔÔÈ (13-04-90774-ìîë_ðô_íð).
32
(6 ã/ë) (8, 9). Ïîâåðõíîñòíóþ ñòåðèëèçàöèþ ëèñòüåâ ïðîâîäèëè â òå÷åíèå
15 ìèí â 2 % ðàñòâîðå ëèçîôîðìèíà (10).  êà÷åñòâå èñõîäíîãî ìàòåðèàëà
äëÿ èíäóêöèè êàëëóñîãåíåçà èñïîëüçîâàëè ëèñòüÿ R. aquatics, ó êîòîðûõ
óäàëÿëè ëèñòîâóþ ïëàñòèíêó, à öåíòðàëüíóþ æèëêó äåëèëè íà ôðàãìåíòû
è ïîìåùàëè íà ïèòàòåëüíûå ñðåäû.
Ýêñïëàíòû êóëüòèâèðîâàëè íà àãàðèçîâàííîé ïèòàòåëüíîé ñðåäå
MS. Êàëëóñîãåíåç èíäóöèðîâàëè â óñëîâèÿõ çàòåìíåííîñòè, ïðè òåìïåðàòóðå 25 °Ñ. Ñóáêóëüòèâèðîâàíèå îñóùåñòâëÿëè ÷åðåç 28-30 ñóò (äî ïîÿâëåíèÿ áåëîãî ïëîòíîãî êàëëóñà).
Äëÿ èíäóêöèè è ïîääåðæàíèÿ êàëëóñîãåíåçà ýêñïëàíòû êóëüòèâèðîâàëè íà òâåðäîé ïèòàòåëüíîé ñðåäå MS ñ äîáàâëåíèåì àóêñèíîâ è öèòîêèíèíîâ â ðàçëè÷íûõ êîíöåíòðàöèÿõ è ñî÷åòàíèÿõ: áåíçèëàäåíèí-6
(ÁÀ), α-íàôòèëóêñóñíàÿ êèñëîòà (ÍÓÊ), äèõëîðôåíîêñèóêñóñíàÿ êèñëîòà
(2,4-Ä), 4-àìèíî-3,5,6-òðèõëîðïèêîëèíîâàÿ êèñëîòà (ÀÒÕÏ) («Sigma Aldrich», Ãåðìàíèÿ). Ðàññìàòðèâàëè ñëåäóþùèå âàðèàíòû: ÁÀ (0,4 ìã/ë) + ÍÓÊ
(1,9 è 3,7 ìã/ë); ÁÀ (0,4 è 2,2 ìã/ìë) + 2,4-Ä (2,2 ìã/ìë); ÁÀ (0,4 è
1,1 ìã/ë) + ÀÒÕÏ (2,4 ìã/ë). Ïîñëå ïîäáîðà îïòèìàëüíûõ êîíöåíòðàöèé
ðåãóëÿòîðîâ ðîñòà ïîëó÷åííûå êàëëóñû ïàññèðîâàëè íà ñðåäó MS, â êîòîðóþ âíîñèëè ïîëèâèíèëïèððîëèäîí K30 (ÏÂÏ; «AppliChem», Ãåðìàíèÿ) â êîíöåíòðàöèè 2, 5, 7 è 10 ã/ë, êîíòðîëü ñòàâèëè áåç äîáàâëåíèÿ â
ïèòàòåëüíûå ñðåäû ÏÂÏ.  êà÷åñòâå àíòèîêñèäàíòà èñïîëüçîâàëè òèîñóëüôàò íàòðèÿ (100, 150, 200, 250 è 300 ìã/ë) (ÇÀÎ «Íîâîñèáõèìôàðì», Ðîññèÿ). Äëÿ îöåíêè êîìïëåêñíîãî âëèÿíèÿ ÏÂÏ è òèîñóëüôàòà íàòðèÿ íà
ïðîäîëæèòåëüíîñòü êóëüòèâèðîâàíèÿ êàëëóñíûõ òêàíåé íàáëþäàëè çà èçìåíåíèåì îêðàñêè êàëëóñîâ.
Êîëè÷åñòâåííîå îïðåäåëåíèå ñóììû ïîëèôåíîëîâ îñóùåñòâëÿëè â
ñîîòâåòñòâèè ñ îáùåïðèíÿòîé ìåòîäèêîé (11). Äëÿ àíàëèçà êîíöåíòðàöèè
ïîëèôåíîëîâ ïðîâîäèëè îòáîð êàëëóñíûõ ìàññ ÷åðåç 30 è 40 ñóò îò ïîñëåäíåãî ïàññàæà ñî ñðåä, ñîäåðæàùèõ ÏÂÏ, è êîíòðîëüíûõ ñðåä (áåç
ÏÂÏ). Êàëëóñû âûñóøèâàëè ïðè 40 °Ñ â âûòÿæíîì øêàôó, çàòåì èçìåëü÷àëè â ñòóïêå äî ðàçìåðà ÷àñòèö, ïðîõîäÿùèõ ÷åðåç ñèòî ñ äèàìåòðîì îòâåðñòèé 2 ìì. Äëÿ ýêñòðàêöèè 40 ìã èçìåëü÷åííûõ êàëëóñíûõ òêàíåé ïîìåùàëè â ïðîáèðêè òèïà Eppendorf è çàëèâàëè 1 ìë äèñòèëëèðîâàííîé
âîäû, ïîñëå ÷åãî ïëîòíî çàêðûòûå ïðîáèðêè ïåðåíîñèëè â òâåðäîòåëüíûé
òåðìîñòàò Òåðìèò («ÄÍÊ-Òåõíîëîãèÿ», Ðîññèÿ) íà 1,5-2,0 ÷ ïðè òåìïåðàòóðå 40 °Ñ, ñìåñü âñòðÿõèâàëè íà âîðòåêñå êàæäûå 15 ìèí. Ïî îêîí÷àíèè
ýêñòðàêöèè îáðàçöû öåíòðèôóãèðîâàëè (MultiSpin, «Eppendorf GmbH»,
Ãåðìàíèÿ) 1 ìèí ïðè 10 òûñ. îá/ìèí äî îñâåòëåíèÿ ðàñòâîðà. Ïîëó÷åííûé
ñóïåðíàòàíò èñïîëüçîâàëè â äàëüíåéøèõ èññëåäîâàíèÿõ. Ñóììàðíîå ñîäåðæàíèå ôåíîëüíûõ ñîåäèíåíèé îïðåäåëÿëè ìåòîäîì Ôîëèíà-×îêàëüòåó
â ïåðåñ÷åòå íà ãàëëîâóþ êèñëîòó.
Ñòàòèñòè÷åñêèé àíàëèç ïðîâîäèëè â ïðîãðàììå Statistica v. 8.0.
Ðåçóëüòàòû. Äëÿ äëèòåëüíîãî ïîääåðæàíèÿ àêòèâíî ïðîëèôåðèðóþùåé êóëüòóðû in vitro âàæíî ïîäîáðàòü îïòèìàëüíîå ñîîòíîøåíèå
öèòîêèíèíà è àóêñèíà. Êàê ïîêàçàëè ðåçóëüòàòû íàøèõ èññëåäîâàíèé,
òåìïû ðîñòà ùàâåëÿ âîäíîãî áûëè çíà÷èòåëüíî âûøå ïðè êîíöåíòðàöèÿõ áåíçèëàäåíèíà-6 (ÁÀ) 0,4 ìã/ë è α-íàôòèëóêñóñíîé êèñëîòû (ÍÓÊ)
1,9 ìã/ë (òàáë. 1).
 ñðåäå äëÿ êóëüòèâàöèè îïòèìàëüíûìè áûëè êîíöåíòðàöèè ÏÂÏ
10 ã/ë è òèîñóëüôàòà íàòðèÿ 250 ìã/ë. Ïîêàçàòåëåì íàêîïëåíèÿ ïîëèôåíîëîâ â êàëëóñíîé òêàíè ñëóæèëî èçìåíåíèå îêðàñêè êàëëóñà: íà ñðåäå
áåç ÏÂÏ îêðàñêà òêàíåé ñòàíîâèëàñü òåìíî-áóðîé (ðèñ., Á) âñëåäñòâèå
33
íàêîïëåíèÿ ïîëèôåíîëîâ. Â ïðèñóòñòâèè ÏÂÏ òàêèõ èçìåíåíèé íå íàáëþäàëîñü (ñì. ðèñ., A).
1. Èíäóêöèÿ êàëëóñà Rumex aquaticus L. â çàâèñèìîñòè îò êîíöåíòðàöèè ðåãóëÿòîðîâ ðîñòà â ñðåäå
Êîíöåíòðàöèÿ ôèòî- ×èñëî ýêñãîðìîíîâ, ìã/ë
ïëàíòîâ, øò.
Äîëÿ ýêñïëàíòîâ,
èíäóöèðóþùèõ
êàëëóñ, %
Ìîðôîëîãèÿ êàëëóñà
ñòðóêòóðà
öâåò
Pîñò êàëëóñà
0,4 (ÁÀ) + 1,9 (ÍÓÊ)
20
50
Ïëîòíûé
Áåëûé
++
0,4 (ÁÀ) + 3,7 (ÍÓÊ)
20
70
Ïëîòíûé
Áåëûé
+
0,4 (ÁÀ) + 2,2 (2,4-Ä)
20
5
Ïëîòíûé
Áåëûé
−
2,2 (ÁÀ) + 2,2 (2,4-Ä)
20
80
Ìÿãêèé
Ñåðûé
+
0,4 (ÁÀ) + 2,4 (ÀÒÕÏ)
20
50
Ïëîòíûé
Ñåðûé
+
1,1 (ÁÀ) + 2,4 (ÀÒÕÏ)
20
20
Ïëîòíûé
Ñåðûé
+
Ï ð è ì å ÷ à í è å. «−» — ïîñëå èíèöèàöèè ðîñò ïðåêðàùàåòñÿ, «+» — ðîñò íåçíà÷èòåëåí, «++» — õîðîøèé ðîñò; ÁÀ — áåíçèëàäåíèí-6, ÍÓÊ — α-íàôòèëóêñóñíàÿ êèñëîòà, 2,4-Ä — äèõëîðôåíîêñèóêñóñíàÿ
êèñëîòà, ÀÒÕÏ — 4-àìèíî-3,5,6-òðèõëîðïèêîëèíîâàÿ êèñëîòà.
À
Á
Ó ýêñïëàíòîâ, êóëüòèâèðóåìûõ íà ñðåäå ñ
ïîëèâèíèëïèððîëèäîíîì,
ñðîê æèçíè ñîñòàâëÿë ìàêñèìóì 45 ñóò, òîãäà êàê
ó êîíòðîëüíûõ îáðàçöîâ
íàáëþäàëîñü ïðåêðàùåíèå
ðîñòà óæå ÷åðåç 30 ñóò.
Êîëè÷åñòâåííîå ñîäåðæàíèå ñóììû ïîëèôåíîëîâ â ñûðûõ êàëëóñíûõ
òêàíÿõ R. aquaticus íà ìîÊàëëóñíàÿ òêàíü Rumex aquatics L. ÷åðåç 45 ñóò êóëüòèâèðî- äèôèöèðîâàííûõ ñðåäàõ ñ
âàíèÿ íà ñðåäå MS ñ äîáàâëåíèåì ïîëèâèíèëïèððîëèäîíà (À)
ÏÂÏ è òèîñóëüôàòîì íàè áåç íåãî (Á).
òðèÿ ïîñëå 30 ñóò êóëüòèâèðîâàíèÿ âàðüèðîâàëî îò 0,7 äî 2,7 ìã, ïîñëå 40 ñóò — îò 1,1 äî 5,8 ìã
íà 1 ã òêàíè. Êîíöåíòðàöèÿ ïîëèôåíîëîâ â òêàíÿõ, êóëüòèâèðîâàâøèõñÿ íà ñðåäàõ áåç ÏÂÏ è àíòèîêñèäàíòîâ, ñîñòàâëÿëà â ðàñ÷åòå íà 1 ã
òêàíè 2,0-3,1 ìã ÷åðåç 30 ñóò è 4,5-10,7 ìã ÷åðåç 40 ñóò. Ïîêàçàòåëè îòíîñèòåëüíîé îøèáêè ñðåäíåãî çíà÷åíèÿ è êîýôôèöèåíòà âàðèàöèè ïðè
äîâåðèòåëüíîé âåðîÿòíîñòè 95 % ðàâíÿëèñü ñîîòâåòñòâåííî íå áîëåå 9 è
38 % (òàáë. 2).
2. Ñîäåðæàíèå ñóììû ïîëèôåíîëîâ â òêàíÿõ Rumex aquaticus L. â çàâèñèìîñòè îò òèïà ñðåäû è âðåìåíè êóëüòèâèðîâàíèÿ
Òèï ñðåäû
Âðåìÿ êóëüòèâèðîâàíèÿ, ñóò
Ìèíèìàëüíîå
Ìàêñèìàëüíîå
ñîäåðæàíèå, ìã/ã ñîäåðæàíèå, ìã/ã
Xñð.±ε,
ìã/ã
Cv, %
MS ìîäèôè30
0,7
2,7
1,9±0,2
38
öèðîâàííàÿ
40
2,5
5,8
3,7±0,3
27
MS íåìîäè30
3,1
8,1
4,5±0,3
35
ôèöèðîâàííàÿ
40
4,5
10,7
6,9±0,5
26
Ï ð è ì å ÷ à í è å. Xñð. — ñðåäíåå çíà÷åíèå, ε — îòíîñèòåëüíàÿ îøèáêà ñðåäíåãî çíà÷åíèÿ, Cv —
êîýôôèöèåíò âàðèàöèè.
Òàêèì îáðàçîì, ïðè êóëüòèâèðîâàíèè êàëëóñíîé òêàíè ùàâåëÿ
âîäíîãî â ïðèñóòñòâèè ÏÂÏ è òèîñóëüôàòà íàòðèÿ ñíèæàåòñÿ íàêîïëåíèå
ïðîèçâîäíûõ ïîëèôåíîëîâ. Êàëëóñíûå òêàíè, êóëüòèâèðóþùèåñÿ áåç ñìåíû ïèòàòåëüíîé ñðåäû è âíåñåíèÿ ÏÂÏ â òå÷åíèå 40 ñóò è áîëåå, ïðåêðàùàþò ðîñò è ðàçâèòèå. Íàøè äàííûå ñâèäåòåëüñòâóþò î öåëåñîîáðàçíîñòè
ïðèìåíåíèÿ ÏÂÏ è òèîñóëüôàòà íàòðèÿ äëÿ ïðîäëåíèÿ ñðîêà æèçíè òêà34
íåé, êîòîðûå ðàçìíîæàþò ìåòîäîì ïîâåðõíîñòíîãî êóëüòèâèðîâàíèÿ ðàñòåíèé, òðåáîâàòåëüíûõ ê ÷àñòîé ñìåíå ïèòàòåëüíûõ ñðåä.
Àâòîðû âûðàæàþò ãëóáîêóþ áëàãîäàðíîñòü Ñ.Â. Ñìèðíîâó çà öåííûå êîíñóëüòàöèè è îêàçàííóþ ïîìîùü â îðãàíèçàöèè ðàáîòû.
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ
1.
A i - f a n g Y., S u - y u n J., X i a o - g u a n g D., J u - r e n Z. High efficient in vitro propagation and salt tolerant plantlet regeneration in Rumex. Acta Pratacultural Sinica, 2005,
14(2): 56-61.
2. N a z S., A l i A., I q b a l J. Phenolic content in vitro cultures of chick pea (Cicer arietinum L.)
during callogenesis and organogenesis. Pac. J. Bot., 2008, 40(6): 2525-2539.
3. L e w a n d o w s k i I., K a h n t G. Development of a tissue culture system with unemerged
inflorescence of Miscanthus «Gigantheus» for the induction and regeneration of somatic emrbryoids. Beiträge zur Biologie der Pflanzen, 1993, 1: 439-451.
4. S a p e r s G. Chitosan enhances control of enzymatic browning in apple and pear juice by
filtration. J. Food Science, 1992, 57: 1192-1193.
5. W a l k e r J. Enzymatic browning in foods. Its chemistry and control. Food Technology New
Zeland, 1977, 12: 19-25.
6. C i l l i e r s J., S i n g l e t o n V. Caffeic acid autooxidation and the effects of thiols. J. Agriculture and Food Chemistry, 1990, 38: 1789-1796.
7. Á ó ò å í ê î Ð.Ã. Áèîëîãèÿ êëåòîê âûñøèõ ðàñòåíèé in vitro è áèîòåõíîëîãèÿ íà èõ îñíîâå: ó÷. ïîñ. Ì., 1999.
8. M u r a s h i g e T. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiol. Plant., 1962, 15(13): 473-497.
9. Ì ó ð à ò î â à Ñ.À., Ø î ð í è ê î â Ä.Ã., ß í ê î â ñ ê à ÿ Ì.Á., Ï à ï è õ è í Ð.Â. Ñîâåðøåíñòâîâàíèå ìåòîäà êëîíàëüíîãî ìèêðîðàçìíîæåíèÿ àêòèíèäèè è ëèìîííèêà êèòàéñêîãî. Ñîâðåìåííîå ñàäîâîäñòâî, 2010, 1: 96-100.
10. Â å ÷ å ð í è í à Í.À. Áèîòåõíîëîãèÿ ðàñòåíèé: ó÷. ïîñ. Áàðíàóë, 2009.
11. Ðóêîâîäñòâî ïî ìåòîäàì êîíòðîëÿ êà÷åñòâà è áåçîïàñíîñòè áèîëîãè÷åñêè àêòèâíûõ äîáàâîê ê ïèùå. Ðóêîâîäñòâî. Ð 4.1.1672-03 (Óòâ. ãëàâíûì ãîñóäàðñòâåííûì ñàíèòàðíûì
âðà÷îì ÐÔ 30.06.2003)/ÌÇ Ðîññèè. Ì., 2004.
ÔÃÁÎÓ ÂÏÎ Àëòàéñêèé ãîñóäàðñòâåííûé
óíèâåðñèòåò, ÓÏÁÏ Þæíî-Ñèáèðñêèé
áîòàíè÷åñêèé ñàä,
Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ
21 ìàÿ 2012 ãîäà
656049 Ðîññèÿ, ã. Áàðíàóë, ïðîñï. Ëåíèíà, 61,
e-mail: mr.skaptsov@mail.ru, m_kucev@mail.ru, biotech@bio.asu.ru
OPTIMIZATION OF MEDIA FOR in vitro PLANT CULTIVATION
BY THE EXAMPLE OF WATER SORREL (Rumex aquaticus L.)
M.V. Skaptsov, D.V. Balabova, M.G. Kutsev
Altai State University, South Siberian Botanical Garden, 61, prosp. Lenina, Barnaul, 656049 Russia, e-mail
mr.skaptsov@mail.ru, m_kucev@mail.ru, biotech@bio.asu.ru
Abstract
Accumulation of polyphenols makes a real problem under in vitro plant propagation because of toxic effects of phenol oxidation products to callus tissue, and in some cases a frequent
subculturing is required. We screened the possible media components for decreasing negative effects
of polyphenols to cell proliferation and viability under cultivation, callus tissue of Sorrel aqueous
Rumex aquatics L. used as a model. Callus was induced from leaf explants on basal Murashige and
Skoog medium with benzyladenin-6 and α-naphthylacetic acid. Derived callus was subcultivated on
the same medium with the addition of sorbents (polyvinylpyrrolidone) and antioxidants (sodium
thiosulfate). There is the prolongation of life of callus without frequent subculturing by reducing
accumulation of polyphenols in the tissues. Through quantitative studies of the amount of polyphenols by a modified method of Folin-Chokalteu, it was established that the concentration of phenolic
compounds in the tissues in the classical media with long-term cultivation made up to 7 mg per 1 g
of callus tissue, if re-counted to gallic acid, followed by a growth arrest and cell death. In contrast,
in the modified media a content of polyphenols is an average of up to 2 times lower than in the
callus tissue grown in the medium without use of adsorbents and antioxidants.
Keywords: Rumex aquaticus L., callus formation, plant biotechnology, polyvinylpyrrolidone, polyphenols.
35