Botanica Pacifica

Research paper

Botanica Pacifica. A journal of plant science and conservation 2021
Article first published online: 30 OCT 2021 | DOI: 10.17581/bp.2021.10208

In vitro Barnardia japonica (Thunb.) Schult. et Schult. fil. micropropagation by direct regeneration

Anastasiya S. Pianova (Berdasova) ORCID, Aleksey V. Salokhin ORCID, Tat’yana E. Lonchakova ORCID & Yuri E. Sabutski ORCID

Botanical Garden-Institute FEB RAS, Vladivostok, Russia

In vitro micropropagation of rare Far Eastern species Barnardia japonica by the direct regeneration method was studied for the first time. The effect of different concentrations of 6-benzylaminopurine and kinetin in combination with auxins on the regeneration potential of young seedlings using Murashige and Skoog media was estimated. It was found that the largest number of new plants (61 new shoots on average) is formed when explants are cultivated on the medium with a high concentration of kinetin (10 mg/L) and a minimum of α-naphthylacetic acid (0.1 mg/L). The resulting plants are rooted easily on a hormone-free medium of the same mineral composition. The least effective for the mass production of plants by direct regeneration was a medium with a combination of 2 mg/L kinetin and 1 mg/L α-naphthylacetic acid. The developed approach can be applied for the effective propagation of Barnardia japonica and returning the species to its natural habitat.

Пьянова (Бердасова) А.С., Салохин А.В., Лончакова Т.Е., Сабуцкий Ю.Е. Микроразмножение Barnardia japonica (Thunb.) Schult. et Schult. fil. методом прямой регенерации в культуре in vitro. Методом прямой регенерации в культуре in vitro впервые исследовано микроклональное размножение Barnardia japonica – вида, находящегося в РФ на грани исчезновения. Изучено влияние различных концентраций 6-бензиламинопурина и кинетина в комбинации с ауксинами на регенерационный потенциал молодых сеянцев с использованием в качестве базальной среды компонентного состава по прописи Murashige и Skoog. Найдено, что наибольшее число новых растений (в среднем 61 новый побег) образуется при культивировании эксплантов на среде с высоким содержанием кинетина (10 мг/л) и минимальным α-нафтилуксусной кислоты (0.1 мг/л). Полученные растения легко укореняются на безгормональной среде того же минерального состава. Наименее эффективной для массового получения растений путем прямой регенерации была среда с использованием сочетания 2 мг/л кинетина и 1 мг/л α-нафтилуксусной кислоты. Разработанную методику можно применять для эффективного размножения и возвращения вида в его естественные условия обитания.

Keywords: in vitro culture, micropropagation, regeneration, Scilla scilloides, conservation, микроразмножение, регенерация, пролеска, сохранение

PDF   


References

Banciu, C., M. Mitoi, F. Helepciuc & F. Aldea 2010. In vitro propagation of critically endangered species Scilla autumnalis L. - biochemical analyses of the regenerants. Analele Universitatii din Oradea - Fascicula Biologie. 17(2):318-323.

Bang, J.W. & H.W. Choi 1996. Somaclonal variation in Scilla scilloides complex. In: Somaclonal variation in crop improvement II. Biotechnology in agriculture and forestry, vol. 36 (Y.P.S. Bajaj, ed.), pp. 333-345, Springer, Berlin. CrossRef

Balabova, D.V., L.I. Tikhomirova & L.L. Sedelnikova 2013. Cultivating vegetative shoots Scilla pratensis Waldst. et Kit. by direct regeneration in bulb scales in culture in vitro. Izvestiya Altaiskogo Gosudarstvennogo Universiteta. Biologicheskie Nauki 3-1(79):15-18 (in Russian with English summary). [Балабова Д.В., Тихомирова Л.И., Седельникова Л.Л. 2013. Получение вегетативных побегов Scilla pratensis Waldst. et Kit. методом прямой регенерации у луковичных чешуй в культуре in vitro // Известия Государственного Алтайского Университета. Биологические науки. Т. 3-1, № 79. С. 15-18].

Barkalov, V.Y. 2008. Scilla scilloides (Lindl.) Druce. In: The Red Data Book of the Russian Federation, plants and fungi (Yu.P. Trutnev et al., eds), pp. 144-145, KMK, Moscow (in Russian). [Баркалов В.Ю. 2008. Пролеска пролесковидная - Scilla scilloides (Lindl.) Druce // Красная книга Российской Федерации. Растения и грибы / под ред. Трутнева Ю.П. и др. Москва: Товарищество научных изданий КМК, С. 287-288].

Barykina, R.P. & O.A. Churikova 2001. The peculiarity of morphogenesis in some Scilla L. species in vitro. Vestnik Moskovskogo Universiteta. Seriya 16, biologiya 1:20-23 (in Russian with English summary) [Барыкина Р.П., Чурикова О.А. 2001. Особенности морфогенеза in vitro некоторых видов Scilla L. // Вестник Московского университета. Серия 16, биология. № 1. С. 20-23].

Butenko, R.G. 1999. Cell biology of higher plants in vitro and biotechnology on their base. FBK-PRESS, Moscow, 160 pp. (in Russian). [Бутенко Р.Г. 1999. Биология клеток высших растений in vitro и биотехнологии на их основе. Москва: ФБК-ПРЕСС, 160 с.].

Chakravarty, B. & S. Sen 1989. Regeneration through somatic embryogenesis from anther explants of Scilla indica (Roxb.) Baker. Plant Cell, Tissue and Organ Culture 19(1):71-75. CrossRef

Chaudhuri, D., & S. Sen 2002. In vitro response of Scilla sibirica. Scientia Horticulturae 95:51-62. CrossRef

Gontcharova, S.B., R.V. Doudkin & M.N. Koldaeva 2010. On distribution of Barnardia japonica in the Russian Far East. Turczaninowia 13(4):23-27 (in Russian with English summary) [Гончарова С.Б., Дудкин Р.В., Колдаева М.Н. 2010. О распространении Barnardia japonica на российском Дальнем Востоке // Turczaninowia. Т. 13, № 4. С. 23-27].

Kamaleswari, K., V. Nandagopalan & A.L. Prabha 2016. Effects of plant growth regulators on in vitro regeneration of a potential medicinal plant Scilla hyacinthina (Roth.) J.F. Macbr. Journal of Applied Biology and Biotechnology 4(1):43-46.

Kitagawa M. 1979. Neo-Lineamenta Florae Manshuricae. Vaduz, J. Cramer, 715 pp.

Lee T.B. 1993. Illustrated flora of Korea. Hyang Moon Sa, Seoul, 990 pp.

Lee Y.N. 1996. Flora of Korea. Kyo-Hak Publishing Co, Seoul, 1237 pp.

McCartan, S.A. & J. van Staden 1998. Micropropagation of the medicinal plant Scilla natalensis Planch. Plant Growth Regulation 25:177-180. CrossRef

McCartan, S.A. & J. van Staden 1999. Micropropagation of members of the Hyacinthaceae with medicinal and ornamental potential - a review. South Afican Journal of Botany 65:361-369. CrossRef

McCartan, S.A. & J. van Staden 2002. Micropropagation of Scilla kraussii and Scilla dracomontana. South Afican Journal of Botany 68:223-225. CrossRef

Murashige, T. & F. Skoog 1962. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultutes. Phisiologia Plantarium 15(3):473-497. CrossRef

Nair, A.S. 1989. Micropropagation of Scilla hyacinthiana (Roth) Macbride. Proceedings of the Indian National Science Academy 55(2):121-124.

Ohwi J. 1965. Flora of Japan. Washington, Smitsonian Institution, 1067 pp.

Ozdemir, F.A., M.U. Yildirim, M.P. Kahriz & O. Kilic 2016. In vitro bublet regeneration from Scilla siberica Haw. subsp. armena (Grossh.) Mordak peduncle. Propagation of Ornamental Plants 16(1):14-18.

Pshennikova, L.M., R.V. Doudkin & L.N. Mironova 2019. New locality of Barnardia japonica (Hyacinthaceae) in the south of Primorye territory. Botanicheskii Zhurnal 104(11): 1765-1768 (in Russian) [Пшенникова Л.М., Дудкин Р.В., Миронова Л.Н. 2019. Новое местонахождение редкого вида Barnardia japonica (Hyacinthaceae) на юге Приморского края // Ботанический журнал. Т. 104, № 11. С. 1765-1768]. CrossRef





© 2016-2022 Botanica Pacifica