ISSN 0564-3783  



Головна
Контакти
Архів  
Тематика журналу
Підписка
До уваги авторів
Редколегія
Мобільна версія


In English

Export citations
UNIMARC
BibTeX
RIS





Клеточная селекция in vitro сахарной свеклы на устойчивость к культуральному фильтрату гриба Fusarium оxysporum

Ержебаева Р.С., Абекова А.М., Берсимбаева Г.Х., Конысбеков К.Т., Бастаубаева Ш.О., Роик Н.В., Уразалиев К.Р.

Оригінальна работа 


[Free Full Text (pdf)]Article Free Full Text (pdf)  

Проведена ступенчатая клеточная селекция in vitro  на хорошо пролиферирующей каллусной ткани сахарной свеклы способной к морфогенезу. В качестве селективного агента использовали 20-дневный культуральный фильтрат гриба Fusarium оxysporum. Установлены общие особенности поведения каллусных клеток сахарной свеклы, культивируемых в стрессовых условиях на возрастающих концентрациях культурального фильтрата – 5, 10, 15 и 20 %. В работе выявлено, что низкая концентрация КФ (культуральный фильтрат) патогена (5 %) значительно стимулирует процесс каллусогенеза, в то время как высокие концентрации (10–20 %) оказывают ингибирующий эффект. В результате клеточной и тканевой селекции были отобраны каллусы, которые сохраняли способность к нормальному росту в присутствии сублетальных концентраций селективного агента. Методом ступенчатой селекции отобрано 82 каллусные линии, которые характеризовались устойчивостью к токсическому воздействию КФ. Из выделенных каллусных линий получено 47 растений – регенерантов, адаптированных к грунту. Тестирования на устойчивость к грибу Fusarium оxysporum в условиях in vivo прошли только 24 растения.

РЕЗЮМЕ. Проведено ступінчасту клітинну селекцію in vitro на добре проліферуючій калусній тканині цукрових буряків, здатної до морфогенезу. Як селективний агент використовували 20-денний культуральний фільтрат гриба Fusarium оxysporum. Встановлено загальні особливості поведінки калусних клітин цукрових буряків, що культивуються в стресових умовах на зростаючих концентраціях культурального фільтрату – 5, 10, 15 і 20 %. У роботі виявлено, що низька концентрація КФ (культуральний фільтрат) патогена (5 %) значно стимулює процес калусогенеза, в той час як високі концентрації (10–20 %) надають інгібуючий ефект. В результаті клітинної і тканинної селекції було відібрано калуси, які зберігали здатність до нормального зростання в присутності сублетальних концентрацій селективного агента. Методом ступінчастої селекції відібрано 82 калусних лінії, які характеризувалися стійкістю до токсичного впливу КФ. З виділених калусних ліній отримано 47 рослин – регенерантів, адаптованих до грунту. Тестування на стійкість до грибу Fusarium оxysporum в умовах in vivo пройшли тільки 24 рослини.

Ключові слова: сахарная свекла, корневая гниль, культуральный фильтрат, устойчивость, каллус, клеточная и тканевая селекция, регенерация
цукровий буряк, коренева гниль, культуральний фільтрат,  калус, клітинна і тканинна селекція, регенерація

Цитологія і генетика 2019, том 53, № 4, C. 50-59

  1. Казахский НИИ земледелия и растениеводства, с. Алмалыбак Алматинская область, Республика Казахстан
  2. Институт биоэнергетических культур и сахарной свеклы НААНУ, Киев, Украина

E-mail: raushan_2008 mail.ru

Ержебаева Р.С., Абекова А.М., Берсимбаева Г.Х., Конысбеков К.Т., Бастаубаева Ш.О., Роик Н.В., Уразалиев К.Р. Клеточная селекция in vitro сахарной свеклы на устойчивость к культуральному фильтрату гриба Fusarium оxysporum, Цитологія і генетика., 2019, том 53, № 4, C. 50-59.

В "Cytology and Genetics". Якщо тільки можливо, цитуйте статтю по нашій англомовній версії:
R. S. Yerzhebayeva, A. M. Abekova, G. H. Bersimbaeva, K. T. Konysbekov, S. O. Bastaubaeva, N.V. Roik, K. R. Urazaliev In Vitro Cell Selection of Sugar Beet for Resistance to Culture Filtrate of the Fungus Fusarium oxysporum, Cytol Genet., 2019, vol. 53, no. 4, pp. 307–314
DOI: 10.3103/S0095452719040042


Посилання

1. McGrath, J.M., Townsend, B.J., Sugar Beet, Energy Beet, and Industrial Beet. Industrial Crops. Handbook of Plant Breeding, New York: Springer, 2015, vol. 9. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-1447-0_5

2. Maui, A., Urazaliev, K., and Abekova, A., Diseases of sugar beet in Kazakhstan, in Agricultural Research Updates, New York: Nova Sci. Publ., 2016, vol. 12, no. 9, pp. 143–171.

3. Podvigina, O.A., Theoretical substantiation and approaches in using biotechnological methods in sugar beat breeding, Doctoral (Agricult.) Dissertation, Voronezh: Voronezh. Agrar. Univ., 2003. OD, 71:04-6/37-2

4. Soboleva, G.V., Influence of osmotic stress on processes of growth and morphogenesis in long-term callus cultures of pea (Pisum sativum L.), Sci. Prod. J. “Grain Legumes and Cereal Crops”, 2013, no. 1(5), pp. 8–15.

5. Rao, S. and Sandhya, H., In Vitro Selection of Disease-Resistant Plants. Plant Tissue Culture: Propagation, Conservation and Crop Improvement, Singapore: Springer, 2016. https://doi.org/10.1007/978-981-10-1917-3_17

6. Binarova, P., Nedelnik, J., Fellner, M., and Nedbalkova, B., Selection for resistance to filtrates of Fusarium spp. in embryogenic cell suspension culture of Medicago sativa L., Plant Cell Tiss. Organ Cult., 1990, vol. 22, no. 3, pp. 191–196. https://doi.org/10.1007/BF00033635

7. Chawla, H.S. and Wenzel, G., In vitro selection for fusaric acid resistant barley plants, Plant Breed., 1987, vol. 99, pp. 159–163. https://doi.org/10.1111/j.1439-0523.1987.tb01166.x

8. Hashem, E.A., Abdalla, H.E., Hussein, Y.A., and Abd-Elnabi, M.A., In vitro selection of soybean callus resistant to Fusarium oxysporum metabolites, in Proceedings Third Environment Conference, Faculty of Sci., Zagazig Univ., 2008, pp. 1–19.

9. Kasem, Z.A., Mesterházy, B., Bartyk, T., and Sági, F., In vitro techniques for selecting wheat (Triticum aestivum L.) for Fusarium-resistance. II. Culture filtrate technique and inheritance of Fusarium-resistance in the somaclones, Euphytica, 1996, vol. 91, no. 3, pp. 341–349. https://doi.org/10.1007/BF00033096

10. Khan, I.A., Alam, S.S., and Jabbar, A., Purification of phytotoxin from culture filtrates of Fusarium oxysporum f. sp. ciceris and its biological effects on chickpea, Pak. J. Bot., 2004, vol. 36, pp. 871–880.

11. Rutherford, R., Stuart, Snyman., Sandy, J., and Watt, M.P., In vitro generation of somaclonal variant plants of sugarcane for tolerance to Fusarium sacchari, Plant Cell Rep., 2013, vol. 32, no. 2, pp. 249–262. https://doi.org/10.1007/s00299-012-1359-0

12. Purwati, R.D. and Harran, S., Sudarsono. In vitro selection of abaca for resistance to Fusarium oxysporum f. sp. cubense, Hayati J. Biosci., 2007, vol. 14, no. 2, pp. 65–70. https://doi.org/10.4308/hjb.14.2.65

13. Esmaiell, N.M., Al-Doss, A.A., and Barakat, M.N., In vitro selection for resistance to Fusarium oxysporum f. sp. dianthi and detection of genetic polymorphism via RAPD analysis in carnation, Med. Plants Res., vol. 6, no. 23, pp. 3997–4004. https://doi.org/10.5897/JMPR12.150

14. Chen, W. and Swart, W.J., The in vitro phytotoxicity of culture filtrates of Fusarium oxysporum to five genotypes of Amaranthus hybridus, Euphytica, 2002, vol. 127, pp. 61–67.

15. Urazaliev, K., Abekova, A., Bazylova, T., Bersimbaeva, G., Daniyarova, A., and Massonichich-Shotunova, R., Somaclonal variation of sugar beet resistant to pathogenic root rot Fusarium oxysporum var. orthoceras, Genetika, 2013, vol. 45, pp. 629–640. https://doi.org/10.2298/gensr1303629u

16. Kalashnikova, E.A., Cell breeding of plants for resistance to fungal diseases, Doctoral (Biol.) Dissertation, Moscow: Timiryazev Moscow Agricultural Academy, 2003. OD, 71:04-3/116.

17. Murashige, T. and Skoog, F., A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco culture, Physiol. Plantarum, 1962, vol. 15, pp. 473–497. https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x

18. Xu, Q.L., Xie, Y.H., Ru, H., Hu, X., Wang, Ch.Y., and Wang, X.Yu., Efficient plant regeneration in vitro from red leaf beet via organogenesis, Russ. J. Plant Physiol., 2009, vol. 56, no. 4, pp. 546–550. https://doi.org/10.1134/S1021443709040153

19. Walker, J.C., Plant Pathology, New York: McGraw-Hill Book, 1969, 3rd ed.

20. Freytag, A.H., Anan, S.C., Rao-Ardelli, A.P., and Owens, L.D., An improved medium for adventitious shoot formation and callus induction in Beta vulgaris L. in vitro, Plant Cell Rep., 1988, vol. 7, pp. 30–34. https://doi.org/10.1007/BF00272972

21. Golovko, A.E., Dovzhenko, A.A., and Gleba, Yu.Yu., Genetic transformation of sugar beet: the evolution of attitudes and methodological approaches, Cytol. Genet., 2005, vol. 39, no. 3, pp. 30–36.

22. Hisano, H., Kimoto, Y., Hayakawa, H., Takeichi, J., Domae, T., Hashimoto, R., Abe, J., Asano, S., Kanazawa, A., and Shimamoto, Y., High frequency Agrobacterium mediated transformation and plant regeneration via direct shoot formation from leaf explants in Beta vulgaris and Beta maritime, Plant Cell Rep., 2004, vol. 22, pp. 910–918. https://doi.org/10.1007/s00299-004-0773-3

23. Dovzhenko, A. and Koop, H., Sugar beet (Beta vulgaris L.): shoot regeneration from callus and callus protoplasts, Planta, 2003, vol. 217, pp. 374–381. https://doi.org/10.1007/s00425-003-1006

24. Mishutkina, Ya.V. and Gaponenko, A.K., Sugar beet (Beta vulgaris L.) morphogenesis in vitro: effects of phytohormone type and concentration in the culture medium, type of explants, and plant genotype on shoot regeneration frequency, Russ. J. Genet., 2006, vol. 42, no. 2, pp. 150–157. https://doi.org/10.1134/S1022795406020086

Copyright© ICBGE 2002-2021 Coded & Designed by Volodymyr Duplij Modified 16.05.21