ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ НА ЧАСТОТУ ПРОРАСТАНИЯ/РЕГЕНЕРАЦИИ МИКРОСПОРОГЕННЫХ ЭМБРИОИДОВ BRASSICA OLERACEA L

Большинство генотипов капусты белокочанной (Brassica oleracea L.) в культуре микроспор имеют низкую регенерационную способность, а также непрямое развитие проростков посредством образования адвентивных побегов или вторичного эмбриогенеза. Повышение частоты регенерации и формирование проростков из эмбриоидов без промежуточных стадий могут обеспечить больший выход удвоенных гаплоидов. Изучено влияние гелеобразователей: агара (11 г/л), агаргеля (4,5 г/л) и фитагеля (2 г/л) - на частоту регенерации/прорастания эмбриоидов в культуре изолированных микроспор капусты белокочанной (B. oleracea var. capitata), а также воздействие холодовой обработки при 5°C в течение 3, 6, 9, 12 и 15 дней в темноте на прямое прорастание эмбриоидов капусты кольраби (B. oleracea var. gongylodes). На регенерационной среде В5 с добавлением агара частота регенерации проростков капусты белокочанной была существенно выше, чем на средах с добавлением агаргеля и фитагеля. Кроме того, на средах, содержащих агаргель и фитагель, наблюдали витрификацию тканей эмбриоидов. Прямое прорастание эмбриоидов не происходило. Предварительная холодовая обработка эмбриоидов капусты кольраби при температуре 5°C в течение 3, 6 и 9 дней в полной темноте способствовала стимуляции прямого образования проростков из эмбриоидов и увеличению частоты прямого прорастания в два раза по сравнению с контролем. Более длительные сроки холодовой обработки в темноте, напротив, снизили частоту прямого прорастания эмбриоидов по сравнению с контролем в два раза при 12 днях, в шесть раз - при 15 днях инкубирования.

капуста белокочанная, капуста кольраби, культура изолированных микроспор, частота регенерации, прямое прорастание, холодовая обработка, агар, агаргель, фитагель, эмбриоид, проросток

1. Ahmadi B. Improved microspore embryogenesis induction and plantlet regeneration using putrescine, cefotaxime and vancomycin in Brassica napus L. / B. Ahmadi, M.E. Shariatpanahi, M.A. Ojaghkandi, A.A. Heydari // Plant Cell Tiss Organ Cult. - 2014. - Vol. 118 (3). - Р 497-505.

2. Ahmed K.Z. Germination of Musa balbisiana seeds and embryos / K.Z. Ahmed, S. Remy, L. Sagi, R. Swennen // Reunilao International. - Brasil, 2006. - Vol. XVII.

3. Asif M.J. In vitro zygotic embryo culture of wild Musa acuminata ssp. malaccensis and factors affecting germination and seedling growth / M.J. Asif, C. Mak, R.Y. Othman // Plant Cell Tiss Organ Cult. - 2001. - Vol. 67. - Р. 267-270.

4. Banik R.M. Exopolysaccharide ofthe gellan family: prospects and potential / R.M. Banik, B. Kanari, S.N. Upadhyay //World J. Microbiol Biotechnol. - 2000. - Vol. 16. - Р. 407-414.

5. Bhatia R. Efficient microspore embryogenesis in cauliflower (Brassica oleracea var. botrytis L.) for development of plants with different ploidy level and their use in breeding programme / R. Bhatia, S.S. Dey, S. Sood, K. Sharma, C. Parkash, R. Kumar // Scientia Horticulturae. - 2017. - Vol. 216. - Р. 83-92.

6. Cegielska-Taras T. Direct plant development from microspore-derived embryos of winter oilseed rape Brassica napus L. ssp. oleifera (DC.) / T. Cegielska-Taras T. Tykarska, L. Szafa, L. Kuras, J. Krzymanski // Metzger. Euphytica. - 2002. - Vol. 124. - Р. 341-347.

7. Chinnusamy V. Cold stress regulationof gene expression in plants / V. Chinnusamy, J. Zhu, J.K. Zhu // Trends Plant Sci. - 2007. - Vol. 12. - Р 444-451.

8. Cilingir A. Anther Culture in Red Cabbage (Brassica oleraceae L. var. capitate subvar.rubra): Embryogenesis and Plantlet Initiation / A. CILINGIR, S.M. Dogru, E.S. Kurtar, A. Balkaya // Ekin J. - 2017. - Vol. 3 (2). - Р 82-87.

9. Coelho N. Rheological and Microstructural Features of Plant Culture Media Doped with Biopolymers: Influence on the Growth and Physiological Responses of In Vitro-Grown Shoots ofThymus lotocephalus / N. Coelho, A. Filipe, B. Medronho, S. Magalhâes, C. Vitorino, L. Alves, S. Gonçalves, A. Romano // Polysaccharides. - 2021. - Vol. 2 (2). - Р. 538-553.

10. Custers J.B.M. Microspore culture in rapeseed (Brassica napus L.) /j.B.M. Custers, Eds. M. Maluszynski, K.J. Kasha, B.P. Forster, I. Szarejko // Doubled haploid production in crop plants. - Kluver Academic Publisher. - 2003. - P. 185-194.

11. Debergh P. C. Effects of agar brand and concentration on the tissue culture medium / P.C. Debergh // Physiologia Plantarum. - 2006. - Vol. 59 (2) - P. 270-276.

12. Dobranszki J.Comparison of the rheological and diffusion properties of some gelling agents and blends and their effects on shoot multiplication /j. Dobranszki, K. Magyar-Tabori E. Tombacz // Plant Biotechnol. - 2011. - Vol. 5. - P. 345-352.

13. Domblides E.A. Embryogenesis in culture of isolated microspore of broccoli / E.A. Domblides, E.V. Kozar, D.V. Shumilina, T.V. Zayachkovskaya, V.A. Akhramenko, A.V. Soldatenko // Vegetable crops of Russia. - 2018. - Vol. 1. - P. 3-7.

14. Duijs J.C. Microspore culture is successful in most crop types of Brassica oleracea L. /j.C. Duijs, R.E. Voorrips, D.L. Visser, J.B.M. Custers // Euphytica. - 1992. -№ 60. - P. 45-55.

15. Fei H. Gene expression during seed maturation in Brassica napus in relation to the induction of secondary dormancy / H. Fei, E. Tsang, A. Cutler // Genomics. - 2007. -Vol. 89. - Р. 419-428.

16. Ferrie A. Haploids and doubled haploids in Brassica spp. for genetic and genomic research / A. Ferrie, C. Möllers // Plant Cell, Tissue Organ Cult. - 2011. - Vol. 104. -Р. 375-386.

17. Ferrie A.M.R. Isolated microspore culture techniques and recent progress for haploid and doubled haploid plant production / A.M.R. Ferrie K.L. Caswell // Plant Cell Tissue Organ Cult. - 2011. - Vol. 104. - Р. 301-309.

18. Gamborg O.L. Nutrient requirements of suspension cultures of soybean root cells / O.L. Gamborg, R.A. Miller, K. Ojima // Exp. Cell Res. - 1968. - Vol. 50. - Р. 151-158.

19. Gu, H. Efcient doubled haploid production in microspore culture of loose-curd cauliflower (Brassica oleracea var. botrytis) / H. Gu, Z. Zhao, X. Sheng, H. Yu, J. Wang // Euphytica. - 2014. - Vol. 195. - Р. 467-475.

20. Gu, H.H. Cold pretreatment enhances microspore embryogenesis in oilseed rape (Brassica napus L.) / H.H. Gu, P. Hagberg, W.J. Zhou // Plant Growth Regul. - 2004. -Vol. 42. - Р. 137-143.

21. Hall R.D. Plant Cell Culture Protocols / R.D. Hall // Methods in Molecular Biology. - 2000. - Vol. 111.

22. Klima M. Production and utilizationof doubled haploids in Brassica oleracea vegetables / M. Klima, M. Vyvadilovâ, V. Kucera // Hort Sci (Prague). - 2004. - Vol. 31. -Р 119-123.

23. Klutschewski S. Methodical improvements in microspore culture of Brassica napus L.: dis. thesis zur Erlangung des Doktorgrades / S. Klutschewski. - Göttingen, Germany, 2012. - P. 24.

24. Kozar E.V. Factors affecting DH plants in vitro production from microspores of European radish / E.V. Kozar, E.A. Domblides, A.V. Soldatenko // Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii=Vavilov Journal of Genetics and Breeding. - 2020. - Vol. 24 (1). - Р. 31-39.

25. Nairn B.J. Significance of gelling agents in a production tissue culture laboratory / B.J. Nairn // Comb Proc Int Plant Pop Soc. - 1988. - Vol. 37. - Р. 200-205.

26. Niu L. Efficient doubled haploid production in microspore culture of Zengcheng flowering Chinese cabbage (Brassica campestris L. ssp. chinensis [L.] Makino var. utilis Tsen et Lee) / L. Niu, F. Shi, H. Feng, Y. Zhang // Scientia Horticulturae. - 2019. -Vol. 245 (9). - Р. 57-64.

27. Pilih K.R. Improvements of doubled haploid production protocol for white cabbage (Brassica oleracea var. capitata L.) / K.R. Pilih, U.K. Potokar, B. Bohanec // Folia Hort. - 2018. - Vol. 30 (1). - Р. 57-66.

28. Pilih K.R. Microspore culture of white cabbage, Brassica oleracea var. capitata L.: Genetic improvement of non-responsive cultivars and effect of genome doubling agents / K.R. Pilih, B. Bohanec, M. Hansen // Plant Breeding. - 2008. - Vol. 118 (3). -Р 237-241.

29. Rijven A.H.G. In vitro studies on the embryos of Capsella bursa-pastoris / A.H.G Rijven // Acta Bot Neerl. - 1952. - Vol. 1. - P. 157-200.

30. Shumilina D. Effects of Genotype and Culture Conditions on Microspore Embryogenesis and Plant Regeneration in Brassica Rapa ssp. Rapa L. / D. Shumilina, D. Kornyukhin, E. Domblides, A. Soldatenko, A. Artemyeva // Plants. - 2020. - Vol. 9 (2). - P. 278.

31. Smykalova I. Efficiency of Microspore Culture for Doubled Haploid Production in the Breeding Project «Czech Winter Rape» / I. Smykalova, M. Vetrovcova, M. Klima, M. Machackova, M. Griga // Czech J. Genet. Plant Breed. - 2006. - Vol. 42. - P. 58-71.

32. Takahashi Y. Effects of genotypes and culture conditions on microspore embryogenesis and plant regeneration in several subspecies of Brassica rapa L. / Y. Takahashi, S. Yokoi, Y. Takahata // Plant Biotechnol Rep. - 2012. - Vol. 6 (4).

33. Thorpe T. The components of plant tissue culture media: organic additions, osmotic and pH effects, and support systems / T. Thorpe, C. Stasolla, E.C. Yeung, G. J de Klerk A. Roberts, E.F. George // Plant propagation by tissue culture, Springer, Dordrecht. -2008. - Vol. 3. - P. 115-173.

34. Tian H. High frequency conversion of microspore-derived embryos of Brassica napus cv. Topas by supplemental calcium and vitamins / H. Tian, C.Y. Yao, M.X. Sun // Plant Cell, Tissue and Organ Culture. - 2004. - Vol. 76. - P. 159-165.

35. Uma S. Embryo rescue and plant regeneration in banana (Musa spp.) / S. Uma, S. Lakshmi, M.S. Saraswathi, A. Akbar, M.M. Mustafa // Plant Cell Tiss Organ Cult. -2011. - Vol. 105. - P. 105111.

36. Vasilchenko E.N. Peculiarities of in vitro reproduction of sugar beet haploid regenerants / E.N. Vasilchenko, T.P. Zhuzhzhalova, T.G. Vashchenko, O.A. Zemlyanukhina, N.A. Karpechenko, O.A. Podvigina // Voronezh State Agrarian University named after Emperor Peter the Great. - 2017. - Vol. 3 (54). - P. 57-66.

37. Wei Z. The culture of isolated microspores of ornamental kale (Brassica oleracea var. acephala) and the importance of genotype to embryo regeneration / Z. Wei, F. Qiang, D. Xigang, B. Manzhu // Scientia Horticulturae. - 2008. - Vol. 117 (1). - P. 69-72.

38. Yuan S. Chromosome Doubling of Microspore-Derived Plants from Cabbage (Brassica oleracea var. capitata L.) and Broccoli (Brassica oleracea var. italica L.) / S. Yuan, Y. Su, Y. Liu, Z. Li, Z. Fang, L. Yang, M. Zhuang, Y. Zhang, H. Lv, P. Sun // Plant Sci. - 2015. - Vol. 6. - P. 1-10.

39. Zeng A. Microspore embryogenesis and plant regeneration in Brussels sprouts (Brassica oleracea L. var. gemmifera) / Aisong Zeng Yuanyuan, Yan Jiyong, Yan Lixiao Song // Scientia Horticulturae. - 2015. - Vol. 191.

40. Zhang G.Q. Plant development from microspore derived embryos in oilseed rape as affected by chilling, desiccation and cotyledon excision / G.Q. Zhang, D.Q. Zhang, G.X. Tang, Y. He, W.J. Zhou // Biol Plantarum. - 2006. - Vol. 50. - P. 180-186.

41. Zhou W.J. Efficient production of doubled haploid plants by immediate colchicine treatment of isolated microspores in winter Brassica napus / W.J. Zhou, G.X. Tang, P. Hagberg // Plant Growth Regul. - 2002. - Vol. 37. - P. 185-192.

42. Байдина А.В. Оптимизация культуры изолированных микроспор и оценка комбинационной способности линий удвоенных гаплоидов капусты белокочанной: Автореф. дис.. канд. с.-х. наук. - М., 2018. - 21 с.

43. Минейкина А.И. Оценка устойчивости гибридных комбинаций капусты белокочанной, созданных на основе линий удвоенных гаплоидов к Plasmodiophora brassicae wor. / А.И. Минейкина, А.А. Ушаков, Л.Л. Бондарева // Овощи России. - 2016. -№ 2 (31). - C. 90-93.

44. Шумилина Д.В. Влияние генотипа и компонентов среды на эмбриогенез в культуре микроспор капусты китайской Brassica rapa ssp. chinensis сорта Ласточка / Д.В. Шумилина, Н.А. Шмыкова, Л.Л. Бондарева, Т.П. Супрунова // Известия Российской академии наук. Серия «Биологическая». - 2015. - № 4. - С. 368-375.