Клональное микроразмножение in vitro Satureja montana L.

Чабер горный (Satureja montana L.) – ценное эфиромасличное и лекарственное растение, продукты переработки которого применяются в медицине в качестве противомикробного, противогрибкового, спазмолитического, противовирусного средства, в основном благодаря высокому содержанию карвакрола в эфирном масле. Для внедрения новых высокопродуктивных сортов в производство актуально использование биотехнологических приемов размножения. Цель работы – изучение особенностей развития эксплантов на основных четырех этапах размножения и разработка протокола клонального микроразмножения на примере трех сортов S. montana. Подобраны питательные среды для введения в культуру in vitro эксплантов (сегментов стебля с 1 узлом) для сортов Аргентум и Электрум – среда Мурасиге и Скуга (MS) с 0,5 мг/л кинетина; и сорта Мельхиор – МС с 0,5 мг/л кинетина и гибберелловой кислоты (GA3). Установлено, что на 2-м этапе микроразмножения максимальные коэффициенты размножения (4,2–5,6 за одно субкультивирование) у сортов Электрум и Аргентум обеспечивала среда МС с кинетином (0,5 мг/л) и GA3 (0,5 мг/л), а у сорта Мельхиор – безгормональная среда МС. При культивировании на этих средах, в отличие от сред с 6- бензиламинопурином и тидиазуроном, не наблюдали нежелательной витрификации побегов и каллусообразования. Выявлены генотипические различия – из трех изученных сортов более высокие морфометрические параметры и коэффициент размножения наблюдали у ‘Электрума’. Для укоренения in vitro рекомендована питательная среда ½ МС с 0,5 мг/л индолил-3-масляной кислоты, на которой частота укоренения достигала 93,8 %. При адаптации ex vitro показана наибольшая эффективность использования в качестве субстрата перлита, который обеспечивал максимальную частоту приживаемости (до 88,2%) и массу растений. В результате исследований впервые разработан протокол клонального микроразмножения S. montana, который предназначен для ускоренного размножения ценных образцов в селекции и получения качественного посадочного материала для сельскохозяйственного производства.

1. Егорова Н.А. Биотехнология эфиромасличных растений: создание новых форм и микроразмножение in vitro. Симферополь: Автограф, 2021. 315 с. DOI: 10.33952/2542-0720-2021-978-5-6045452-9-4).

2. Железняк Т., Ворнику З. Семенное и вегетативное размножение чабера горного. В кн.: Ştiinţa în Nordul Republicii Moldova: realizări, probleme, perspective, 21-22 iunie 2019, Bălți. Balti, Republic of Moldova: Tipogr. „Indigou Color”, 2019. Ediția 3. P. 164–168.

3. Паштецкий В.С., Тимашева Л.А., Пехова О.А., Данилова И.Л., Серебрякова О.А. Эфирные масла и их качество. Симферополь: «АРИАЛ», 2021. 212 с.

4. Платонова Т.В. Оценка перспективных клонов чабера горного (Satureja montana L.) в Предгорном Крыму // Инновации в науке. 2015. № 44. С. 57-61.

5. Постникова О.Н., Шевкопляс Л.А., Куевда Т.А., Сатаева Т.П., Кирсанова М.А., Логадырь Т.А. Влияние эфирного масла Satureja montana L. на рост культур условнопатогенных микроорганизмов // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2022. 99. 6. С. 701–707. DOI: 10.36233/0372-9311-262.

6. Ушакова И.Т., Беспалько Л.В., Харченко В.А., Молчанова А.В., Левко Г.Д. Изменчивость основных хозяйственно ценных признаков у чабера горного (Satureja montana L.) сорта Бобрик // Овощи России. 2019. № 3. С. 25–29. DOI:10.18619/2072-9146-2019-3-25-29.

7. Хлебникова Д.А., Чередниченко М.Ю. Влияние минерального состава питательной среды на рост Satureja hortensis L. в культуре in vitro // Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2018. 3 (72). С. 360–362.

8. Abdelshafeek K.A., Osman A.F., Mouneir S.M., Elhenawy A.A., Abdallah W.E. Phytochemical profile, comparative evaluation of Satureja montana alcoholic extract for antioxidants, anti-inflammatory and molecular docking studies // BMC Complement Med Ther. 2023. Vol. 23. P. 108. DOI: 10.1186/s12906-023-03913-0.

9. Alirezalu K., Pateiro M., Yaghoubi M., Alirezalu A., Peighambardoust S.H., Lorenzo J.M. Phytochemical constituents, advanced extraction technologies and technofunctional properties of selected Mediterranean plants for use in meat products. A comprehensive review // Trends in Food Science & Technology. 2020. Vol. 100. P. 292–306. DOI: 10.1016/j.tifs.2020.04.010.

10. Cardoso J.C., Gerald L.T.S., Teixeira da Silva J.A. [Eds.: V. M. Loyola-Vargas, N. Ochoa-Alejo]. Micropropagation in the Twenty-First Century. In: Plant cell culture protocols (4th edition). New York: Humana Press, 2018. P. 17–46.

11. Hudz N., Makowicz E., Shanaida M., Białon M., Jasicka-Misiak I., Yezerska O., Svydenko L., Wieczorek P.P. Phytochemical evaluation of tinctures and essential oil obtained from Satureja montana herb // Molecules. 2020. 25. No 4763.

12. Jafari F., Ghavidel F., Zarshenas M.M. A critical overview on the pharmacological and clinical aspects of popular Satureja species // J. Acupunct. Meridian Stud. 2016. Vol. 9. P. 118–127. DOI: 10.1016/j.jams.2016.04.003

13. Mirjani L., Salimi A., Matinizadeh M., Razavi K., Shahbazi M. Effective factors on micropropagation of medicinal plant of Satureja khuzistanica // Iranian Journal of Rangelands and Forests Plant Breeding and Genetic Research. 2018. 26. No.1. DOI: 10.22092/ijrfpbgr.2018.109250.1235.

14. Mozafari A.A., Vafaee Y., Karami E. In vitro propagation and conservation of Satureja avromanica Maroofi – an indigenous threatened medicinal plant of Iran // Physiol. Mol. Biol. Plants. 2015. 21(3). P. 433–439.

15. Murashige T., Skoog F.A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures // Physiol. Plant. 1962.15 (3). P. 473–497.

16. Navarro-Rocha J., Andrés M.F., Díaz C.E., Burillo J., González-Coloma A. Composition and biocidal properties of essential oil from pre-domesticated Spanish Satureja montana // Industrial Crops and Products. 2020. 145. No. 111958. DOI: 10.1016/j.indcrop.2019.111958

17. Navroski M.C.I., Waldow D.A.G., Reiniger L.R.S., Golle D.P., Curti A.R., Pereira M.O. Multiplicação in vitro de segmentos apicais caulinares de segurelha (Satureja hortensis L.) // Rev. Bras. Pl. Med. Campinas. 2014. 16 (1). P. 117–121.

18. Rafie Hamidpour, Soheila Hamidpour, Parvin Doostmohamadi. Chemistry, Pharmacology and Medicinal Property of Savory (Satureja L.) to Prevent and Cure Illnesses such as Diabetes, Cardiovascular Disease, Alzheimer ’s Disease, and Cancer // Cancer Sci Res. 2019. 2 (1). P. 1–5.

19. Sarropoulou V., Maloupa E. In vitro propagation of Satureja thymbra L. (Lamiaceae): A valuable aromatic medicinal native plant of the Mediterranean region // GSC Biological and Pharmaceutical sciences. 2019. 9 (2). P. 009–020.

20. Tepe B., Cilkiz M.A. A pharmacological and phytochemical overview on Satureja // Pharmaceutical Biology. 2015. 54 (3). P. 375–412. DOI:10.3109/13880209.2015.1043560.

21. Teshomе I., Teshome S., Soromessa T., Feyissa T. Development of an efficient in vitro propagation protocol for Satureja punctata – A rare aromatic and medicinal plant // Taiwania. 2016. 61 (1). P. 41–48. DOI:10.6165/tai.2016.61.41.

22. Teshome S., Soromessa T., Feyissa T. In vitro propagation of a threatened medicinal plant Satureja abyssinica through nodal explants – antimicrobial and antifungal herb // IJBST. 2017. 10 (3). P. 20–25.

23. Vladic J., Vidović S., Acimovic М., Gavarić A., Jokić S. Satureja montana: Cultivation, Production and Uses. Medicinal Plants: Production, Cultivation and Uses. Matthias, Aubert; Laisné, Nicolas (ur.). New York (NY): Nova Science Publishers, 2017. P. 27–58.

24. Vrancheva R., Dincheva I., Aneva I., Georgiev V., Pavlov A. GC-MS-based metabolite profiling of wild and in vitro growing plants of Satureja montana L. // Доклади на Българската академия на науките. 2022. 75 (1). P. 150–158. DOI:10.7546/CRABS.2022.01.18