Введение в культуру in vitro зелёных неодревесневших черенков дуба черешчатого (Quercus robur L.) разных возрастных групп
Authors: Тимаков А.А. , Сергеев Р.В. , Романов Е.М. , Хусаинова А.Р. , Краснов В.Г. 
Published: February 2025

Введение. Дуб черешчатый – основная лесообразующая порода дубрав. Малая эффективность традиционного размножения дуба черешчатого на фоне снижения общей продуктивности дубрав является проблемой для всего мира и России в частности. Решить проблему можно благодаря применению современных методов культуры ткани in vitro. Цель исследования – разработать методику получения первичных эксплантов дуба на основе зелёных черенков. Задачи работы – 1) оценить влияние минерального состава питательной среды и обработки эксплантов аскорбиновой кислотой на эффективность введения эксплантов дуба разных возрастных групп; 2) определить воздействие питательной среды и режима стерилизации на экспланты дуба на ювенильной, имматурной и генеративной стадиях развития. Материалы и методы исследования. Объектами исследования были выбраны черенки дуба черешчатого Quercus robur L. разных возрастных групп – ювенильной, имматурной и генеративной. Методы исследования были основаны на общепринятых классических приёмах работы с культурами изолированных тканей и органов растений, в результате которых были получены жизнеспособные экспланты дуба черешчатого, а также проведены корреляционно-регрессионный и дисперсионный анализ. Результаты. Большое количество жизнеспособных ювенильных эксплантов было получено на питательной среде по прописи WPM – от 96,43 до 100 %. Наибольшая доля не жизнеспособных ювенильных эксплантов приходится на вариант опыта с питательной средой по прописи MS – 22,22 %. Наибольшее количество жизнеспособных стерильных эксплантов на генеративной фазе было получено на питательной среде по прописи WPM – от 70,59 до 100 %. При этом наибольшее число жизнеспособных стерильных эксплантов получено при использовании экспозиции в стерилизующем средстве от 4 мин. 30 сек. Выводы. Наибольшее количество жизнеспособных стерильных эксплантов на ювенильной фазе было получено на питательной среде по прописи WPM – от 96,43 до 100 %, в то время как по прописи MS – 77,78 %. Таким образом, среда WPM является лучшим выбором при введении в культуру зелёных черенков дуба черешчатого при выбранном режиме стерилизации. Наибольшее количество жизнеспособных стерильных эксплантов на генеративной фазе было получено на питательной среде по прописи WPM – от 70,59 до 100 % по сравнению с 50 % на питательной среде по прописи MS. Значительное влияние на количество жизнеспособных стерильных эксплантов оказал режим стерилизации и оптимальная экспозиция зелёных черенков дуба черешчатого в генеративной фазе в 3 % растворе Лизоформина 3000 начинается от 4,5 мин. с показателями жизнеспособности эксплантов от 87,5 до 100 %. Полученные результаты можно использовать для разработки технологии размножения и выращивания дуба черешчатого in vitro.

Introducion. English oak (Quercus robur L.) is the main forest-forming species of oak forests. The low efficiency of conventional propagation of English oak in the context of the overall decrease in the productivity of oak forests is a problem for the whole world and Russia in particular. The issue can be addressed through the use of modern in vitro tissue culture methods. The purpose of the study is to develop a method for obtaining primary oak explants from green cuttings. The objectives of the work are to (1) assess the influence of the mineral composition of the nutrient medium and the treatment of explants with ascorbic acid on the effectiveness of the introduction of oak explants of different age groups, and (2) determine the effect of the nutrient medium and sterilization regime on English oak explants at the juvenile, immature and generative stages of development. Materials and methods. The objects of the study were English oak cuttings of different age groups including the juvenile, immature and generative ones. The research methods were based on the generally accepted, classical techniques of working with cultures of isolated plant tissues and organs. As a result, viable explants of English oak were obtained, and correlation-regression and variance analyses were carried out. Results. A large number of viable juvenile explants was obtained on a nutrient medium prepared according to the Woody Pant Medium (WPM) recipe (from 96.43% to 100%). The largest percentage of non-viable juvenile explants was recorded in the experimental option employing a nutrient medium composed according to the Murashige and Skoog (MS) medium recipe (22.22%). The maximum number of viable sterile explants at the generative phase was obtained on the WPM medium (from 70.59% to 100%). Moreover, the largest number of viable sterile explants was recorded when using the exposure to a sterilizing agent for a period of 4.5 minutes or more. Conclusions. The greatest yield of viable sterile explants at the juvenile phase was observed when using a nutrient medium formulated according to the WPM recipe (96.43% to 100%), while their share on a medium based on the MS medium composition was 77.78%. Thus, WPM is the best choice for the introduction of green cuttings of English oak to in vitro culture under the selected sterilization regime. The largest number of viable sterile explants at the generative phase was obtained on the nutrient medium formulated according to the WPM recipe (from 70.59% to 100%), compared to 50% of those cultured on the nutrient medium according to the MS medium composition. The sterilization regime had a significant impact on the number of viable sterile explants. The optimal time of exposure of English oak green cuttings at the generative phase to a 3% solution of Lysoformin 3000 starts from 4.5 minutes, with the explant viability rates ranging from 87.5% to 100%. The results obtained can be used to develop a technology for propagating and growing Quercus robur L. in vitro.