AGRIS - 

2023

Mogilevskaya, I.V.

Sterilization of explants with common disinfectants – sodium hypochlorite (known as "Belizna"), hydrogen peroxide solution (H2O2), silver nitrate (AgNO3) – is not effective enough. There was studied a possibility of using broad-spectrum chemical biocides to suppress the microbial growth of some species of microorganisms in vitro. Laboratory methods were used to isolate 5 pure microbial strains from model objects of black locust (Robinia pseudoacacia L.). The research was carried out in 2021–2022 at the Laboratory of Biotechnologies of the FSBSI "Federal Scientific Center of Agroecology, Complex Melioration and Protective Afforestation of the Russian Academy of Sciences". There was studied the effect of preparations on the growth of the isolated pure strains used in standard protocols for the sterilization of R. pseudoacacia and first-proposed for microbial growth suppression: "Dezover", 5%; "Proxel GXL", 2% and 5%; "Dezavid". For all preparations used, the mean growth inhibition zone of strains in the nutrient agar plates was determined. The diffusion method from the holes to the agar was used to test the efficiency of the microbial growth suppression. Among the proposed preparations, "Dezover", 5%; "Dezavid" (polyhexamethylene guanidine concentration – 0.14%) and "Proxel GXL" effectively suppressed all isolated microorganisms. "Proxel GXL" in the concentration of 2% and 5% showed the highest efficiency among the studied preparations, exceeding "Lysoformin" (1% and 5%) by 42% and 90%, respectively. The average inhibition zones for these preparations were more than 25 mm. This confirms the high sensitivity of the microorganisms isolated during these preparations' study. The 100% of strains were not sensitive to AgNO3 (0.1%), H2O2 (10%) and 60% - to NaOCl ("Belizna", 10%). The research results can be used as a basis for the development of the protocol for the sterilization of explants R. pseudoacacia in vitro. | Стерилизация эксплантов распространенными дезинфицирующими агентами – гипохлоритом натрия ("Белизна"), раствором перекиси водорода (Н2О2), нитратом серебра (АgNO3) – бывает недостаточно эффективной. Изучали возможность применения химических биоцидов широкого действия для подавления роста некоторых видов микроорганизмов in vitro. Лабораторными методами были выделены 5 чистых штаммов с модельных объектов робинии псевдоакации (Robinia pseudoacacia L.). Исследования выполнены в 2021-2022 гг. в лаборатории биотехнологий ФГБУН "Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения Российской академии наук". Изучено влияние препаратов на рост выделенных чистых штаммов, используемых в стандартных протоколах для стерилизации R. pseudoacacia, и впервые предложенных для подавления роста: "Дезовер", 5%, "Proxel GXL", 2% и 5%, "Дезавид". Для всех используемых препаратов определена средняя зона задержки роста штаммов на пластинках питательного агара. Для проверки эффективности подавления микробного роста использовали метод диффузии из лунок в агар. Cреди предложенных препаратов эффективно подавляли все выделенные микроорганизмы "Дезовер", 5%, "Дезавид" (концентрация полигексаметиленгуанидин гидрохлорида – 0,14%) и "Proxel GXL". Наибольшую эффективность среди исследуемых препаратов показал "Proxel GXL" в концентрации 2% и 5%, превышая на 42% и 90% соответственно препарат "Лизоформин" (1% и 5%). Cредние зоны задержки для данных препаратов составили более 25 мм, что подтверждает высокую чувствительность к ним выделенных в ходе исследования микроорганизмов. Штаммы оказались не чувствительны: на 100% к 0,1% AgNO3, на 60% к 10% Н2О2 и NaOCl ("Белизна"). Результаты исследования являются основой для разработки протокола стерилизации эксплантов R. pseudoacacia in vitro.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Rebrov, A.N.

The organic nutrition of grape plants cultured in vitro, particularly, the effect of glucose introduced into the nutrient medium on the morphogenesis in test-tube grape plants have been under study. The experiments were carried out involving two model varieties, 'Sibirkovyi' and 'Krasnostop Karpi', selected from the laboratory collection of in vitro healthy grape plants. These varieties have differences in genotypes, in addition, they are oppositely differing in the development features under in vitro culture. The 'Sibirkovyi' is one of the fastest in growth rate, and 'Krasnostop Karpi' is the slowest one. In the experiment, glucose concentrations of 5, 10, 20, 30 и 40 were used; 40.0 g/L sucrose was applied in the control variant. Fifty microcuttings were cultivated in each test variant. The share of survive microplants and morphometric indices of them were determined monthly. The varietal features in response to different concentrations of glucose in the nutrient medium were revealed. The 'Sibirkovyi' was already one and a half times ahead of the 'Krasnostop Karpi' in development in the first terms of accounting. The range glucose concentrations optimal for the development and survival of microplants according to most indicators was the range from 5 to 20 g/L for 'Sibirkovyi', and from 10 to 20 g/L for the 'Krasnostop Karpi'. At high glucose concentrations of 30-40 g/L, the plants of both varieties were stressed, which was manifested in the intensive release of phenols into the nutrient medium (this was most clearly manifested in 'Sibirkovyi'), and often the plants did not reach the top of the cultivation vessel during ontogenesis. Besides, aging processes started earlier. At the same time, slow-down in growth processes and ripening of shoots in some microplants was noted even under high glucose concentrations. The conclusion is that adding glucose to the nutritive medium is advisable and more effective in comparison with sucrose at the stages of microcuttings and rooting of grape microshoots. | Изучали органическое питание виноградных растений в культуре in vitro, в частности влияние глюкозы, вводимой в питательную среду, на морфогенез пробирочных растений винограда. Опыты осуществляли на двух модельных сортах (Сибирьковый и Красностоп Карпи), отобранных из лабораторной коллекции оздоровленных растений винограда in vitro. Эти сорта, кроме различий в генотипах, наиболее контрастно отличаются особенностями развития в культуре in vitro: растения сорта Сибирьковый развиваются быстро, а Красностоп Карпи – медленно. В опыте использовали глюкозу в концентрациях 5, 10, 20, 30 и 40 г/л, в контроле - сахарозу 10,0 г/л. В каждом варианте опыта высевали 50 микрочеренков. Долю выживших микрорастений и их морфометрические показатели определяли ежемесячно. Выявлена специфичная сортовая реакция на различные концентрации глюкозы в питательной среде. Сорт Сибирьковый уже в первые сроки учета в полтора раза опережал по развитию сорт Красностоп Карпи. Для сорта Сибирьковый оптимальным для развития и сохранения микрорастений по большинству показателей был диапазон концентраций глюкозы от 5 до 20 г/л, а для сорта Красностоп Карпи – 10-20 г/л. При высоких концентрациях глюкозы (30,0-40,0) г/л растения обоих сортов испытывали стресс. Это проявлялось в интенсивном выделении фенолов в питательную среду (наиболее явно это наблюдали у сорта Сибирьковый); часто растения не достигали в процессе онтогенеза верха культивационного сосуда, у них раньше начинались процессы старения. При высоких концентрациях глюкозы было отмечено замедление ростовых процессов и вызревание побегов у отдельных микрорастений. Сделан вывод, что на этапе микрочеренкования и укоренения микропобегов винограда добавление в среду глюкозы целесообразно и более эффективно в сравнении с сахарозой.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Ryabtseva, S.A. | Khramtsov, A.G. | Sazanova, S.N. | Balo, Yu.A. | Chedenova, A.B.

Whey and whey permeates obtained by ultrafiltration are valuable raw materials for the production of lactose derivatives including prebiotics. To obtain the last, lactases are required, the safe producers of which are yeast and lactic acid bacteria. The patterns of growth and inactivation of lactose-fermenting yeasts Kluyveromyces marxianus SK and Candida kefyr Y-203 in cheese whey and UV permeate were studied when cultivating separately and together with lactic acid bacteria Lactobacillus acidophilus, Lactococcus lactis ssp. and Streptococcus thermophilus as the basis for the production of lactases for the synthesis of lactulose, galactooligosaccharides and other functional food additives. It is shown that K. marxianus is more dependent on nitrogen sources and accumulates biomass in secondary raw materials more slowly than C. kefyr. The experiments did not reveal a significant effect of potassium and magnesium salts on the accumulation of K. marxianus biomass, but it has been found that the addition of MgSO4 can stimulate the growth of C. kefyr. When yeast and lactic acid bacteria were co-cultivated, the addition of S. thermophilus stimulated the growth of K. marxianus, and L. lactis ssp. suppressed it after 24 h of incubation. L. acidophilus did not have a significant effect on the development of K. marxianus. All three lactic acid bacteria starter cultures did not affect the C. kefyr development after 24 h of incubation. It has been found that heating to 50 deg C for 24 h leads to complete inactivation of the studied yeast. | Молочная сыворотка и ее пермеаты, полученные методом ультрафильтрации, – ценное сырье для получения производных лактозы, в том числе пребиотиков. Для их получения необходимы лактазы, безопасными продуцентами которых являются дрожжи и молочнокислые бактерии. Исследованы закономерности роста и инактивации лактозосбраживающих дрожжей Kluyveromyces marxianus SK и Candida kefyr Y-203 в подсырной сыворотке и УФ-пермеате при отдельном и совместном с молочнокислыми бактериями Lactobacillus acidophilus, Lactococcus lactis ssp. и Streptococcus thermophilus культивировании как основы получения лактаз для синтеза лактулозы, галактоолигосахаридов и других функциональных пищевых добавок. Показано, что K. marxianus больше зависит от источников азота и накапливает во вторичном сырье биомассу медленнее, чем C. kefyr. В ходе экспериментов не выявлено существенного влияния солей калия и магния на накопление биомассы K. marxianus, однако установлено, что внесение MgSO4 может стимулировать рост C. kefyr. При совместном культивировании дрожжей и молочнокислых бактерий добавление S. thermophilus стимулировало рост K. marxianus, а L. lactis ssp. – подавляло его через 24 ч инкубации. L. acidophilus не оказали значимого влияния на развитие K. marxianus, как и все три закваски молочнокислых бактерий – на развитие C. kefyr через 24 ч инкубации. Установлено, что нагревание до 50 град. С в течение 24 ч приводит к полной инактивации исследованных дрожжей.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Kondrat'ev, V.M. | Kononenko, A.N. | Ivakhnova, O.F. | Kiselev, M.V. | Loginova, Yu.N.

The effect of substrate and cultural solution on biometric parameters and net photosynthesis productivity of strawberry seedlings of the Bely Shved variety. The plants were grown in vitro under photoculture conditions. The factors of the experiments were irradiation power of 126.8 and 172.3 mmol/m2/s, substrates (3 variants) and cultural solutions (water as control, 2 formulation variants, of which one of which is a solution Murashige-Skuga - in full and half norms). The highest seedlings with a carob diameter of 0.8 cm were obtained in variants using a mineral wool substrate and cultural solutions at an irradiation power of 126.8 mmol/m2/s. The irradiation with a power of 172.3 mmol/m2/s contributed to appearing the largest number of leaves (10 ± 0.5 pcs), and the active development of the assimilation area of the leaves in the both variants used on this solution substrate. The irradiation with a power of 126.8 mmol/m2/s and the use of a cultural solution contributes to the better development of the root system. The net photosynthesis productivity of plants cultivated on an organic (coconut) substrate using a complete Murashige-Skuga cultural solution was 1.5-2.5 times higher than when growing on fertilized peat soil and water. The net photosynthesis productivity of the leaf apparatus of seedlings grown on a mineral wool substrate at an irradiation power of 126.8 mmol/m2/s was in the range of 0.27 to 0.33 mg/cm2/day, and at 172.3 mmol/m2/s – in the range of 0.23 to 0.29 mg/ cm2/day. | Исследовано влияние субстрата и питательного раствора на биометрические показатели и чистую продуктивность фотосинтеза саженцев земляники садовой сорта Белый швед. Растения выращивали in vitro в условиях светокультуры. Факторами опыта были мощность облучения (126,8 и 172,3 мкмоль/м2/с), субстраты (3 варианта) и питательные растворы (вода как контроль, 2 варианта состава, один из которых - раствор Мурасиге – Скуга - в полной и половинной нормах). Наиболее высокие саженцы с диаметром рожка 0,8 см получены в вариантах с использованием субстрата из минеральной ваты и питательных растворов при мощности облучения 126,8 мкмоль/м2/с. Облучение на мощности 172,3 мкмоль/м2/с способствовало появлению наибольшего количества листьев (по 10,0±0,5 шт.) и активному развитию ассимиляционной площади листьев в обоих вариантах примененных на этом субстрате растворов. Облучение на мощности 126,8 мкмоль/м2/с и применение питательного раствора помогают лучше развивать корневую систему. Чистая продуктивность фотосинтеза растений, культивируемых на органическом (кокосовом) субстрате с полным питательным раствором Мурасиге – Скуга была в 1,5-2,5 раза выше, чем при выращивании на заправленном удобрениями торфяном грунте и воде. Чистая продуктивность фотосинтеза листового аппарата саженцев, выращенных на минераловатном субстрате при мощности облучения 126,8 мкмоль/м2/с, находилась в интервале от 0,27 до 0,33 мг/см2/сут, а при 172,3 мкмоль/м2/с – от 0,23 до 0,29 мг/см2/сут.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Shchemeleva, G.V. | Baranova, V.I. | Poteshkina, A.A. | Aparina, V.A. | Potseluev, O.M.

The studies aimed to select an effective technology for introducing underground onion (Allium ascalonicum Lour) into aseptic culture. The material for the study was three varieties of underground onion of different ripening periods ('Krasnoobsky', 'Krepysh', 'Debyut'). The work was carried out in two stages. At the first stage, the effectiveness of three sterilisation schemes was studied (No. 1 – rinse (30 min) + 70% ethanol (2 min) + 20% sodium hypochlorite (25 min); No. 2 – rinse (30 min) + 70% ethyl alcohol (30 s) + 0.2% mercury chloride (10 min); No. 3 – running water (1 h) + 70% ethyl alcohol (30 s) + 37% hydrogen peroxide (5 min)) and two types of primary explant (axillary buds and basal discs) when introduced into in vitro culture. The second stage included the selection of the optimal mineral composition of the nutrient medium (Murashige and Skoog medium supplemented with 6-BAP 2 mg/L and NAA 0.2 mg/L; P8 medium; Dunsten and Short medium supplemented with 1 mg/L 6-BAP). For the introduction of underground onions, the axillary bud turned out to be the optimal type of primary explant using sterilisation scheme No. 3, which ensures high sterility (81%) and viability (up to 97%) of the explants. Murashige and Skoog medium supplemented with 6-BAP 2 mg/L and NAA 0.2 mg/L was the best for the underground onion initiation stage and allowed the formation of 2.84 shoots with an average number of roots of 1.48 pieces, an average shoot length of 19 .44 mm, average root length 17.47 mm. | Цель исследования - подбор эффективной технологии введения лука-шалота в асептическую культуру. Материалом для исследования служили 3 сорта лука-шалота разного срока созревания (Краснообский, Крепыш, Дебют). Работу выполняли в 2 этапа. На 1-м изучали эффективность 3-х схем стерилизации (№ 1 – моющее средство (30 мин.) + 70%-ный этанол (2 мин.) + 20%-ный гипохлорит натрия (25 мин.); № 2 – моющее средство (30 мин.) + 70%-ный этиловый спирт (30 с) + 0,2%-ная сулема (10 мин.); № 3 – проточная вода (1 ч) + 70%-ный этиловый спирт (30 с) + 37%-ная перекись водорода (5 мин.)) и 2-х типов первичного экспланта (пазушные почки и базальные диски) при введении в культуру in vitro. На 2-м этап предусматривался подбор оптимального минерального состава питательной среды (среда Мурасиге и Скуга, дополненная 6-БАП 2 мг/л и НУК 0,2 мг/л; среда Р8; среда Данстена и Шорта, дополненная 1 мг/л 6-БАП). Для введения лука-шалота оптимальным типом первичного экспланта оказалась пазушная почка с применением схемы стерилизации № 3, обеспечивающие высокую стерильность (81%) и жизнеспособность (до 97%) эксплантов. Питательная среда Мурасиге и Скуга дополненная 6-БАП 2 мг/л и НУК 0,2 мг/л была лучшей для этапа инициации лука-шалота и позволила сформировать 2,84 побега со средним числом корней 1,48 шт., средней длиной побега 19,44 мм, средней длиной корней 17,47 мм.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Kalashnikova, E.A. | Kirakosyan, R.N. | Temirbekova, S.K. | Meleshina, O.V. | Afanas'eva, Yu.V. | Tareeva, M.M.

The results of cultivation of Cichorium intybus L. in culture in vitro are presented. It is shown that the processes of morphogenesis are significantly influenced by growing conditions, in particular, the hormonal and mineral composition of the nutrient medium, as well as lighting modes. Callus tissue was obtained from leaf explants isolated from C. intybus plants. Leaf segments were cultivated on a nutrient medium containing mineral salts according to the MS prescription, as well as auxins - indolyl-3-acetic (IAA), naphthylacetic (NAA) and 2,4-dichlorophenoxyacetic (2,4-D) acids at a concentration of 5.5 - 9.5 mg/l in combination with cytokinin 6-benzylaminopurine (BAP) of 2 mg/l. The formed tissue was transplanted onto a fresh nutrient medium every four weeks, taking into account the color and consistency. Callus growth was determined by weighing in a laminar box at the beginning and end of the passage (mg). Callus tissue was cultured on agar nutrient medium in Petri dishes. Then it was placed in opaque grow tents with radiation aligned with the flux density of photosynthetic photons and different ratios of its levels in the region of 660 nm (R - red) and 730 nm (FR - far red). The control variant was placed in a light room, where illumination was created with white linear fluorescent lamps with an intensity of 150 micmol/m2s. At the end of the growing cycle, the color, texture of the callus and its growth were taken into account. It is shown that the process of callus formation depends on the auxin used and its concentration. The maximum increase in callus tissue was obtained on an MS medium containing IAA or NAA at a concentration of 8.5 mg/l. In the presence of NAA, a non-morphogenic callus was formed, and when using IAA, a morphogenic callus was formed. Studies have shown that the use of various lighting conditions (FR is more, equal or less than R) significantly stimulates callus tissue growth, as well as inulin accumulation in the media. The maximum (7.55-7.95%) inulin content in the callus tissue was obtained in the variant FR more R, as well as on IAA containing nutrient medium. | Приводятся результаты по культивированию Cichorium intybus L. в культуре in vitro. Показано, что на процессы морфогенеза существенно влияют условия выращивания, в частности, гормональный и минеральный состав питательной среды, а также режимы освещения. Из листовых эксплантов, изолированных с растений C. intybus получали каллусную ткань. Листовые сегменты культивировали на питательной среде, содержащей минеральные соли по прописи МС, а также ауксины - индолил-3-уксусную (ИУК), нафтилуксусную (НУК) и 2,4-дихлорфеноксиуксусную (2,4-Д) кислоты в концентрации 5,5-9,5 мг/л в сочетании с цитокинином 6-бензиламинопурином (БАП) - 2 мг/л. Сформировавшуюся ткань пересаживали на свежую питательную среду каждые 4 недели, учитывая цвет и консистенцию. Прирост каллуса определяли взвешиванием в ламинар-боксе в начале и конце пассажа (мг). Каллусную ткань культивировали на агаризованной питательной среде в чашках Петри. Затем помещали в светонепроницаемые гроутенты с излучением, выровненным по плотности потока фотосинтетических фотонов и различным соотношением его уровней в области 660 нм (R - красный) и 730 нм (FR - дальний красный). Контрольный вариант размещали в световой комнате, где было создано освещение белыми линейно-люминесцентными лампами с интенсивностью 150 мкмоль/м2с. В конце цикла выращивания учитывали цвет, консистенцию каллуса и его прирост. Процесс каллусогенеза зависит от применяемого ауксина и его концентрации. Максимальный прирост каллусной ткани получен на среде МС, содержащей ИУК или НУК в концентрации 8,5 мг/л. В присутствии НУК формировался неморфогенный каллус, а при использовании ИУК - морфогенный. Исследования показали, что условия освещения (если FR больше, равно или меньше R) оказывают существенное стимулирующее влияние на рост каллусной ткани, а также на накопление в ней инулина. Максимальное содержание инулина в каллусной ткани (7,55-7,95%) получено в варианте "FR больше R", а также на питательной среде с содержанием ИУК.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Rebrov, A.N. | Bondareva, O.N. | Semenova, L.N.

Для совершенствования органического питания виноградного растения в культуре in vitro, были проведены исследования по влиянию сахарозы на развитие растений в пробирке. Несмотря на то, что сахароза является наиболее часто применяемым и достаточно изученным источником углерода в питательных средах in vitro, на данном этапе исследования необходимо было уточнить и сравнить реакцию конкретных модельных сортов на различные концентрации сахарозы, а также получить по окончании эксперимента достаточное количество микрорастений для дальнейших этапов исследования. Для исследования были взяты 2 сорта с диаметрально противоположными характеристиками развития в культуре in vitro. Сорт Сибирьковый был выбран как один из самых быстроразвивающихся и соответственно самых быстро стареющих (в культуре in vitro) сортов, и Красностоп Карпи – один из наиболее медленно развивающихся сортов в культуре in vitro. Данные сорта отличаются еще и генетически. В опыте использовали концентрации сахарозы от 0 до 40 г/л. Сортовая реакция модельных сортов в опыте с различными концентрациями сахарозы в питательной среде проявила как общие закономерности, так и незначительные отличия. Для сорта Сибирьковый оптимальные концентрации для развития большинства показателей микрорастений были в диапазоне от 5 до 20 г/л, а для сорта Красностоп Карпи – 5-10 г/л. У обоих сортов отмечали четкую тенденцию при снижении концентрации сахарозы ниже и увеличении выше 30,0 г/л уменьшение показателя длины корня. Наилучшие показатели по развитию и сохранности через год отмечали в варианте, где совсем не использовалась сахароза, незначительно уступал ему вариант с наименьшей концентрацией сахарозы – 5,0 г/л. При этом на высоких концентрациях, несмотря на худшую сохранность, отмечали замедление ростовых процессов побега и его вызревание у некоторых растений. | To improve the organic nutrition of a grape plant cultivated in vitro, studies were conducted on the effect of sucrose on the development of test-tube plants. Despite the fact that sucrose is the most commonly used and sufficiently studied source of carbon for in vitro nutrient media, at this stage of the study, it was necessary to clarify and compare the response of specific model varieties to various concentrations of sucrose, and also to obtain, at the end of the experiment, a sufficient number of microplants for further stages of research. Two varieties having diametrically opposite characteristics of in vitro development were taken for the study. The 'Sibirkovyi' variety was chosen as one of the fastest growing and, accordingly, the fastest aging (in vitro culture) varieties, and 'Krasnostop Karpi' is one of the slowest developing varieties in in vitro culture. These varieties also differ genetically. Sucrose concentrations from 0 to 40 g/L were used in the experiment. The varietal reaction of model varieties in the experiment with different concentrations of sucrose in the nutrient medium showed both general patterns and minor differences. For the 'Sibirkovyi', the optimal concentrations for the development of most indicators of microplants were in the range from 5 to 20 g/L, and for the 'Krasnostop Karpi' it was of 5-10 g/L. There was a clear tendency to decrease the root length index with a decrease in sucrose concentration below and an increase above 30 g/L in both varieties. The best indicators of development and preservation in a year were noted in the variant where sucrose was not used at all, the variant with the lowest concentration of sucrose, 5 g/L, was slightly inferior to it. At the same time, at high concentrations, despite the worse preservation, a slowdown in the growth processes of the shoot and its maturation in some plants were noted.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

Kovalev, N.N. | Leskova, S.E. | Mikheev, E.V. | Pozdnyakova, Yu.M. | Esipenko, R.V., Far Eastern State Technical Fishery Univ., Vladivostok

Обосновано применение салициловой кислоты как стимулятора роста микроводорослей. Проведена оценка влияния широкого диапазона концентраций салициловой кислоты на динамику роста Tetraselmis suecica в накопительной культуре. Культивирование осуществляли в монокультуре. Прирост биомассы водорослей находили по увеличению числа клеток, просчитанных в каждом опыте в 3 камерах Горяева под световым микроскопом. Продолжительность экспериментов составляла 14 дней. Показано, что салициловая кислота в концентрациях 0,4-1,9*10Е-5 моль ингибирует рост водоросли. Рост контрольной культуры имеет 2 выраженных пика численности на 4 и 12 день эксперимента. Внесение салициловой кислоты в концентрациях 0,44-1,9*10Е-5 моль сопровождалось изменением характера кривых роста: максимум количества клеток отмечался на 12 день эксперимента. Более высокая концентрация фитогормона (3,75*10Е-5 моль) обеспечивала рост плотности культуры на 414% за 14 дней эксперимента. Рост культуры T. suecica в контрольной группе составил 332%. Рассчитаны значения удельной скорости роста T. suecica в различные периоды культивирования. После 14 дней эксперимента проведена оценка биохимического состава биомассы микроводорослей, которая показала стимуляцию салициловой кислотой в концентрации 3,75*10Е-5 моль накопления углеводов. Содержание углеводов в экспериментальной группе было на 14% больше по сравнению с контрольной группой. Высокая концентрация фитогормона подавляла накопление в культуре белка, липидов и хлорофилла и стимулировала накопление углеводов. Сделано предположение, что возможным механизмом разнонаправленного действия салициловой кислоты является ее влияние на синтез и катаболизм через ингибирование синтеза и метаболизма эндогенных гормонов растений. | The use of salicylic acid as a stimulator of microalgae growth substantiated. The influence of a wide range of salicylic acid concentrations on the growth dynamics of Tetraselmis suecica in enrichment culture has been evaluated. Cultivation was carried out in monoculture. An increase in algal biomass was measured by the increasing number of cells counted in each experiment in 3 Goryaev chambers under a light microscope. The duration of the experiments was 14 days. It is shown that salicylic acid in concentrations of 0.4-1.9*10Е-5 M inhibits the growth of algae. The growth of the control culture has 2 pronounced peak numbers on 4th and 12th days of the experiment. The introduction of salicylic acid in concentrations of 0.44-1.9*10Е-5 M was accompanied by a change of the growth curves: the maximum number of cells was observed on 12-th day of the experiment. A higher concentration of phytohormone (3.75*10Е-5 M) provided an increase in crop density by 414% over 14 days of the experiment. The growth of T. suecica culture in the control group was 332%. The values of the specific growth rate of T. suecica were calculated for different periods of cultivation. After 14 days of the experiment, the biochemical composition of the microalgae biomass was evaluated, which showed stimulation with salicylic acid at a concentration of 3.75*10Е-5 M carbohydrate accumulation. The high concentration of phytohormone suppressed the accumulation of protein, lipids and chlorophyll in the culture and stimulated the accumulation of carbohydrates. It has been suggested that a possible mechanism for the multidirectional action of salicylic acid is its effect on synthesis and catabolism through inhibition of the synthesis and metabolism of endogenous plant hormones.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

Loseva, A.I. | Pozdnyakova, A.V. | Prosekov, A.Yu. | Ostapova, E.V. | Al'tshuler, O.G.

Одним из востребованных в фармакологической сфере растением является Orchis maculata L., содержащий такие биологически активные вещества, как алкалоиды, флавоноиды, каротиноиды, антоцианы и стерины. На территории России данный вид занесен в Красную книгу, следовательно, актуально использовать биотехнологические методы выращивания in vitro. Проводили подбор фитогормонов в питательной среде для получения максимального прироста биомассы каллусной культуры in vitro. Объектом исследования стала 28-дневная каллусная культура Orchis maculata L., выращенная на различных питательных средах: основа среда Мурасиге-Скуга, варьирование количеством фитогормонов (от 0,1 мг до 2,0 мг): цитокинов (кинетин, 6-БАП) и ауксинов (ИМК, 2,4-Д). Из каллусных клеток, обладающих наибольшим сухим остатком, получали экстракт (экстрагент – 70% этанол, продолжительность 60 мин, температура 60 град. С, соотношение сырье:экстрагент – 1:10). Спиртовой экстракт подвергался анализу на определение качественного и количественного состава БАВ с помощью ВЭЖХ (Shimadzu LC-20 Prominence) и ТСХ (Sorbfil ПТСХ-АФ-А). Наибольший прирост биомассы каллуса наблюдается при соотношении цитокин:ауксин 1:1. На 28-е сут культивирования индекс роста 11,71+-0,01 наблюдался при использовании 6-БАП+2,4-Д (1,0 мг + 1,0 мг на 1 л), на питательной среде № 29. Наибольшее содержание сухих веществ (23,81+-0,02%) наблюдалось при использовании среды № 13: кинетин (1,5 мг)+2,4-Д (1,5 мг). Методом ТСХ в этанольном экстракте каллусных клеток (выращенных на среде № 13) было обнаружено присутствие кверцетина и кверцетин-3,7-O-бета-D-глюкопиранозидов в трисахаридной и дисахаридной форме, а методом ВЭЖХ – рутина (73,07+-3,65 мг/кг), кверцетина (15,08+-0,75 мг/кг), апигенина (23,63+-1,18 мг/кг), колеофолида (12,53+-0,63 мг/кг). На разработанной питательной среде можно получать каллусную культуру Orchis maculata L. для дальнейшего извлечения из нее фармакологически значимых биологически активных веществ. | Orchis maculata L. is a medicinal plant of high demand that contains alkaloids, flavonoids, carotenoids, anthocyanins, and sterols. This plant is listed in the Red Book of Russia, therefore, domestic pharmacology needs in vitro biotechnological methods for industrial cultivation of Orchis plant. The research objective was to select phytohormones in a nutrient medium that would increase the callus biomass of Orchis maculata L. The study featured callus cultures grown on various nutrient media and such phytohormones as cytokines (kinetin, 6-BAP) and auxins (BCI, 2,4-D). The amount of the phytohormones varied from 0.1 mg to 2.0 mg. The callus cells with the highest dry residue were subjected to extraction with 70% ethanol at 60 deg. С for 60 min; the ratio of raw materials : extractant was 1:10. The extract was analyzed for the qualitative and quantitative composition of biologically active substances using HPLC (Shimadzu LC-20 Prominence) and TLC (Sorbfil PTSKh-AF-A). The greatest increase in callus biomass was observed when the ratio of cytokine: auxin was 1:1. On cultivation day 14, the growth index was 7.71+-0.01 when using 6-BAP + 2.4-D (1.0 mg + 1.0 mg per 1 L) on nutrient medium No. 29. Medium No. 13, kinetin (1.5 mg) + 2,4-D (1.5 mg), provided the highest amount of dry substances (10.47+-0.02). The TLC method (medium No. 13) revealed the content of quercetin and quercetin-3,7-O-beta-D-glucopyranosides in trisaccharide and disaccharide forms. The HPLC method detected rutin (73.07+-3.65 mg/kg), quercetin (15.08+-0.75 mg/kg), apigenin (23.63+-1.18 mg/kg), and coleofolide (12.53+-0.63 mg/kg). The resulting nutrient medium made it possible to obtain enough callus Orchis maculata L. to extract biologically active substances for medicinal purposes.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

Asyakina, L.K. | Fedorova, A.M. | Dyshlyuk, L.S.

The most effective extractants were selected and the optimal parameters of the extraction process of biologically active substances from the dry biomass of root cultures in vitro of medicinal plants were determined: Baikal skullcap (BS), common skullcap (CS) and white cinquefoil (WC). Methanol, ethyl acetate, acetone, isopropanol, diethyl ether and 70% ethanol were tested as extractants. Maximum yield of total extract in processing biomass of root crops BS and CS were observed when using 70% ethanol (10.32 and 10.37%), and from WC – diethyl ether (16.37%). The following extraction parameters were optimized: duration (10, 30, 60, 120, 180 and 360 min), temperature (25, 40, 60 and 100 deg. C) and water duty (1:1, 1:2, 1:5, 1:10 and 1:20). It has been found that the maximum yield of dry extract from the dried roots of CS, BS and WC is observed with extraction duration of 60 min. The optimal water duty for extracting BAS from CS and BS is 1:10, and from WC – 1:20. The optimal temperature level of the process of extracting BAS from CS, BS and WC is temperatures of 60, 50 and 40 deg. C, respectively. The maximum yield of dry extract from CS, BS and WC, subject to optimal process parameters, is 16.38; 18.68 and 17.57%, respectively. It is concluded that the optimization of extraction parameters will allow more economically using valuable raw materials and preserving the natural populations of medicinal plants of Siberia. | Подобраны наиболее эффективные экстрагенты и определены оптимальные параметры процесса экстракции биологически активных веществ из сухой биомассы корневых культур in vitro лекарственных растений: шлемника байкальского (ШБ), шлемника обыкновенного (ШО) и лапчатки белой (ЛБ). В качестве экстрагентов испытывали метанол, этилацетат, ацетон, изопропанол, диэтиловый эфир и 70%-ный этанол. Максимальный выход тотального экстракта при обработке биомассы корневых культур ШБ и ШО наблюдали при использовании 70%-го этанола (10,32 и 10,37%), а из ЛБ – диэтилового эфира (16,37%). Оптимизировали следующие параметры экстракции: продолжительность (10, 30, 60, 120, 180 и 360 мин), температура (25, 40, 60 и 100 град. C) и гидромодуль (1:1, 1:2, 1:5, 1:10 и 1:20). Установили, что максимальный выход сухого экстракта из высушенных корней ШО, ЩБ и ЛБ наблюдается при продолжительности экстракции 60 мин. Оптимальный гидромодуль при экстрагировании БАВ из ШО и ШБ составляет 1:10, а из ЛБ – 1:20. Оптимальным температурным уровнем процесса экстрагировании БАВ из ШО, ШБ и ЛБ является температуры 60, 50 и 40 град. C соответственно. Максимальный выход сухого экстракта из ШО, ШБ и ЛБ при соблюдении оптимальных параметров процесса составляет 16,38; 18,68 и 17,57% соответственно. Сделан вывод, что оптимизация параметров экстракции позволит экономней расходовать ценное сырье и сохранять естественные популяции лекарственных растений Сибири.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation