vetpressАграрная наукаAgrarian science0869-81552686-701XРедакция журнала "Аграрная наука"10.32634/0869-8155-2023-373-8-120-125vetpress-2758Research ArticleАГРОНОМИЯAGRONOMYРеакция льна-долгунца (Linum usitatissimum L.) на содержание ионов алюминия в культуре in vitroThe reaction of fiber flax (Linum usitatissimum L.) to the content of aluminum ions in vitro culturehttps://orcid.org/0000-0002-4137-9622ПролётоваН. В.ProletovaN. V.

Наталья Викторовна Пролётова, кандидат биологических наук, старший научный сотрудникКомсомольский пр-т, д. 17/56, Тверь, 172002, РоссияAuthorID: 415465 

Natalia Viktorovna Proletova, Candidate of Biological Sciences, Senior Researcher

17/56 Komsomolsky prospect, Tver, 172002, RussiaAuthorID: 415465 

science.trk@fnclk.ruФедеральный научный центр лубяных культурРоссияFederal Scientific Center of Bast CropsRussian Federation20233008202318120125Copyright © Пролётова Н.В., 20232023Пролётова Н.В.Proletova N.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vetpress.ru/jour/article/view/2758

Актуальность. Влияние неблагоприятных факторов внешней среды является одной из причин низкой реализации биологических возможностей современных сортов льна в производственных условиях. Возделывание льна на почвах с сильнокислой (рНKCl 4,5 и ниже) и нейтральной (рНKCl свыше 6,0) реакцией приводит к существенному снижению продуктивности волокна и семян. Биотехнологические методы являются эффективными при создании новых форм с измененными признаками и свойствами.Методы. Исследования проводились в условиях in vitro. Исходный материал — семена и гипокотильные сегменты сортов льна-долгунца Импульс, Феникс, Лидер, С-108, Союз. Селективным агентом в исследованиях служили соли алюминия в виде AlCl3 в концентрациях 0 (контроль — Н2О дист. / питательная среда MS без селективного агента), 44 мг/л, 64 мг/л, 84 мг/л.Результаты. Выявлено токсическое действие AlCl3 на прорастание семян льна-долгунца, формирование первичных корешков и проростков — гипокотилей используемых сортов. Показатель величины, обозначающей длину первичных корешков у проросших семян льна-долгунца, на седьмые сутки снижался с повышением концентрации раствора AlCl3. Наибольшую чувствительность к содержанию ионов алюминия проявили сорта С-108, Лидер и Союз. Это выразилось в уменьшении длины гипокотиля при повышении концентрации ионов алюминия в растворе. У генотипов во всех вариантах исследований на селективной среде, содержащей AlCl3, формировался морфогенный каллус. Частота формирования морфогенных каллусов была различной в зависимости от концентрации AlCl3 в среде культивирования. Тенденция к снижению количества морфогенных клеток с повышением концентрации ионов алюминия наблюдалась у всех сортов. У менее чувствительных сортов (Импульс и Феникс) количество сформированного морфогенного каллуса было выше, чем у более чувствительных (С-108, Союз, Лидер). В селективных условиях получены побеги льнадолгунца исследуемых сортов, устойчивые к AlCl3.

Relevance. The influence of unfavorable environmental factors is one of the reasons for the low realization of the biological capabilities of modern flax varieties in production conditions. Cultivation of flax on soils with strongly acidic (pHKCl 4.5 and below) and neutral (pHKCl over 6.0) reactions leads to a significant decrease in the productivity of fiber and seeds. Biotechnological methods are effective in creating new forms with altered features and properties.Methods. The studies were conducted in vitro. The source material is seeds and hypocotyl segments of flax varieties-dolguntsa Impulse, Phoenix, Leader, S-108, Soyuz. The selective agent in the studies was aluminum salts in the form of AlCl3 at concentrations of 0 (control — H2O dist. / nutrient medium (without selective agent), 44 mg/l, 64 mg/l, 84 mg/l.Results. The toxic effect of AlCl3 on the germination of fiber flax seeds, the formation of primary roots and seedlings — hypocotyls of the varieties used was revealed. The indicator of the value indicating the length of primary roots in germinated fiber flax seeds decreased on the seventh day with an increase in the concentration of the AlCl3 solution. The highest sensitivity to the content of aluminum ions was shown by varieties S-108, Leader and Soyuz. This was expressed in a decrease in the length of the hypocotyl with an increase in the concentration of aluminum ions in the solution. In genotypes in all variants of studies on a selective medium containing AlCl3, a morphogenic callus was formed. The frequency of formation of morphogenic calli was different depending on the concentration of AlCl3 in the cultivation medium. A trend towards a decrease in the number of morphogenic cells with an increase in the concentration of aluminum ions was observed in all varieties. In less sensitive varieties (Impulse and Phoenix), the amount of morphogenic callus formed was higher than in more sensitive ones (C-108, Soyuz, Leader). Under selective conditions, shoots of flax of the studied varieties resistant to AlCl3 were obtained.

лен-долгунецпитательная средаселективная средагипокотильные сегментыморфогенный каллусселекция in vitrofiber flaxnutrient mediumselective mediumhypocotyl segmentsmorphogenic callusin vitro selectionИсследования выполнены в рамках госзадания Министерства науки и высшего образования Федеральному научному центру лубяных культур по теме № FGSS 2019-0016.The research was carried out within the framework of the State task of the Ministry of Science and Higher Education of the Federal Scientific Center of Вast Сrops on the topic No. FGSS 2019-0016.ReferencesВеликанова И.В., Попов Р.А. Региональные особенности развития льняного подкомплекса в условиях нарастающих кризисных явлений. Вестник АПК Верхневолжья. 2020; (2): 66–71. https://doi.org/10.35694/YARCX.2020.50.2.0012Velikanova I.V., Popov R.A. Regional features of the development of the flax sub-complex in the context of growing crisis phenomena. Herald of Agroindustrial complex of Upper Volga region. 2020; (2): 66–71 (In Russian). https://doi.org/10.35694/YARCX.2020.50.2.0012Ущаповский И.В., Васильев А.С., Щеголихина Т.А., Федоренко В.Ф., Мишуров Н.П., Голубев И.Г. Анализ состояния и перспективные направления развития селекции и семеноводства технических культур. Научный аналитический обзор. Москва: Росинформагротех. 2019; 72. ISBN 978-5-7367-1533-6 https://www.elibrary.ru/hynopbUshchapovskiy I.V., Vasil’ev A.S., Shchegolikhina T.A., Fedorenko V.F., Mishurov N.P., Golubev I.G. Analysis of the state and promising directions of development of breeding and seed production of industrial crops. Scientific analytical review. Moscow: Rosinformagrotech. 2019; 72 (In Russian). ISBN 978-5-7367-1533-6 https://www.elibrary.ru/hynopbКишлян Н.В., Рожмина Т.А. Оценка генофонда льна культурного (Linum usitatissimum L.) по кислотоустойчивости. Сельскохозяйственная биология. 2010; 45(1): 96–103. https://www.elibrary.ru/lastndKishlyan N.V., Rozhmina T.A. Investigathion of flax (Linum usitatissimum L.) gene poole on resistance to soil acidity. Agricultural biology. 2010; 45(1): 96–103 (In Russian). https://www.elibrary.ru/lastndКишлян Н.В., Мельникова Н.В., Рожмина Т.А. Механизмы адаптации льна-долгунца к повышенной кислотности почвы (обзор). Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2020; 181(4): 205–212. https://doi.org/10.30901/2227-8834-2020-4-205-212Kishlyan N.V., Melnikova N.V., Rozhmina T.A. The mechanisms of fiber flax adaptation to high soil acidity (a review). Proceedings on applied botany, genetics and breeding. 2020; 181(4): 205–212 (In Russian). https://doi.org/10.30901/2227-8834-2020-4-205-212Карамулина И.А. (сост.). Региональная система земледелия Смоленской области. Смоленск: «Агронаучсервис». 2013; 277. ISBN 978-5-85941- 491-8 https://www.elibrary.ru/yrmkdzKaramulina I.A. (comp.). Regional system of agriculture of the Smolensk region. Smolensk: Agronauchservis. 2013; 277 (In Russian). ISBN 978-5-85941-491-8 https://www.elibrary.ru/yrmkdzСовременные проблемы использования почв и повышения их плодородия. Сборник статей по материалам Международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию кафедры почвоведения БГСХА. Горки: Белорусская государственная сельскохозяйственная академия. 2022; 1: 314. https://www.elibrary.ru/tknwptModern problems of soil use and increasing their fertility. Collection of articles based on the materials of the International scientific and Practical conference dedicated to the 100th anniversary of the Department of Soil Science of the BSAA. Gorki: Belarusian State Agricultural Academy . 2022; 1: 314 (In Russian). https://www.elibrary.ru/tknwptСлюсарь И.А., Силаева О.П., Бабурченкова З.П. Динамика показателей почвенного плодородия и использование средств химизации в Смоленской области. Достижения науки и техники АПК. 2018; 32(4): 10–15. https://doi.org/10.24411/0235-2451-2018-10402Slyusar’ I.A., Silaeva O.P., Baburchenkova Z.P. Dynamics of Indicators of Soil Fertility and Use of Chemical Means in Smolensk Region. Achievements of Science and Technology of AIC. 2018. 32(4): 10–15 (In Russian). https://doi.org/10.24411/0235-2451-2018-10402Суховеркова В.Е. Изменения гумусового горизонта черноземов при длительной распашке в Западной Сибири. Достижения науки и техники АПК. 2015; 29(6): 5–7. https://www.elibrary.ru/ucraapSukhoverkova V.Ye. Changes in humus horizon of black soils in case of longterm plowing in Western Siberia. Achievements of Science and Technology of AIC. 2015; 29(6): 5–7 (In Russian). https://www.elibrary.ru/ucraapЧетверикова Н.C., Лукин С.В., Марциневская Л.В. Мониторинг плодородия черноземов лесостепной зоны. Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: Естественные науки. 2011; (9): 184–190. https://www.elibrary.ru/ofepbpChetverikova N.S., Lukin S.V., Martsinevskaya L.V. Monitoring of the fertility of chernozems in forest-steppe zone. Belgorod State University Scientific Bulletin. Natural Sciences. 2011; (9): 184–190 (In Russian). https://www.elibrary.ru/ofepbpПономарева Л.В., Дричко В.Ф., Цветкова Н.П., Кудрявцев Д.В. Содержание подвижного алюминия и кислотность почвы на фоне бактеризации алюмотолерантными штаммами как приема повышения устойчивости растений. Сельскохозяйственная биология. 2010; 45(1): 104–109. https://www.elibrary.ru/gqawcxPonomareva L.V., Drichko V.F., Tsvetkova N.P., Kudryavtsev D.V. Content of mobile aluminium and soil acidity on the background of cultivation of aluminum-tolerant bacteria for the purpose of rising of plant's resistance. Agricultural biology. 2010; 45(1): 104–109 (In Russian). https://www.elibrary.ru/gqawcxКедрова Л.И., Уткина Е.И. Влияние почвенной кислотности на урожайность озимой ржи и возможности эдафической селекции. Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2018; 67(6): 17–25. https://doi.org/10.30766/2072-9081.2018.67.6.17-25Kedrova L.I., Utkina E.I. The influence of soil acidity on the yield of winter rye and the possibility of edaphic selection. Agricultural Science Euro-North-East. 2018; 67(6): 17–25 (In Russian). https://doi.org/10.30766/2072-9081.2018.67.6.17-25Яковлева О.В. Фитотоксичность ионов алюминия. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2018; 179(3): 315–331. https://doi.org/10.30901/2227-8834-2018-3-315-331Yakovleva O.V. Phytotoxicity of aluminum ions. Proceedings on applied botany, genetics and breeding. 2018; 179(3): 315–331 (In Russian). https://doi.org/10.30901/2227-8834-2018-3-315-331Черкасова Н.Н., Жужжалова Т.П. Разработка оптимальных условий in vitro для повышения устойчивости регенерантов сахарной свеклы к засухе. Сахар. 2020; (9): 50–52.Cherkasova N.N., Zhuzhzhalova T.P. Development of optimal in vitro conditions to increase the resistance of sugar beet regenerants to drought. Sakhar. 2020; (9): 50–52 (In Russian).Пролётова Н.В. Использование биотехнологических методов для создания новых генотипов льна, устойчивых к антракнозу. Достижения науки и техники АПК. 2019; (8): 24–28. https://doi.org/10.24411/0235-2451-2019-10805Proletova N.V. Use of Biotechnological Methods for the Development of New Flax Genotypes Resistant to Anthracnose. Achievements of Science and Technology of AIC. 2019; (8): 24–28 (In Russian). https://doi.org/10.24411/0235-2451-2019-10805Шуплецова О.Н., Огородникова С.Ю., Назарова Я.И. Эффекты неспецифической устойчивости генотипов ячменя, полученных путем клеточной селекции. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2020; 181(4): 192–199. https://doi.org/10.30901/2227-8834-2020-4-192-199Shupletsova O.N., Ogorodnikova S.Yu., Nazarova Y.I. Effects of nonspecific resistance in barley genotypes obtained by cell selection. Proceedings on applied botany, genetics and breeding. 2020; 181(4): 192–199 (In Russian). https://doi.org/10.30901/2227-8834-2020-4-192-199

The authors declare that there are no conflicts of interest present.