CC BY
73
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ СТАТТІ
УДК 576.5: 582.923.1
ОТРИМАННЯ ТА ХАРАКТЕРИСТИКА КУЛЬТУРИ ІЗОЛЬОВАНИХ КОРЕНІВ РОСЛИН РОДУ ТИРЛИЧ (Gentiana L.)
1Інститут молекулярної біології та генетики НАН України, Київ
Тернопільський національний педагогічний університет імені Володимира Гнатюка
E-mail: kunakh@imbg.org.ua, drobyk.n@gmail.com
Розроблено умови отримання і довготривалого вирощування культури ізольованих коренів рослин Gentiana acaulis, G. asclepiadea, G. cruciata, G. lutea, G. рneumonanthe та G. punctata. Культури суттєво відрізнялися за ростовими параметрами — кількістю і довжиною бічних корінців, індексом росту та виходом біомаси. Шляхом двоетапного вирощування на гормональному, а потім безфітогор-мональному середовищі досягнено високої інтенсивності росту більшості культур та значного виходу їхньої біомаси. Серед досліджених зразків найвищий вихід біомаси був у рослин G. lutea — 225 г з 1 л живильного середовища за 28-42 доби росту, що відповідає масі кореня 10-12-річної рослини у природі. Виявлено залежність здатності до формування культури ізольованих коренів від вихідного генотипу, фітогормонального і мінерального складу живильного середовища.
Ключові слова: Тирлич (Gentiana L.), культура ізольованих коренів, індекс росту, вихід біомаси.
1.1. Конвалюк1 Л. Р. Грицак2 В. М. Мельник1 Н. М. Дробик2 В. А. Кунах1
Культура тканин і органів in vitro є одним з альтернативних джерел лікарської рослинної сировини з обмеженими природними запасами. До таких рослин належать цінні з фармакологічного погляду види роду Тирлич (Gentiana L.), що характеризуються синтезом широкого спектра біологічно активних речовин (БАР) [1-3]. Більшість із тирличів — рідкісні червонокнижні види [4], що є ще однією з причин доцільності їх уведення і вирощування в культурі in vitro. Із цією метою раніше нами одержано культуру тканин різних видів роду Gentiana, здатну до інтенсивного росту in vitro [5, б]. Однак відомо, що в багатьох випадках у процесі субкультивування або ж у первинних калюсних культурах спостерігається значне зниження вмісту БАР, а їх синтез може відновлюватись у деяких випадках лише після утворення морфогенних структур, тобто після відновлення організменого рівня регуляції [7, 8]. Тому поряд з неморфогенною культурою тканин морфогенні, зокрема
культура ізольованих коренів, є перспективними з точки зору біосинтезу і накопичення цінних вторинних метаболітів.
У літературі описано здатність ізольованих коренів до синтезу біологічно активних речовин, притаманних кореням цілих рослин [9, 10]. Для підвищення продуктивності ізольованих коренів використовують трансформацію культур за допомогою Agrobacterium rhizogenes. При цьому отримують так звані «бородаті корені», що характеризуються високими темпами росту в безфітогормо-нальному середовищі, генетичною стабільністю та здатністю до інтенсивного синтезу цінних вторинних метаболітів [10-12]. Такий спосіб одержання культури ізольованих коренів застосовували й для тирличів [13-17]. Зокрема, в результаті трансформації коренів G. lutea одним зі штамів A. rhizogenes відібрано дев’ять клонів з добре розвиненою морфологічною структурою та високою інтенсивністю росту. Більшість з отриманих клонів були здатні до синтезу ксантонів, два —
синтезували секоіридоїди. В одному з клонів вміст ксантону генцизину був близьким до такого в коренях інтактних рослин [15]. За допомогою трансформації різних експлантів іншого цінного лікарського виду — Gentia-na macrophylla Pall чотирма штамами A. rhi-zogenes вдалося отримати клони «бородатих коренів», що порівняно з нетрансформова-ними характеризувалися значно вищою (до 33 разів) інтенсивністю росту та накопиченням більшої (до 2,5 раза) кількості іридоїду генціопікрозиду [1б]. Три стабільні лінії «бородатих коренів», що їх одержали з листкових експлантів G. macrophylЫ, протягом двох років активно росли на безгормональ-них твердому та рідкому середовищах і зберігали здатність до синтезу генціопікро-зиду (0,11 мг/г сухої маси) [17].
Недоліком використання трансформації культур рослин є висока трудомісткість операцій отримання, вирощування і постійної селекції трансформантів, необхідність застосовувати для цього дорогі реактиви та обладнання.
Метою цієї роботи було одержання та дослідження особливостей росту нетранс-генної культури ізольованих коренів деяких видів роду Gentiana.
Матеріали і методи
Культуру ізольованих коренів отримували від рослин шести видів тирличів з різних місць зростання: G. lutea (полонина Рогнєс-ка, гора Пожижевська, пол. Лемська, всі — хребет Чорногора; г. Трояска, хр. Cвидовець; пол. Рівна, хр. Полонинський Українських Карпат), G. punctata (г. Пожижевська і г. Брескул, хр. Чорногора; г. Трояска, хр. Cвидовець Українських Карпат), G. acaulis
(г. Туркул і г. Ребра, хр. Чорногора Українських Карпат), G. asclepiadea (г. Пожижевська, хр. Чорногора; г. Велика Мигла, хр. Горгани), G. cruciata (с. Креничі, Обухів-ський р-н, Київська обл., і заповідник «Ме-добори», Гусятинський р-н, Тернопільська обл.) та G. рneumonanthe (Корюківське лісництво, Корюківський р-н, Чернігівська обл., і с. Вигода, Долинський р-н, Івано-Франківська обл.).
Як вихідні експланти для отримання ізольованих коренів використовували іно-кулюми (апікальні відрізки коренів) завдовжки 1-1,5 см, одержані з двомісячних асептичних рослин тирличів. Культуру коренів отримували у два етапи [18] за схемою, поданою на рис. 1. На першому етапі іноку-люми культивували протягом 2-3 тижнів у рідких живильних середовищах Мурасі-ге-Скуга з половинним вмістом макро-і мікросолей (МС/2) або Гамборга-Евелай (В5), доповнених різними концентраціями фітогормонів 6-бензиламінопурину (БАП), кінетину (Кін) та 1-нафти лоцтової кислоти (НОК). На другому етапі корені з утвореними бічними корінцями, отримані на попередньому етапі, пересаджували в рідке живильне середовище МС/2 або В5 без фітогормонів і вирощували ще 2-3 тижні.
Інокулюми перед висаджуванням у живильне середовище та нарощену культуру ізольованих коренів після 4-6 тижнів (перший і другий етапи культивування) зважували в асептичних умовах і визначали її індекс росту за сирою масою за формулою:
ІР = (М - ш)/ш,
де ІР — індекс росту за сирою масою, М — маса ізольованих коренів через 4-6 тижнів культивування, т — початкова маса інокулюмів.
0-й етап 1-й етап 2-й етап
Рис. 1. Схема отримання культури ізольованих коренів тирличів:
0-й етап — відбір інокулюмів (апікальних відрізків коренів завдовжки 1-1,5 см) двомісячних асептичних
рослин тирличів;
1-й етап — ініціація утворення і росту бічних корінців на живильному середовищі МС/2 або В5 з додаван-
ням 0,1 мг/л БАП/Кін і 0,3-2 мг/л НОК;
2-й етап — нарощування біомаси коренів на живильному середовищі МС/2 або В5 без фітогормонів
Окрім індексу росту, визначали середню кількість утворених бічних корінців тирличів у розрахунку на висаджений іноку-люм, а також їхню середню довжину після першого та другого етапів культивування. Ці показники є важливими для характеристики культури ізольованих коренів, оскільки свідчать про її здатність до росту в неперервній культурі [19]. Річ у тому, що ізольований кінчик головного кореня не здатен рости в культурі впродовж тривалого часу — пересаджування культури лише апікальними відрізками головних коренів супроводжується «старінням» меристеми, що в кінцевому підсумку призводить до їх загибелі. Окрім того, це виключає можливість отримання достатньої кількості
біомаси. У разі пересаджування кінчиками бічних корінців завдяки їх більшій чисельності та життєздатності ростовий цикл культури значно подовжується.
Результати досліджень опрацьовували статистично [20].
Результати та обговорення
Оптимальним для експлантів усіх видів на першому етапі є живильне середовище з 0,1 мг/л цитокінінів БАП (G. lutea, G.punctata, G. cruciata) або Кін (G. acaulis, G. ascle-piadea, G. pneumonanthe). Концентрація НОК при цьому варіювала від 0,3 до 2 мг/л залежно від походження (популяційної та видової належності) інокулюма (табл.).
Деякі параметри росту культури ізольованих коренів різних генотипів тирличів за оптимальних концентрацій фітогормонів
Вид Місце зростанння Живильне середовище для ініціації утворення та росту бічних корінців (1-й етап) Середня кількість бічних корінців на іноку-люмі, шт. Середня довжина бічних корінців, мм Індекс росту за сирою масою Вихід біомаси через 4—6 тижнів культивування з 1л середовища, г
1-й етап 2-й етап
G. lutea пол. Рівна MC/2 + 0,1 мг/л БАП + 0,5 мг/л ТОК 93±7,9 4,5±0,3 24,1±1,5 385±31,7 84,7±5,6
пол. Рогнєска MC/2 + 0,1 мг/л БАП + 2 мг/л НOК 84±б,7 4,2±0,2 22,4±1,9 312,8±25,2 81,52±5,4
г. Пожижевська MC/2 +0,1 мг/л БАП + 1 мг/л ТОК 101±9,3 5,5±0,3 27,5±2,1 428±3б,4 85,62±6,5
г. Трояска 98±8,5 б,3±0,4 30,8±2,9 92б,5±84,4 225,5±16,7
пол. Лемська 81±б,8 3,8±0,2 19,2±1,1 298,5±22,5 71,64±4,9
G. punctata г. Пожижевська MC/2 +0,1 мг/л БАП +0,5 мг/л ТОК б3±4,1 4,1±0,38 21,3±1,7 308,3±28,3 67,82±4,9
г. Брескул 35±2,3 3,2±0,2 17,4±1,5 192,8±17,4 42,4±3,1
г. Трояска 42±3,4 3,8±0,2 18,8±1,4 203,4±1б,3 44,6±2,9
G. acaulis г. Туркул MC/22хCа +0,1 мг/л Кін +0,5 мг/л ТОК 95±7,3 4,2±0,5 23,0б±1,б 324±25,7 71,28±5,7
MC/2 +0,1 мг/л Кін +0,5 мг/л ТОК 53±3,8 1,5±0,3 7,0б±0,8 б,95±0,5 1,52±0,1
G. а-sdepi-adea г. Пожижевська B5 +0,1 мг/л Кін +0,3 мг/л НOК 35±2,9 3,4±0,2 18,2±1,1 21б,4±17,4 51,94±3,3
г. Велика Мигла 44±3,4 3,8±0,2 18,б±1,2 250,2±18,б 55,04±4,1
G. сruciata с. Креничі MC/2 +0,1 мг/л БАП +2 мг/л НOК 83±7,1 5,1±0,4 28,21±2,2 б54,2±52,3 143,92±12,8
заповідник «Медобори» 79±5,4 4,8±0,4 25,18±2,2 505,3±32,3 121,28±9,9
G. рл-eumo-nanthe Корюківське лісництво MC/2 +0,1 мг/л Кін +0,5 мг/л ТОК 89±б,4 4,8±0,3 30,14±2,5 б8б,4±45,3 151,02±13,2
с. Вигода 7б±5,8 4,3±0,3 20,14±1,5 289,3±19,8 69,44±4,7
Найефективніше утворення бічних корінців на інокулюмах рослин G. lutea відбувалося на середовищі МС/2, доповненому
0,1 мг/л БАП і такими концентраціями НОК: 0,5 мг/л — для зразків з рівненської; 1 мг/л — пожижевської (рис. 2, а, б), лемсь-кої і трояської; 2 мг/л — рогнеської популяцій. Оптимальним для отримання та росту культури ізольованих коренів рослин G. acaulis з туркульської популяції виявилося середовище МС/2 зі збільшеним удвічі вмістом СаС12 (МС/22хСа), доповнене 0,1 мг/л Кін та
0,5 мг/л НОК (рис. 2, к, л). Отримати культуру коренів рослин з реберської популяції нам не вдалося. Індукція росту бічних корінців на інокулюмах G. punctata з усіх досліджених популяцій (пожижевської, трояської та брескульської) (рис. 2, в, г) найефективніше відбувалася на живильному середовищі МС/2 з 0,1 мг/л БАП та 0,5 мг/л НОК. Оптимальним для зразків G. cruciata з креничської та медоборської популяцій було середовище МС/2 з 0,1 мг/л БАП та 2 мг/л
НОК (рис. 2, з, й). Для рослин G. pneumonan-the процес формування бічних корінців на інокулюмах ефективно індукувало середовище МС/2, доповнене 0,1 мг/л Кін та 0,5 мг/л НОК (рис. 2, є, ж). Утворенню коренів на іно-кулюмах рослин G. asclepiadea з пожижевсь-кої та великомиглівської популяцій найбільшою мірою сприяло середовище B5, доповнене
0,1 мг/л Кін та 0,3 мг/л НОК (рис. 2, д, е).
Після першого етапу культивування середня кількість бічних корінців у розрахунку на інокулюм та їхня середня довжина становили: для рослин G. lutea — 81-101 шт. і 3,8-6,3 мм відповідно, G.punctata — 35-63 шт. і 3,2-4,1 мм, G. acaulis — 53-95 шт. і 1,5-4,2 мм, G. pneu-monanthe — 76-89 шт. і 4,3-4,8 мм, G. cruciata — 79-83 шт. і 4,8-5,1 мм, G. asclepiadea — 35-44 шт. і 3,4-3,8 мм. Середня довжина бічних корінців у досліджених зразках після другого етапу культивування збільшувалась у 4-6 разів (табл.).
Через 4-6 тижнів вирощування ІР за сирою масою культури ізольованих коренів та
Рис. 2. Культура ізольованих коренів тирличів на 1-му (а, в, д, є, з, к) та 2-му (б, г, е, ж, й, л) етапах культивування:
а, б — G. lutea; в, г — G. punctata; д, е — G. asclepiadea; є, ж — G. pneumonanthe; з, й — G. cruciata;
к, л — G. aсaulis
вихід біомаси у розрахунку на 1л живильного середовища (початкова маса експлантів 200-250 мг) для досліджених об’єктів становили: для G. lutea — 298,5-92б,5 і 71-225 г відповідно, G. punctata — 192,8-308,3 і 42-б8 г, G. acaulis — 7-324 і 1,5-71 г, G. pneumonanthe — 289,3-б8б,4 і б9-151 г, G. cruciata — 505,3-б54,2 і 121-144 г, G. asclepiadea — 21б,4-250,2 і 52-55 г (табл.).
Аналіз отриманих результатів показав, що кореневі інокулюми рослин з 15 популяцій б видів тирличів характеризуються різною здатністю до формування ізольованих коренів. Найбільші значення ІР мали культури G. lutea та G. cruciata. Здатність до формування коренів суттєво залежала від вихідного генотипу. Найбільші відмінності при цьому виявлено для рослин з різних популяцій G. pneumonanthe, а також для G. lutea з трояської популяції порівняно з іншими місцями зростання. Усі спроби індукувати утворення ізольованих коренів з експлантів рослин G. acaulis з реберської популяції були неефективними.
Як свідчать одержані дані, істотно впливало на формування культури коренів також живильне середовище, зокрема його фітогормональний та мінеральний склад. Наприклад, для G. lutea ефективні для утворення ізольованих коренів концентрації НOК варіювали від 0,5 до 2 мг/л залежно від популяційної належності рослини-донора інокулюмів. Cеред досліджених видів вирізнялися рослини G. asclepiadea, для яких, на відміну від інших тирличів, використовували середовище B5. Oкрім цього, у випадку G. acaulis з туркульської популяції інтенсивний ріст ізольованих коренів стимулювало внесення в живильне середовище MC/2 подвійної концентрації CаCl2. Її ІР за сирою масою та вихід біомаси на цьому середовищі
у 47 разів перевищували такі показники на середовищі без змін концентрації CаCl2.
Cеред отриманих нами культур ізольованих коренів найвищий вихід біомаси був у рослин
G. lutea (трояська популяція) — 225 г на 1л живильного середовища, що відповідає масі кореня 10-12-річної рослини в природі [21, 22]. При цьому ІР цієї культури становив 92б,5 і відповідав таким показникам, що їх було одержано іншими авторами у разі застосування трансформації Agrobacterium rhizogenes. Наприклад, індекси росту дев’яти клонів трансформованих коренів G. lutea лежали в межах 150,8-1473,2 [15]. Порівняння ІР культур ізольованих коренів і неморфогенних калюсів, отриманих нами раніше від рослин досліджених видів тирличів, показало, що перші за темпом росту суттєво (у б0-300 разів) переважають культури тканин. Це зумовлює перспективність використання культур ізольованих коренів видів роду Gentiana як джерела сировини для одержання цінних вторинних метаболітів.
Таким чином, отримано нетрансгенну культуру коренів рослин з 15 популяцій шести видів роду Gentiana (G. acaulis, G. asclepi-adea, G. cruciata, G. lutea, G. pneumonanthe
і G. punctata) та досліджено особливості їх росту. Показано різну здатність тирличів до формування ізольованих коренів, яка залежала від вихідного генотипу, а також фітогормонального й мінерального складу живильного середовища. Культури суттєво відрізнялися за ростовими параметрами — кількістю і довжиною бічних корінців, індексом росту за сирою масою та виходом біомаси. Зважаючи на високу інтенсивність росту більшості культур і значний вихід їхньої біомаси, одержані ізольовані корені в перспективі можуть бути використані як альтернативне джерело лікарської сировини.
G. asclepiadea
G. punctata
G. aeaulis
ЛІТЕРАТУРА
1. Растительные ресурсы CCCF: Цветковые растения, их химический состав, использование. — Л.: Наука, 1990. — 328 с.
2. Грицик А. Р., Бензель Л. В., Цвеюк H. П. Використання рослин видів роду Тирлич (Gentiana L.) в медицині // Фарм. журн. — 2003. — N° 2. — C. 91-97.
3. Страшнюк H. М., Леськова О. М., Загри-чук Г. Я. та ін. Біологічно активні речовини видів роду Gentiana L. 1. Біосинтез та фізіологічна дія // Фітотерапія. — 200б. —
1. — C. 31-41.
4. Червона книга України. Рослинний світ / За ред. Я. П. Дідуха. — К.: Глобалконсал-тинг, 2009. — 900 с.
5. Страшнюк H. М., Грицак Л. Р., Лесько-ва О. М., Мельник В. М. Введення в культуру in vitro деяких видів роду Gentiana L. // Физиол. биохим. культ. раст. — 2004. — Т. 3б, M 4. — C. 327-334.
6. Страшнюк H. М., Твардовська М. О., Мельник В. М. Введення в культуру in vitro видів тирличу хрещатого (Gentiana crucia-ta L.) та тирличу звичайного (Gentiana pneumonanthe L.) // «Наукові записки» Тернопільського нац. пед. ун-ту ім. Володимира Гнатюка. Cерія: Біологія. —
2006. — 2 (29). — C. 100-107.
7. Hосов А. М. Культура клеток высших растений — уникальная система, модель, инструмент // Физиол. раст. — 1999. — Т. 4б, M б. — C. 837-844.
8. Кунах В. А. Біотехнологія лікарських рослин. Генетичні та фізіолого-біохімічні основи. — К.: Логос, 2005. — 730 с.
9. Вдовитченко М. Ю., Кузовкина И. H., Пэтц Х, Шнайдер Б. Культивируемые in vitro корни копеечника чайного и образование в них фенольных соединений // Физиол. раст. —
2007. — Т. 54. 4. — C. б04-б13.
10. Karuppusamy S. A review on trends in production of secondary metabolites from higher plants by in vitro tissue, organ and cell cultures // J. Med. Plants Res. — 2009. — V. 3, N 13. — P.1222-1239.
11. Кузовкина И. H., Альтерман И. Е., Каран-дашов В. Е. Генетически трансформированные корни растений как модель изучения специфики метаболизма и симбиотических контактов корневой системы // Изв. РАН. Cер. биол. — 2004. — M3.— C. 310-318.
12. Srivastava S., Srivastava A. K. Hairy root culture for mass-production of high-value
secondary metabolites // Crit. Rev. Biotech. — 2007. — V. 27. — P. 29-43.
13. Hosokawa K., Matsuki R., Oikawa Y., Yamamura S. Genetic transformation of gentian using wild-type Agrobacterium rhi-zogenes // Plant Cell, Tissue Organ Cult. — 1997. — V. 51, N 2. — P. 137-140.
14. Momcilovic I., Grubisic D., Kojic M., Nesko-vic M. Agrobacterium rhizogenes-mediated transformation and plant regeneration of four Gentiana species // Ibid. — 1997. — V. 50, N 1. — Р. 1-б.
15. Menkovic N., Savikin-Fodulovic K., Momcilo-vic I., Grubisic D. Quantitative determination of secoiridoid and gamma-pyrone compounds in Gentiana lutea cultured in vitro // Planta Med. — 2000. — V. бб, N 1. — P. 9б-98.
16. Tiwari R. K., Trivedi M., Guang Z. C. et al. Genetic transformation of Gentiana macro-phylla with Agrobacterium rhizogenes: growth and production of secoiridoid gluco-side gentiopicroside in transformed hairy root cultures // Plant Cell Rep. — 2007. — V. 2б. — P. 199-210.
17. Zhang H. L., Xue S.H., Pu F. et al. Establishment of hairy root lines and analysis of gentiopicroside in the medicinal plant Gentiana macrophylla // Russ. J. Plant Physiol. — 2010. — V. 57, N 1. — P. 110-117.
18. Пат. 3в43в UA, Б МПК А0Ш 4/00; C12N Б/00; C12N Б/04. ^осіб отримання культури ізольованих коренів тирличів (Gen-tiana L.) / Н. M. Ограшнюк, Л. Р. Грицак, В. M. Mельник, M. O. Твардовська,
І. І. Конвалюк, В. А. Кунах. — Заявл. 15.05.2008; Oпубл. 27.10.2008, Бюл. Ж 20.
19. Калинин Ф. Л., Сарнацкая В. В., Полищук В. Е. Mетоды культуры тканей в физиологии и биохимии растений. — К.: Наук. думка, 1980. — 488 с.
20. Кучеренко М. Є., Бабенюк Ю. Д., Войціць-кий В. М. Cучасні методи біохімічних досліджень: Уч. посібник. — К.: Фіто-соціоцентр, 2001. — 424 с.
21. Перевозченко И. И., Заверуха Б. В., Андриенко Т. Л. Лекарственные растения. — К.: Урожай, 1991. — 200 с.
22. Страшнюк H. М., Грицак Л. Р., Лесько-ва О. М., Мельник В. М. Види роду Gen-tiana L. флори України у природі та культурі in vitro // Укр. бот. журн. — 2005. — Т. б2, M 3. — C. 337-348.
ПОЛУЧЕНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКА КУЛЬТУРЫ ИЗОЛИРОВАННЫХ КОРНЕЙ РАСТЕНИЙ РОДА ГОРЕЧАВКА (Gentiana L.)
И. И. Конвалюк1 Л. Р. Грицак2 В. H. Мельник1
H. М. Дробык2 В. А. Кунах1
1Институт молекулярной биологии и генетики НАН Украины, Киев
2Тернопольский национальный педагогический университет имени Владимира Гнатюка
E-mail: kunakh@imbg.org.ua, drobyk.n@gmail.com
Разработаны условия получения и длительного выращивания культуры изолированных корней растений Gentiana acaulis, G. ascle-piadea, G. cruciata, G. lutea, G. pneumonanthe и G. punctata. Культуры существенно отличались по ростовым параметрам — количеству и длине боковых корней, индексу роста и выходу биомассы. Путем двухэтапного выращивания на гормональной, а затем на бесфитогор-мональной среде достигнута высокая интенсивность роста большинства культур и значительный выход их биомассы. Cреди исследованных образцов наиболее высокий выход биомассы был у растений G. lutea — 225 г с 1 л питательной среды через 28-42 сутки роста, что соответствует массе корня 10-12-летнего растения в природе. Выявлена зависимость способности к формированию культуры изолированных корней от исходного генотипа, фитогормонального и минерального состава питательной среды.
Ключевые слова: Горечавка (Gentiana L.), культура изолированных корней, индекс роста, выход биомассы.
OBTAINING AND CHARACTERIZATION OF ISOLATED ROOT CULTURE FROM PLANTS OF GENUS Gentiana
I.I. Konvalyuk1 L. R. Hrytsak2 V. M. Mel’nyk1 N. M. Drobyk2 V. A. Kunakh1
institute of Molecular Biology and Genetics of National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv
2Volodymyr Hnatiuk Ternopil’ National Pedagogical University
E-mail: kunakh@imbg.org.ua, drobyk.n@gmail.com
Conditions for generation and long-term maintenance of isolated root cultures from plants Gentiana acaulis, G. asclepiadea, G. cruciata, G. lutea, G. pneumonanthe and G. punctata have been specified. Cultures were substantially differed from each other by the growth parameters: number and length of lateral roots, growth index and biomass yield. Highly intensive growth and considerable biomass yield was achieved via two-step maintenance in hormonal and then in phytohormone free medium in most cultures. Among the specimens examined the highest biomass yield showed plants G. lutea — 225 g per 1 L of nutrient medium in 28-42 days of growth that corresponds to a root mass of 10-12 years old plant in nature. Relationship of ability to form an isolated root culture and the original genotype, phytohormone and mineral composition of the nutrient medium was revealed.
Key worlds: Gentiana L., isolated root culture, growth index, biomass yield.
