CC BY
27УДК 582.345.1
ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ ПО ВЫРАЩИВАНИЮ КУЛЬТУРЫ МХА ИЗ СПОР
Межака А.1, Плаксенкова И.1, Ванага А.1, Петрова А.1, Свилане И.1, Урбанавичене И. 2 1Институт естественных наук и технологий Даугавпилсского университета, г. Даугавпилс,
Латвия
e-mail: anna.mezaka@biology.lv 2 Ботанический институт им. В.Л. Комарова РАН, г. Санкт-Петербург, Россия
e-mail: urbanavichene@gmail.com
Аннотация. Экспериментальное исследование прорастания эпифитного мха Homalia trichomanoides (Hedw.) Brid. et al. (сем. Neckeraceae Schimp.) из спор успешно проведено с использованием метода культур растительных тканей. Была создана культура H. trichomanoides in-vitro, включая прорастание спор, развитие протонемы и гаметофитов. Также, одним из важных аспектов исследования было подобрать наиболее оптимальный метод стерилизации спор для успешного их прорастания и роста культуры H. trichomanoides in-situ. H. trichomanoides ключевой вид-индикатор мало нарушенных условий обитания в лесах Латвии, в основном произрастает на стволах деревьев широколиственных пород. Полученные в ходе экспериментов данные важны для целей сохранения редких видов мхов ex-situ и для экспериментальной интродукции в том числе, в ботанических садах. Наш эксперимент будет способствовать сохранению этого редкого и индикаторного вида в Латвии, а также потенциальному использованию этого вида в интродукционных исследованиях.
Ключевые слова: Homalia trichomanoides, мохообразные, культуры растительных
тканей
PRELIMINARY STUDY IN MOSS GROWTH CULTURE EXPERIMENT FROM SPORES
Mezaka Anna1, Plaksenkova Ilona 1, Vanaga Anarina 1, Petrova Anastasija 1, Svilane Inita 1, Urba-
navichene Irina 2
1 Institute of Life Sciences and Technology, Daugavpils University, Daugavpils, Latvia
e-mail: anna.mezaka@biology.lv, 2 Komarov Botanical Institute RAS, St. Petersburg, Russia e-mail: urbanavichene@gmail.com
Summary. Bryophytes are the oldest land plants. Mosses are one group of bryophytes, representing around 12 000 species worldwide. Mosses, in contrast to most of vascular plants, represent rather fast life-span that could be observed in even less than a year. This character is particularly suitable for experimental studies, growing mosses from spores using plant tissue cultures. We started an experimental study about the epiphytic moss Homalia trichomanoides (Hedw.) Brid. et al. spore growth in vitro. H. trichomanoides is a woodland key habitat indicator species in Latvia that can grow on bases of both young and old trees. We took the spores from fresh H. tricho-manoides plant and tried different sterilization methods to diminish the bacterial and fungi contamination. Then sterilized spores were inoculated in specific medium to germinate with following new moss plant development. The spores started to germinate after few days of inoculation, but development of the new moss plant took several weeks. The next step is to continue the spore germination and growth in tissue culture with more replications and applying different media in order to get the best methodology for fast and relatively cheap moss growth in vitro.
Key words: Homalia trichomanoides, mosses, plant tissue cultures
Бриофиты - древнейшие наземные растения, мхи - это одна группа бриофитов, представляющая около 12 000 видов по всему миру. У мхов, в отличие от большинства сосудистых растений, весь период жизненного цикла можно наблюдать менее чем за год. Эта особенность оказалась очень удобной для экспериментальных исследований - выращивания мхов из спор с использованием методов культур растительных тканей.
Культуры мохообразных могут также иметь практическое применение, как сохранение мохообразных вх^Ы, эксперименты с контролируемыми условиями и реинтродукция. ¡п^Ы также расширяет наше представление о фундаментальной биологии видов мохообразных [1].
ИвшаНа trichomanoidвs (Неё'.) Впё. - сравнительно крупный эпифитный мох, растущий в густых зелёных сильно блестящих дерновинках [2, 3]; ключевой вид-индикатор мало нарушенных условий обитания в лесах Латвии [4], который может расти как на молодых, так и на старых деревьях в основном в широколиственных лесах. Видовое название дано по сходству с папоротниками из рода Trichomanвs. Этот вид широко распространён по всей Го-ларктике, наиболее обычен в местах произрастания широколиственных лесов; в горных районах доходит до севера бореальной зоны. Растёт на стволах широколиственных деревьев (особенно на крутых склонах и в тенистых оврагах), на осинах, а также на карбонатных скалах.
Материалы и методы
Методы и проблемы создания культуры мхов были подробно рассмотрены в ряде работ [1, 5-8]. Материал И. trichomanoidвs был собран в Латвии, в широколиственном лесу, примерно в 500 м от природного заповедника «Айзкрауклес пурвс у межи» в октябре 2020 г (56°40'20.5" с. ш., 25°14'06.7" в. д.) (рис. 1).
Мы начали экспериментальное исследование роста спор эпифитного мха И. trichomanoidвs т-\itro. Целью исследования было изучить наиболее подходящий метод стерилизации спор для успешного их прорастания и роста культуры И. trichomanoidвs т^Ы.
Рис. 1. Дерновинка Иomalia trichomanoidвs в природе (\n-situ).
Фото А. Мейака.
Photo: A. Vanaga
Рис. 2. Выращенная из спор протонема Homalia trichomanoides (in-vitro). Фото A. Vanaga.
Обсуждение результатов
Мы взяли споры со свежего растения Homalia trichomanoides и испробовали различные методы стерилизации, чтобы уменьшить бактериальное и грибковое загрязнение. Затем стерилизованные споры были инокулированы в специальную среду для прорастания с последующим развитием гаметофитов. Споры начали прорастать через несколько дней после посадки, но развитие гаметофитов заняло несколько недель (рис. 2). Следующим шагом является продолжение изучения процесса прорастания и роста спор в культуре с большим количеством повторений и применением различных сред, чтобы разработать наилучшую методологию для быстрого и относительно дешевого выращивания мхов in-vitro. Полученные в ходе экспериментов данные важны для целей сохранения редких видов мхов ex-situ и для экспериментальной интродукции в том числе, в ботанических садах. Была успешно создана культура Homalia trichomanoides in-vitro, включая прорастание спор, развитие протонемы и гаметофитов. Наше исследование способствует сохранению этого редкого и индикаторного вида в Латвии, а также потенциальному использованию этого вида в интродукционных исследованиях.
Работа выполнена при финансовой поддержке проекта «Динамика метапопуляции эпифитов в бореонеморальном лесном ландшафте». (№ 1.1.1.2/VIAA/3/19/469 (https://du.lv/epifitu-metapopulaciiu-dinamika-boreonemorala-meza-ainava/). Мы благодарны акционерному обществу «Государственные леса Латвии» за сотрудничество. Авторы искренне признательны Е. А. Игнатовой за важные дополнения в русский вариант текста.
Литература:
1. Sabovljevic M., Papp B., Sabovljevic A., Vujic M., Szurdoki E., Segarra-Moragues J. G. In vitro
micropropagation of rare and endangered moss Entosthodon hungaricus (Funariaceae) // Bioscience Journal. 2012. Vol. 28, №4. РР. 632-640.
2. Hodgetts N. G., Soderstrom T. L., Blockeel T. L., Caspari S., Ignatov M. S., Konstantinova N.
A., Lockhart N., Papp B, Schroek C., Sim-Sim M., Bell D., Bell N. E., Blom H. H., Bruggemann-Nannenga M. A., Bruguès M., Enroth J., Flatberg K. I., Garilleti R., Hedenas L., Holyoak D. T., Hugonnot V., Kariyawasam I., Kockinger H., Kucera J., Lara F., Porley
R. D. An annotated checklist of bryophytes of Europe, Macaronesia and Cyprus // Journal of Bryology. 2020. Vol. 42, № 1. РР. 1-116. https:// doi.org/10.1080/03736687.2019.1694329
3. Ignatov M. S., Ignatova E. A. Moss flora of the Middle European Russia. Vol. 2: Fontinalaceae -
Amblystegiaceae. (2004). Moscow. KMK Scientific Press Ltd. P. 942.
4. Ek T., Susko U., Auzins R. Inventory of woodland key habitats // Methodology. Riga, 2002. P.
73.
5. Lobel S., Rydin H. Trade-offs and habitat constraints in the establishment of epiphytic
bryophytes // Functional Ecology. 2010. Vol. 24, № 4. РР. 887-897. https://doi.org/10.1111/j.1365-2435.2010.01705.x
6. Rowntree J. K. Development of novel methods for the initiation of in vitro bryophytes culture for
conservation // Plant cell, tissue and organ culture. 2006. Vol. 87. РР. 191-201.
7. Rowntree J. K., Ramsay M. M. Ex situ conservation of bryophytes: progress and potential of a
pilot project // Boletin de la sociedad espanola de briologia. 2005. Vol. 26-27. РР. 17-22.
8. Rowntree J. K., Pressel S., Ramsay M. M., Sabovljevic A., Sabovljevic M. In vitro conservation
of European bryophytes // In vitro cellular and developmental biology - Plant. 2011. Vol. 47, №. 1. РР. 55-64.
