Технология клонального микроразмножения реликтовых голосеменных растений Sequoia sempervirens (D. Don) Endl. C. 73-87

УДК

576.316

DOI:

10.37482/0536-1036-2026-2-73-87

Аннотация

Sequoia sempervirens (D. Don) Endl. – самое высокое реликтовое растение, способное накапливать уникальные вторичные метаболиты, которые могут найти применение в фармакогнозии. Секвойя вечнозеленая репродуктивно уязвима, поэтому особую актуальность приобретают методы биотехнологии для создания генетических банков и биоресурсных коллекций in vitro. Объектом исследования служили черенки S. sempervirens, заготовленные с дерева, произрастающего в фондовой оранжерее Главного ботанического сада им. Н.В. Цицина РАН (Москва). В работе изучали связь минерального и гормонального составов питательной среды, а также расположения части побега, с которой изолирован черенок, и эффективности размножения секвойи in vitro. Ступенчатая стерилизация 0,1%-м раствором хлорида ртути в течение 18 мин приводила к получению хорошо растущей стерильной культуры (более 80 %). Установлено, что первоначально необходимо выращивать черенки на безгормональной питательной среде, содержащей минеральные соли по MS, а в дальнейшем на среде, в состав которой включены 2 мг/л 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты + 0,5 мг/л 6-бензиламинопурина + 0,5 мг/л нафталинуксусной кислоты либо 2 мг/л 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты + 2 мг/л N6- (дельта-2-изопентенил)-аденина для размножения. Для укоренения целесообразно переносить регенеранты на питательную среду с 2 мг/л 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты + 0,5 мг/л 6-бензиламинопурина + 0,5 мг/л нафталинуксусной кислоты в составе. После формирования клонами корневой системы они помещаются в почвенный субстрат под полиэтиленовое укрытие при 16-часовом фотопериоде для адаптации к условиям ex vitro.

Сведения об авторах

С.М. Зайцева^1,3, канд. биол. наук, доц.; ResearcherID: AAE-5391-2022,
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9137-3774
Е.Л. Болотина¹, аспирант; ORCID: https://orcid.org/0009-0007-9006-6044
Е.А. Калашникова², д-р биол. наук, проф.; ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2655-1789
Р.Н. Киракосян¹, канд. биол. наук, доц.; ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5244-4311

¹Российский государственный аграрный университет – МСХА им. К.А. Тимирязева,
ул. Тимирязевская, д. 49, Москва, Россия, 127434; smzaytseva@yandex.ru,
lizavetarodbol@yandex.ru, mia41291@mail.ru
²Институт физиологии растений им. К.А. Тимирязева, ул. Ботаническая, д. 35, Москва,
Россия, 127276; kalash0407@mail.ru
³Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии
им. К.И. Скрябина, ул. Академика Скрябина, д. 23, Москва, Россия, 109472;
smzaytseva@yandex.ru

Ключевые слова

Sequoia, клоны, реликтовые голосеменные растения, in vitro

Для цитирования

Зайцева С.М., Болотина Е.Л., Калашникова Е.А., Киракосян Р.Н. Технология клонального микроразмножения реликтовых голосеменных растений Sequoia sempervirens (D. Don) Endl. // Изв. вузов. Лесн. журн. 2026. № 2. С. 73–87. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2026-2-73-87

Литература

1. Болотина Е.А., Зайцева С.М., Голиванов Я.Ю., Таций Г.Р., Бисембаев Т.Н. Агробактериальная трансформация микроклонов Sequoia sempervirens (D. Don) endl. Геном GFP // Тез. докл. XII Междунар. науч. конф. молодых ученых. М., 2024. С. 78–82.
2. Зайцева С.М., Калашникова Е.А., Киракосян Р.Н. Влияние эндогенных полифенолов, фотопериода и минерального состава питательной среды на формирование каллусной ткани реликтовых голосеменных растений Sequoia sempervirens (D. Don) https://doi.org/10.29296/25877313-2023-03-06
3. Калашникова Е.А., Чередниченко М.Ю., Киракосян Р.Н., Зайцева С.М., Карсункина Н.П., Халилуев М.Р., Хлебникова Д.А., Поливанова О.Б., Лобанова В.А. Основы биотехнологии. Практикум. М., 2023, 160 с.
4. Коровин В.В., Курносов Г.А. Капы // Вестн. МГУЛ – Лесн. вестн. 2000. № 4. С. 29–34.
5. Султонова М.С. Особенности микроклонального размножения и органогенез некоторых представителей хвойных пород (Sequoiadendron giqanteum Lindl и Biota orientalis L.): автореф. дис. … канд. с.-х. наук. СПб., 2016. 24 с.
6. Третьякова И.Н., Ворошилова Е.В., Шуваев Д.Н., Лукина А.С. Образование каллуса и индукция соматических зародышей в культуре in vitro у Pinus sibirica Du Tour // Журн. СФУ. Сер.: Биология. 2013. Т. 6, № 1. С. 44–60.
7. Филиппова И.П. Витрификация у эксплантов сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в культуре in vitro // Вестн. Красноярск. гос. аграрн. ун-та. 2009. № 8.
8. Abbasin Z., Zamani S., Movahedi S., Khaksar G., Sayed Tabatabaei B.E. In vitro Micropropagation of Yew (Taxus baccata) and Production of Plantlets. Biotechnology, 2010, no. 9, pp. 48–54. https://doi.org/10.3923/biotech.2010.48.54
9. Ahuja M.R. Strategies for Conservation of Germplasm in Endemic Redwoods in the Face of Climate Change: A Review. Plant Genetic Resources, 2011, no. 9(03), pp. 411– 422. https://doi.org/10.1017/S1479262111000153
10. Asensio E., de Medinacelli Juan-Méndez R., Juan-Vicedo J. In vitro Propagation and Phytochemistry of Thymol-Producing Plants From a Horticultural Form of Thymus × × josephi-angeli Mansanet & Aguil. (Lamiaceae). Horticulturae, 2022, no. 8, p. 1188. https://doi.org/10.3390/horticulturae8121188
11. Balogh B.,Anderson A.B. Chemistry of the Genus Sequoia – II: Isolation of Sequirins, New Phenolic Compounds from the Coast Redwood (Sequoia sempervirens). Phytochemistry, 1965, vol. 4, iss. 4, pp. 569–575. https://doi.org/10.1016/S0031-9422(00)86218-4
12. Bon M-C., Riccardi F., Monteuuis O. Influence of Phase Change Within a 90-YearOld Sequoia sempervirens on Its in vitro Organogenic Capacity and Protein Patterns. Trees, 1994, no. 8, pp. 283–287. https://doi.org/10.1007/BF00202672
13. Brown P.M. OLDLIST: A Database of Maximum Tree Ages. Radiocarbon. Tree Rings, Environment, and Humanity. Eds. J.S. Dean, D.M. Meko, T.W. Swetnam. The University of Arizona, Tucson, 1996, pp. 727–731.
14. Carroll A.L., Sillett S.C., Kramer R.D. Millennium-Scale Crossdating and InterAnnual Climate Sensitivities of Standing California Redwoods. Plos One, 2014, no. 9(7), e102545. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0102545
15. Christian T. Sequoiadendron Giganteum. From the Website Trees and Shrubs Online. Available at: https://www.treesandshrubsonline.org/articles/sequoiadendron/ sequoiadendron-giganteum/ (accessed 21.06.25).
16. Clark J.W. Natural Decay Resistance of the Heartwood of Coast Redwood Sequoia sempervirens (D. Don) Endl. Forest Products Journal, 1983, vol. 33, no. 5, pp. 15–20.
17. Disney M., Burt A., Wilkes P., Armston J., Duncanson L. New 3D Measurements of Large Redwood Trees for Biomass and Structure. Scientific Reports, 2020, no. 10, art. no. 16721.
18. Douhovnikoff V., Dodd R.S. Intra-Clonal Variation and a Similarity Threshold for Identification of Clones: Application to Salix exigua Using AFLP Molecular Markers. Theoretical and Applied Genetics, 2003, no. 106, pp. 1307–1315. https://doi.org/10.1007/s00122-003-1200-9
19. Eckert Christopher G. The Loss of Sex in Clonal Plants. Ecology and Evolutionary Biology of Clonal Plants: Proceedings of Clone-2000. An International Workshop Held in Obergurgl. Springer Netherlands, 2002, pp. 279–298.
20. El-Hawary S.S., Abd El-Kader E.M., Rabeh M.A., Abdel Jaleel G.A., Arafat M.A., Schirmeister T., Abdelmohsen U.R. Eliciting Callus Culture for Production of Hepatoprotective Flavonoids and Phenolics from Sequoia sempervirens (D. Don Endl). Nat Prod Res, 2020, no. 34(21), pp. 3125–3129. https://doi.org/10.1080/14786419.2019.1607334
21. Francis E., Asner G.P., Mach K.J., Field C.B. Landscape Scale Variation in the Hydrological Niche of California Coast Redwood. Ecography, 2020, no. 43, pp. 1305– 1315. https://doi.org/10.1111/ecog.05080
22. Hall G.D., Langenheim J.H. Temporal Changes in the Leaf Monoterpenes of Sequoia sempervirens. Biochemical Systematics and Ecology, 1986, vol. 14, no. 1, pp. 61–69. https://doi.org/10.1016/0305-1978(86)90086-4
23. Ishii H.T., Jennings G.M., Sillett S.C., Koch G.W. Hydrostatic Constraints on Morphological Exploitation of Light in Tall Sequoia sempervirens Trees, Oecologia, 2008, vol. 156, pp. 751–763. https://doi.org/10.1007/s00442-008-1032-z
24. Kirakosyan R.N., Kalasnikova E.A., Bolotina E.A., Saleh A., Balakina A.A., Zaytseva S.M. Localization of Secondary Metabolites in Relict Gymnosperms of the Genus Sequoia in vivo and in Cell Cultures in vitro, and the Biological Activity of Their Extracts. Life, 2024, no. 14, p. 1694. https://doi.org/10.3390/life14121694
25. McCown B.H., Lloyd G. Woody Plant Medium (WPM) – A Mineral Nutrient Formulation for Microculture of Woody Plant Species. HortScience, 1981, no. 16, pp. 453–453.
26. Mihaljevic S. Root Formation in Micropropagated Shoots of Sequoia sempervirens Using Agrobacterium. Plant science, 1999, vol. 141, no. 1, pp. 73–80. https://doi.org/10.1016/S0168-9452(98)00223-4
27. Moraes C., Navroski M.C., de Oliveira Pereira M., de Oliveira L.M., Miranda I.A., Nascimento B., Angelo A.C., Nicoletti M.F., Mantovani A., Pereira da Silva Filho D. Seed Quality and Seedling Production of Sequoia sempervirens, Sequoiadendron giganteum, and Pseudotsuga menziesii. Forests, 2025, no. 16(2), p. 352. https://doi.org/10.3390/f16020352
28. Murashige T., Skoog F. A Revised Medium for Rapid Growth and Bioassays with Tabacco Tissue Cultures. Physiol. Plant, 1962, vol. 15, pp. 473–497. https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x
29. Nydick K.R., Stephenson N.L., Ambrose A.R., Asner G.P., Baxter W.L., Das A.J., Dawson T., Martin R.E., Paz-Kagan T. Leaf to Landscape Responses of Giant Sequoia to Hotter Drought: An Introduction and Synthesis for the Special Section. Forest Ecology and Management, 2018, vol. 419, pp. 249–256. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2018.03.028
30. O’Hara K.L., Berrill J.P. Epicormic Sprout Development in Pruned Coast Redwood: Pruning Severity, Genotype, and Sprouting Characteristics. Annals of Forest Science, 2009, vol. 66, p. 409. https://doi.org/10.1051/forest/2009015
31. Hartesveldt R.J., Harvey T.H., Shellhammer H.S., Stecker R.D. Sequoias’ Dependence on Fire. Science, 1969, vol. 166, iss. 3905, pp. 552–553. https://doi.org/10.1126/science.166.3905.552.b
32. Rogers D.L. Spatial patterns of allozyme variation and clonal structure in Coast redwood (Sequoia sempervirens). University of California, Berkeley, 1994. 342 p.
33. Sârbu A., Cogalniceanu G., Smarandache D., Pascale G. Morpho-Anatomical Studies on Vegetative Organs of Sequoia sempervirens, in vitro Culture on Carbon Microstructure Substrates. Acta Horti Botanici Bucurestiensis, 2008, no. 35, pp. 51–59.
34. Sillett S.C. et al. How Do Tree Structure and Old Age Affect Growth Potential of California Redwoods? Ecological Monographs, 2015, vol. 85, iss. 2, pp. 181–212. https://doi.org/10.1890/14-1016.1
35. Sillett S.C., Antoine M.E., Carroll A.L., Graham M.E., Chin A.R., Van Pelt R. Rangewide Climatic Sensitivities and Non-Timber Values of Tall Sequoia sempervirens Forests. Forest Ecology and Management, 2022, vol. 526, 120573. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2022.120573
36. Sillett S.C., Van Pelt R. Trunk Reiteration Promotes Epiphytes and Water Storage in an Old-Growth Redwood Forest Canopy. Ecological Monographs, 2007, no. 77(3), pp. 335–359. https://doi.org/10.1890/06-0994.1
37. Biblin S., Russell W., Wilkin K. Long-Term Influence of Prescribed Burning on Subsequent Wildfire in an Old-Growth Coast Redwood Forest. Fire Ecology, 2025, vol. 21, no. 11. https://doi.org/10.1186/s42408-025-00356-5
38. Thomas H.H., Shellhammer H.S., Stecker R.S. National Park Service Giant Sequoia Ecology. U.S. Department of the Interior, National Park Service, 1980. 182 p.