Аннотация. Микроклональное размножение редких видов растений решает задачу сохранения биоразнообразия, поскольку полученные особи могут быть введены в естественные условия для поддержания стабильности растительных сообществ, а также для создания резервных генетических коллекций. Цель проведенной исследовательской работы состояла в получении культур in vitro редких и хозяйственно ценных видов Astragalus gorodkovii и Astragalus gorczakovskii. Материалы и методы. Использовались семена A. gorodkovii (Республика Коми, сбор 2004 г.) и A. gorczakovskii (Свердловская область и Пермский край, сбор 2019 г.). После проведения стерилизации семена высевали на безгормональную среду Мурасиге – Скуга. Полученные проростки перевивали на среду с 4 вариантами концентраций фитогормонов БАП и НУК, проращивались при комнатной температуре и 16-часовом световом дне. Затем полученные экспланты перевивали на среду в 9 вариантах концентраций использованных ранее гормонов. Результаты. Срок 1,5–2 месяца можно считать оптимальным для деления и пересадки, последующее культивирование приводит к отмиранию растений. Варианты среды, содержащие 0,5–1 мг/л БАП и меньшее количество НУК, оказались наилучшими для размножения A. gorodkovii и A. gorczakovskii, поскольку наблюдалось активное ветвление проростков без верификации. Были обнаружены морфогенетические различия между растениями из разных популяций, A. gorodkovii показал наиболее активный рост. Новизна данной исследовательской работы заключается в подборе оптимального состава среды для проращивания семян редких видов A. gorodkovii и A. gorczakovskii, что является инструментом для сохранения генетического разнообразия растительных сообществ уральской флоры.
Astragalus gorodkovii Jurtz., Astragalus gorczakovskii L. Vassil., Fabaceae, клональное микроразмножение, среда Мурасиге – Скуга; 6-бензиламинопурин (БАП), альфа-нафтилуксусная кислота (НУК), введение в культуру, редкий вид, эндемик.
1. Черевченко Т. М., Лаврентьева А. Н., Иванников Р. В. Биотехнология тропических и субтропических растений in vitro. Киев: Наукова думка, 2008. 362 с.
2. Yildirim A., Uyar E., Turker A. In vitro culture of endemic Astragalus gymnolobus Fischer and comparison of its antibacterial, antioxidant, and phenolic profiles with field grown plants [e-resource] // Journal of Agricultural Science and Technology. 2020. Vol. 22. No. 3. Pp. 815-828. URL: http://jast.modares.ac.ir/article-23-29681-en.html (дата обращения: 12.07.2022).
3. Закирова Р. П., Агзамова М. А., Исаев И. М. О. Фитохимическое исследование Astragalus babatagi и введение растения в культуру in vitro // Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М. К. Аммосова. 2018. №. 2 (64). С. 26-34.
4. Shkondrov A. et al. Flavonoids in in vitro cultures of Astragalus hamosus // Pharmacia. 2021. Vol. 68. Pp. 927-931. DOI:https://doi.org/10.3897/pharmacia.68.e76460.
5. Popova P. et al. Induction of flavonoid biosynthesis by in vitro cultivation of Astragalus glycyphyllos L. // Pharmacia. 2020. Vol. 67. Pp. 95-99. DOI:https://doi.org/10.3897/pharmacia.67.e50390.
6. Shkondrov A. et al. Production of saponins from in vitro cultures of Astragalus glycyphyllos and their antineoplastic activity // Biotechnology & Biotechnological Equipment. 2019. Vol. 33. No. 1. Pp. 1413-1418. DOI:https://doi.org/10.1080/13102818.2019.1671222.
7. Karakas F. P., Turker A. U. The development of clonal propagation and determination of phenolic profiles of in vitro-raised and field-raised leaves of Astragalus brachypterus Fischer (milkvetch) by LC-ESI-MS/MS analysis // In Vitro Cellular & Developmental Biology-Plant. 2021. Vol. 57. No. 6. Pp. 987-997. DOI:https://doi.org/10.1007/s11627-021-10176-2.
8. Zhang H. et al. Isoflavonoids from Astragalus membranaceus Hairy Roots // Chemistry of Natural Compounds. 2022. No. 58. Pp. 541-544. DOI:https://doi.org/10.1007/s10600-022-03729-3.
9. Ван С. и др. Культивирование растений Astragalus alopecurus Pall. in vitro: выпускная бакалаврская работа по направлению подготовки: 06.03.01 - Биология. Томск, 2021. 54 c.
10. Dziurka K., Skrzypek E., Dubert F. Breaking seed dormancy of Astragalus penduliflorus Lam // Acta Societatis Botanicorum Poloniae. 2019. Vol. 88. No. 1. Pp. 1-5. DOI:https://doi.org/10.5586/asbp.3617.
11. Амброс Е. В., Коцупий О. В., Новикова Т. И., Высочина Г. И. Клональное микроразмножение редкого вида Astragalus sericeocanus Gontsch. и содержание фенольных соединений в условиях in vitro // Turczaninowia. 2018. T. 21. № 4. С. 87-99. DOI:https://doi.org/10.14258/turczaninowia.21.4.10.
12. Умралина А. Р., Ким Д. Введение в культуру in vitro эндемика Astragalus duanensis Saposhn. Ex Sumn. (астрагала дуанского) // Известия ВУЗов Кыргызстана. 2013. №. 5. С. 66-70.
13. Park Y. J., Kim J. K., Park S. U. Yeast extract improved biosynthesis of astragalosides in hairy root cultures of Astragalus membranaceus // Preparative Biochemistry & Biotechnology. 2021. Vol. 51. No. 5. Pp. 467-474. DOI:https://doi.org/10.1080/10826068.2020.1830415.
14. Wang J. et al. Extraction, structure, and pharmacological activities of Astragalus polysaccharides // Applied Sciences. 2018. Vol. 9. No. 1 (122). Pp. 1-15. DOI:https://doi.org/10.3390/app9010122.
15. Abd El-Ghani M. M. et al. Biosystematic study on some Egyptian species of Astragalus L. (fabaceae) // Agriculture. 2021. Vol. 11. No. 2 (125). Pp. 1-16. DOI:https://doi.org/10.3390/agriculture11020125.
16. Bagheri A. et al. Pollen morphology of Astragalus section Hymenostegis (Fabaceae) and evaluation of its systematic implications // Grana. 2019. Vol. 58. No. 5. Pp. 328-336. DOI:https://doi.org/10.1080/00173134.2019.1621931.
17. Atasagun B. et al. Morphological, anatomical, palynological, karyological and ecological remarks of Astragalus argaeus (Fabaceae) endemic to Turkey // Phytotaxa. 2018. Vol. 379. No. 1. Pp. 118-130. DOI:https://doi.org/10.11646/phytotaxa.379.1.10.
18. Uzun A., Aytac Z., TÜLÜCÜ F. Astragalus nurhakdagensis (sect. Hololeuce Bunge/Fabaceae), a new species from Turkey // Turkish Journal of Botany. 2021. Vol. 45. No. 6. Pp. 573-586. DOI:https://doi.org/10.3906/bot-2102-14.
19. Jones M. R., Winkler D. E., Massatti R. The demographic and ecological factors shaping diversification among rare Astragalus species // Diversity and Distributions. 2021. Vol. 27. No. 8. Pp. 1407-1421. DOI:https://doi.org/10.1111/ddi.13288.
20. Li Y. et al. The composition of root-associated bacteria and fungi of Astragalus mongholicus and their relationship with the bioactive ingredients // Frontiers in microbiology. 2021. Vol. 12. Pp. 1-15. DOI:https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.642730.
21. Babich O. et al. Identification and quantification of phenolic compounds of Western Siberia Astragalus danicus in different regions // Heliyon. 2019. Vol. 5. No. 8. Article number e02245. DOI:https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2019.e02245.
22. Li Y. et al. Comparative analysis of twenty-five compounds in different parts of Astragalus membranaceus var. mongholicus and Astragalus membranaceus by UPLC-MS/MS // Journal of Pharmaceutical Analysis. 2019. Vol. 9. No. 6. Pp. 392-399. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jpha.2019.06.002.
23. Shang H. et al. Influences of extraction methods on physicochemical characteristics and activities of Astragalus cicer L. polysaccharides // Process Biochemistry. 2018. Vol. 73. Pp. 220-227. DOI:https://doi.org/10.1016/j.procbio.2018.07.016.
24. Shemetova T. et al. Seed morphology of the genus Astragalus L. from North Asia // Turkish Journal of Botany. 2018. Vol. 42. No. 6. Pp. 710-721. DOI:https://doi.org/10.3906/bot-1802-25.
25. Sharifi-Rad M. et al. Green synthesis of silver nanoparticles using Astragalus tribuloides delile. root extract: Characterization, antioxidant, antibacterial, and anti-inflammatory activities // Nanomaterials. 2020. Vol. 10. No. 12. Article number 2383. DOI:https://doi.org/10.3390/nano10122383.
26. Atasagun B. et al. Reproductive Biology of Astragalus argaeus (Fabaceae), a critically endangered endemic species // Anais da Academia Brasileira de Ciências. 2021. Vol. 93. Article number e20201613. DOI:https://doi.org/10.1590/0001-3765202120201613.
27. Graziani V. et al. Chemical diversity and biological activities of the saponins isolated from Astragalus genus: focus on Astragaloside IV // Phytochemistry Reviews. 2019. Vol. 18. No. 4. Pp. 1133-1166. DOI:https://doi.org/10.1007/s11101-019-09626-y.
28. Noreen H. et al. Biochemical Analysis and Mineral Elements Composition of Methanolic Extract of Astragalus Gummifer // Biomedical Journal of Scientific & Technical Research. 2019. Vol. 20. No. 1. Pp. 14736-14741. DOI:https://doi.org/10.26717/BJSTR.2019.20.003387.
29. Durazzo A. et al. Astragalus (Astragalus membranaceus Bunge): botanical, geographical, and historical aspects to pharmaceutical components and beneficial role // Rendiconti Lincei. Scienze Fisiche e Naturali. 2021. Vol. 32. No. 3. Pp. 625-642. DOI:https://doi.org/10.1007/s12210-021-01003-2.
30. Lin S. et al. Meta-analysis of astragalus-containing traditional Chinese medicine combined with chemotherapy for colorectal cancer: efficacy and safety to tumor response // Frontiers in oncology. 2019. Vol. 9 (749). DOI:https://doi.org/10.3389/fonc.2019.00749.
31. Zheng Y. et al. A review of the pharmacological action of Astragalus polysaccharide //Frontiers in Pharmacology. 2020. Vol. 11. Article number 349. DOI:https://doi.org/10.3389/fphar.2020.00349.
32. Kondeva-Burdina M. et al. In vitro/in vivo antioxidant and hepatoprotective potential of defatted extract and flavonoids isolated from Astragalus spruneri Boiss. (Fabaceae) // Food and Chemical Toxicology. 2018. Vol. 111. Pp. 631-640. DOI:https://doi.org/10.1016/j.fct.2017.12.020.
33. Chen Y. et al. Water extract of ginseng and astragalus regulates macrophage polarization and synergistically enhances DDP's anticancer effect // Journal of Ethnopharmacology. 2019. Vol. 232. Pp. 11-20. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jep.2018.12.003.
34. Zhou R. et al. Extract from Astragalus membranaceus inhibit breast cancer cells proliferation via PI3K/AKT/mTOR signaling pathway // BMC Complementary and Alternative Medicine. 2018. Vol. 18. No. 1. Article number 83. DOI:https://doi.org/10.1186/s12906-018-2148-2.
35. Li Z. X. et al. Immunomodulatory effects of a new whole ingredients extract from Astragalus: a combined evaluation on chemistry and pharmacology // Chinese medicine. 2019. Vol. 14. Article number 12. DOI:https://doi.org/10.1186/s13020-019-0234-0.
36. Amiri M. S. et al. Ethnobotanical knowledge of Astragalus spp.: The world’s largest genus of vascular plants // Avicenna Journal of Phytomedicine. 2020. Vol. 10. No. 2. Pp. 128-142.
37. Bratkov V. M. et al. Flavonoids from the genus Astragalus: phytochemistry and biological activity // Pharmacognosy Reviews. 2016. Vol. 10. No. 19. Pp. 11-32. DOI:https://doi.org/10.4103/0973-7847.176550.
38. Karagöz A. et al. Cytotoxic activity of crude extracts from Astragalus chrysochlorus (Leguminosae) // Biotechnology & Biotechnological Equipment. 2007. Vol. 21. No. 2. Pp. 220-222. DOI:https://doi.org/10.1080/13102818.2007.10817449.
39. Chu D. T. et al. Fractionated extract of Astragalus membranaceus, a Chinese medicinal herb, potentiates LAK cell cytotoxicity generated by a low dose of recombinant interleukin-2 // Journal of clinical & laboratory immunology. 1988. Vol. 26. No. 4. Pp. 183-187.
40. Salem M. A. et al. Spectrometric analysis, chemical constituents and cytotoxic evaluation of Astragalus sieberi DC (Fabaceae) // Scientific African. 2020. Vol. 7. Article number e00221. DOI:https://doi.org/10.1016/j.sciaf.2019.e00221.
41. Egamberdieva D. et al. Medicinal plants from Chatkal Biosphere Reserve used for folk medicine in Uzbekistan // Medicinal and aromatic plant science and biotechnology. 2013. Vol. 7. No. 1. Pp. 56-64.
42. Camazine S., Bye R. A. A study of the medical ethnobotany of the Zuni Indians of New Mexico // Journal of Ethnopharmacology. 1980. Vol. 2. No. 4. Pp. 365-388. DOI:https://doi.org/10.1016/S0378-8741(80)81017-8.
43. Yimam M. et al. Hepatoprotective activity of an herbal composition, MAP, a standardized blend comprising Myristica fragrans, Astragalus membranaceus, and Poria cocos // Journal of medicinal food. 2016. Vol. 19. No. 10. Pp. 952-960. DOI:https://doi.org/10.1089/jmf.2016.0048.
44. Allam R. M. et al. Hepatoprotective effects of Astragalus kahiricus root extract against ethanol-induced liver apoptosis in rats // Chinese journal of natural medicines. 2013. Vol. 11. No. 4. Pp. 354-361. DOI:https://doi.org/10.1016/S1875-5364(13)60052-7.
45. Balachandar S. et al. Antimicrobial activity of Astragalus membranaceus against diarrheal bacterial pathogens // International Journal of Pharmacy. 2012. Vol. 2. No. 2. Pp. 416-418.
46. Albayrak S., Kaya O. Antioxidant and antimicrobial activities of four Astragalus species growing wild in Turkey // Turkish Journal of Biochemistry. 2018. Vol. 43. No. 4. Pp. 425-434. DOI:https://doi.org/10.1515/tjb-2017-0241.
47. Wang D. et al. Study of the effects of total flavonoids of Astragalus on atherosclerosis formation and potential mechanisms // Oxidative medicine and cellular longevity. 2012. Vol. 2012. Article number 282383. DOI:https://doi.org/10.1155/2012/282383.
48. Agyemang K. et al. Recent advances in Astragalus membranaceus anti-diabetic research: pharmacological effects of its phytochemical constituents //Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine. 2013. Vol. 2013. Article number 654643. DOI:https://doi.org/10.1155/2013/654643.
49. Abd Elkader H. T. A. E., Essawy A. E., Al-Shami A. S. Astragalus species: Phytochemistry, biological actions and molecular mechanisms underlying their potential neuroprotective effects on neurological diseases // Phytochemistry. 2022. Vol. 202. Article number 113293. DOI:https://doi.org/10.1016/j.phytochem.2022.113293.
50. Wang Y. et al. Astragalus saponins improves stroke by promoting the proliferation of neural stem cells through phosphorylation of Akt // Journal of Ethnopharmacology. 2021. Vol. 277. Article number 114224. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jep.2021.114224.
51. Березуцкий М. А. и др. Фармакологические свойства препаратов, созданных на основе экстракта астрагала (обзор) // Химико-фармацевтический журнал. 2020. Т. 54. № 4. С. 20-25. DOI:https://doi.org/10.30906/0023-1134-2020-54-4-20-25.
52. Чикурова А. Д., Валуйских О. Е., Шадрин Д. М. Последовательность ITS в молекулярной идентификации редкого вида Уральской флоры Astragalus gorodkovii Jurtz // Актуальные проблемы биологии и экологии: материалы докладов XXVIII Всероссийской молодежной научной конференции (с элементами научной школы). Сыктывкар, 2021. С. 27-31.
53. Тетерюк Л. В. [и др.] Редкие и охраняемые растения Национального парка «Югыд ва» (Россия) // Nature Conservation Research. Заповедная наука. 2020. Т. 5. № 4. С. 16-29. DOI:https://doi.org/10.24189/ncr.2020.051.
54. Филиппов Е. Г., Куликов П. В., Князев М. С. Числа хромосом видов Astragalus и Hedysarum (Fabaceae) флоры России // Ботанический журнал. 2008. T. 93. № 10. С. 1614-1619.
55. Бутенко Р. Г. Биология клеток высших растений in vitro и биотехнологии на их основе. Москва: ФБК-ПРЕСС, 1999. 160 с.
