Оптимізація біотехнологічного процесу отримання стійких до стрес-факторів довкілля ліній лаванди вузьколистої

1.

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БІОРЕСУРСІВ ТА
ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ УКРАЇНИ
Факультет захисту рослин, біотехнології та
екології
Кафедра екобіотехнології та
біорізноманіття
«Оптимізація біотехнологічного процесу отримання
стійких до стрес-факторів довкілля ліній лаванди
вузьколистої (Lavandula angustifolia Mill.)»
091 “Біотехнології біологічних
систем”
Шляхтун Ігор Сергійович
Науковий керівник:
д.с.-г.н., професор
Кляченко Оксана Леонідівна
Київ 2024

2.

Актуальність теми:
На сьогодні на території України великі площі орних земель,
особливо зони степу страждають від недостатнього зволоження, що
призводить до 30-50% недобору врожаю, особливо в посушливі роки.
Необхідно розробити методи мікроклонального розмноження лаванди
для селекційної роботи націленої на створення нових, продуктивних
сортів пристосованих до умов недостатньої вологості.
Лаванда вузьколиста (Lavandula angustifolia Mill.) – це вічнозелена
ефіроолійна культура, яка широко застосовується в як сировина в
фармакологічній,
косметично-парфумерній
та
харчовій
промисловостях, вирощується в декоративних та рекреаційних цілях.
Промислове вирощування лаванди вузьколистої, та виробництво
лавандової олії, поширене на півдні України. Однак лаванда не має
великої популярності як сільськогосподарська культура і одна із причин
– це відсутність доступного та якісного посадкового матеріалу, сортів
пристосованих до умов України.

3.

Пов’язані з темою наукові роботи,
попередньо захищені дисертації:
Дисертація подана на здобуття наукового ступеня доктора наук в області
біології рослин Yolande Despinasse на тему: «Diversité chimique et caractérisation
de l'impact du stress hydrique chez les lavandes» (Хімічне різноманіття та
характеристика впливу водного стресу на лаванду), 2015, Saint-Etienne.
Дисертація подана на здобуття наукового ступеня доктора наук в області
біології рослин Lia Lamacque на тему: «Caractérisation physiologique de la réponse
à la sècheresse de la Lavande et du Lavandin : impact de la culture inter-rang»
(Фізіологічна характеристика реакції лаванди та лавандину на посуху: вплив
міжрядного обробітку), 2020, Université Clermont Auvergne.
Дисертація за авторством Torras Clavería, Laura на тему: «Estudi i caracterització
de metabòlits secundaris: Compostos fenòlics i alcaloides» (Вивчення та
характеристика вторинних метаболітів: фенольні сполуки та алкалоїди) , 2008,
Universitat de Barcelona.
Дисертація подана на здобуття наукового ступеня кандидата наук в області
Біотехнологія Ortiz García, Paloma на тему: «Indole-3-acetamide as a hub
connecting abiotic stress responses and growth in Arabidopsis thaliana» (Індол-3ацетамід як центр, що з’єднує реакції на абіотичний стрес і ріст Arabidopsis
thaliana), 2023, Universidad Politécnica de Madrid.

4.

Орієнтовний зміст
дисертаційного дослідження:
1. Підбір вихідних матеріалів та оптимізація процесу одержання
регенератів лаванди вузьколистої в умовах in vitro.
2. Вивчення особливостей регуляції морфогенезу в культурі тканин і
органів та його залежність від генотипу, типу експлантатата, умов
культивування, складу живильних середовищ, кількісного та якісного
складу вторинних метаболітів, фенолів, флавоноїдів, терпеноїдів, тощо.
3. Підбір сублетальних концентрацій селективних агентів для
проведення комплексної селекції in vitro та отримання соле- посухо- та
стійких до важких металів ліній лаванди вузьколистої.
4. Ідентифікація і диференціація різних генотипів лаванди вузьколистої за
допомогою SSR-маркерів, аналіз генотипів та хімічного складу ефірної олії
лаванди вузьколистої відповідно до ареалу рослини на території України
для визначення її внутрішньовидового різноманіття.
5. Порівняльний аналіз рослин лаванди вузьколистої до і після культури
in vitro за фізіолого-біохімічними показниками, визначення кількісного і
якісного складу комерційно значущих метаболітів у стійких до стресфакторів ліній рослин лаванди вузьколистої.

5.

За даною науковою проблемою та
пов'язаних з нею темах на кафедрі та
факультеті захищено:
Такі дисертаційні роботи як – «Фізіологічні і біотехнологічні основи
підвищення ефективності селекції буряків цукрових (Beta vulgaris L.) та
ріпака (Brassica napus L.)», «Метаболіти бактерій роду Pseudomonas як
селективний фактор стійкості цукрових буряків до збудників
бактеріальних хвороб», «Біотехнологічні основи діагностики і регуляції
бактеріальних хвороб томатів в Україні», тощо;
Такі наукові статті як – «The physiological and biochemical estimation
of the adaptive ability of sugar beet (Beta vulgaris L.) To shading and plant
density», «Biotechnological control methods against phytopathogenic
bacteria in tomatoes», «Evaluation of rape seed genetic diversity and
creation of drought-resistant genotypes using in vitro cell culture»,
«Застосування методів культури клітин і тканин в умовах in vitro для
розмноження дрібноквіткових ломиносів (рід Clematis L.)», «Кількісна
та якісна характеристика ефірної олії селекційних зразків м’яти
перцевої», тощо.

6.

Методи дослідження:
• біотехнологічні методи і прийоми: метод культури ізольованих тканин і
клітин;
• цитологічні: використання мікроскопії задля визначення впливу стресових
факторів на рослину на клітинному та тканинному рівнях;
• гістохімічні методи: визначення кількості та локалізації вторинних
метаболітів
• біохімічні: аналіз кількісного і якісного складу вторинних метаболітів,
визначення фенолів, флавоноїдів, терпеноїдів, тощо;
• молекулярно-біологічні: полімеразно-ланцюгова реакція, методи SSRмаркерів, секвенування;
• спектрофотометричні: газова спектрофотометрія для визначення якісного
складу лавандової олії;
• фізіологічні виявлення процесів та факторів адаптації лаванди до стресових
умов і продукціїї ефірної олії та взіємозв’язок цих факторів;
• агротехнологічні визначення кількісного складу ефрної олії лаванди
вузьколистої;
• статистична обробка даних: статистична обробка із застосуванням
програмного середовища для статистичних обчислень R.

7.

Можливі результати для науки
та практики:
Внаслідок підготовки та захисту роботу можна сподіватись на
збільшення інтересу вітчизняних науковців та підприємців до
лаванди як перспективної культури, інвестиції часу та ресурсів в
селекцію та впровадження цієї культури в сільське господарство,
виробництво лавандової олії та іншої продукції лаванди на рівні
конкурентному сусіднім країнам.
Крім того можна сподіватись на збільшенні інтересу в
урізноманітненні переліку культур властивих сільському господарству
України, та за її межами.