Статья

Якопо Калево, кафедра естественных наук и системной биологии Университета Турина (10125, Италия, Турин, Виале Маттиоли, 25); e-mail: jacopo.calevo@gmail.com
Мириам Баццикалупо, кафедра наук о Земле, окружающей среде и естественных наук Университета Генуи (Корсо Европа, 26, 16132, Генуя, Италия).

Calevo J., Bazzicalupo M. 2020. Less is more: low-cost in vitro propagation of an Endangered Italian orchid // Nature Conservation Research. Vol. 5(Suppl.1). P. 172–177. https://dx.doi.org/10.24189/ncr.2020.043

Орхидеи являются одними из наиболее широко распространенных растений, но также и наиболее уязвимыми при воздействии биотических и абиотических факторов. Их взаимодействия со специфическими симбиотическими грибами во время прорастания в естественной среде делает их размножение проблематичным для биологов, занимающихся их сохранением. В настоящем исследовании в рамках европейского проекта по сохранению растений LIFEorchids, был оптимизирован протокол по проращиванию семян исчезающего средиземноморского вида Orchis patens, а также было проведено сравнение эффекта контролируемой постоянной температуры в ростовых камерах с флуктуациями температуры, происходящей в естественных условиях. Жизнеспособность семян была также оценена с использованием техники двойного окрашивания. Минимальные, максимальные и средние значения суточной температуры фиксировались в течение шести месяцев, с июля по декабрь. Также доля прорастающих семян и стадии их развития были отмечены для обоих вариантов условий проращивания и каждый месяц. Даже с учетом того, что всхожесть семян была отмечена для обоих вариантов проращивания, эффект флуктуации температуры был показан, выраженный в увеличении доли прорастаниям семян около 10% при постоянных условиях среды до 59% в условиях флуктуации температуры. Последний результат был практически сопоставим с данными о жизнеспособности семян, показывающими сильное влияние флуктуаций температуры на нарушение покоя семян. Наши результаты являются подтверждением того, что температурные колебания играют более важную роль, чем средняя температура в прорастании семян, и предлагают избегать использования постоянной температуры для оптимизации протоколов прорастания для европейских видов орхидей.

асимбиотическое прорастание, сохранение ex situ, Orchidaceae, Orchis patens, температура, жизнеспособность

Поступила: 06.04.2020. Исправлена: 23.06.2020. Принята к опубликованию: 11.07.2020.

Baskin C.C., Baskin J.M. 2001. Seeds: Ecology, Biogeography, and Evolution of Dormancy and Germination. San Diego: Academic Press. 666 p.
Baskin C.C., Baskin J.M. 2003. When breaking seed dormancy is a problem: try a move-along experiment. Native Plants Journal 4(1): 17–21. DOI: 10.3368/npj.4.1.17
Bilz M., Kell S.P., Maxted N., Lansdown R.V. 2011. European Red List of Vascular Plants. Luxembourg: Publications Office of the European Union. 144 p.
Calevo J., Massa G., Maglio M. 2014. Elenco delle Orchidaceae del Parco Regionale di Portofino. GIROS Notizie 57: 35–39.
Calevo J., Giovannini A., Cornara L., Peccenini S., Monroy F. 2017a. Orchis patens Desf.: seed morphology of an endangered Mediterranean orchid. Plant Biosystems 151(5): 770–774. DOI: 10.1080/11263504.2017.1297335
Calevo J., Monroy F., Peccenini S., Cornara L., Giovannini A. 2017b. First time in vitro asymbiotic germination of Orchis patens Desf.: a preliminary study on an endangered Mediterranean orchid. GIROS Orchidee Spontanee d'Europa 60(1): 94–104.
Calevo J., Giovannini A., Cornara L., Peccenini S. 2017c. Asymbiotic seed germination of hand-pollinated terrestrial orchids. Acta Horticolturae 1155: 415–418. DOI: 10.17660/ActaHortic.2017.1155.61
Calevo J., Voyron S., Portigliatti A., Monroy F., Giovannini A., Cornara L., Giordani P., Girani A., Zocco D., Cristaldi L., Palazzolo P., Colombo S., Marzorati M., Moravec J., Perotto S., Girlanda M. 2018. Orchids for LIFE: the LIFE17NAT/IT/000596 project for the conservation of orchids and their habitat. GIROS Orchidee Spontanee d'Europa 61(2): 277–288.
Calevo J., Voyron S., Ercole E., Girlanda M. 2020. Is the Distribution of Two Rare Orchis Sister Species Limited by Their Main Mycobiont? Diversity 12(7): 262. DOI: 10.3390/d12070262
Darwin C. 1862. On the various contrivances by which British and foreign orchids are fertilized by insects, and on the good effects of intercrossing. London: John Murray. 365 p.
Dixon K.W. 2009. Pollination and restoration. Science 325(5940): 571–573. DOI: 10.1126/science.1176295
Ercole E., Rodda M., Girlanda M., Perotto S. 2015. Establishment of a symbiotic in vitro system between a green meadow orchid and a Rhizoctonia-like fungus. Bioprotocol 5: e1482.
Euro+Med. 2006. Euro+Med PlantBase – the information resource for Euro-Mediterranean plant diversity. Available from http://ww2.bgbm.org/EuroPlusMed/
Fay M.F. 1994. In what situations is in vitro culture appropriate to plant conservations? Biodiversity and Conservation 3(2): 176–183. DOI: 10.1007/BF02291887
Girlanda M., Selosse M.A., Cafasso D., Brilli F., Delfine S., Fabbian R., Ghignone S., Pinelli P., Segreto R., Loreto F., Cozzolino S., Perotto S. 2006. Inefficient photosynthesis in the Mediterranean orchid Limodorum abortivum is mirrored by specific association to ectomycorrhizal Russulaceae. Molecular Ecology 15(2): 491–504. DOI: 10.1111/j.1365-294X.2005.02770.x
Han C.Y., Long C.L. 2010. Dormancy, germination and storage of Magnolia ingrata seeds. Seed Science and Technology 38(1): 252–256. DOI: 10.15258/sst.2010.38.1.28
Johnson T., Kane M. 2012. Effects of temperature and light on germination and early seedling development of the pine pink orchid (Bletia purpurea). Plant Species Biology 27(2): 174–179. DOI: 10.1111/j.1442-1984.2011.00347.x
Kretzschmar H., Eccarius W., Dietrich H. 2007. The Orchid Genera Anacamptis, Orchis and Neotinea. Phylogeny, Taxonomy, Morphology, Biology, Distribution, Ecology and Hybridization. Bürgel: EchinoMedia Verlag. 544 p.
Leake J.R. 1994. The biology of myco-heterotrophic ('saprophytic') plants. New Phytologist 127(2): 171–216. DOI: 10.1111/j.1469-8137.1994.tb04272.x
Leitch I.J., Fay M.F. 2008. Plant genome horizons: Michael Bennett's contribution to genome research. Annals of Botany 101(6): 737–746. DOI: 10.1093/aob/mcn045
Magrini S., Barreca D., Zucconi L. 2019a. A rapid double-staining technique to improve seed viability testing in terrestrial orchids. Plant Biosystems 153(6): 877–882. DOI: 10.1080/11263504.2019.1587541
Magrini S., De Vitis M., Torelli D., Santi L., Zucconi L. 2019b. Seed banking of terrestrial orchids: evaluation of seed quality in Anacamptis following 4-year dry storage. Plant Biology 21(3): 544–550. DOI: 10.1111/plb.12936
Malmgren S. 1996. Orchid propagation. Theory and Practice. In: North American Native Terrestrial Orchids. Propagation and Production Conference Proceedings. Germantown: C. Allen. P. 63–71.
Orsenigo S., Bacchetta G., Calevo J., Castello M., Cogoni D., Gennai M., Licht W., Montagnani C., Perrino E.V., Pinna S.M., Silletti G.N., Vela E., Viciani D., Vidali M., Wagensommer R.P., Zappa E., Fenu G. 2016. Global and Regional IUCN Red List Assessments: 1. Italian Botanist 1: 61–85. DOI: 10.3897/italianbotanist.1.8647
Pierce S., Belotti J. 2011. The Conservation of Terrestrial Orchids: from the Alps to the Po Plain of Lombardy. Lombardy: POB and CFA. 89 p.
Poff K.E., Sharma J., Richards M. 2016. Cold-Moist Stratification Improves Germination in a Temperate Terrestrial Orchid. Castanea 81(4): 292–301. DOI: 10.2179/16-098
Rost T.L., Barbour M.G., Stocking C.R., Murphy T.M. 2006. Plant biology. Stamford, Connecticut: Thomson Corporation. 624 p.
Sharma J., Zettler L.W., Van Sambeek J.W., Ellersieck M.R., Starbuck C.J. 2003. Symbiotic seed germination and mycorrhizae of federally threatened Platanthera praeclara (Orchidaceae). American Midland Naturalist 149(1): 104–120. DOI: 10.1674/0003-0031(2003)149[0104:SSGAMO]2.0.CO;2
Stewart S.L., Kane M.E. 2006. Asymbiotic seed germination and in vitro seedling development of Habenaria macroceratitis (Orchidaceae), a rare Florida terrestrial orchid. Plant Cell, Tissue and Organ Culture 86(2): 147–158. DOI: 10.1007/s11240-006-9098-y
Swarts N.D., Dixon K.W. 2009. Terrestrial orchid conservation in the age of extinction. Annals of Botany 104(3): 543–556. DOI: 10.1093/aob/mcp025
Swarts N.D., Dixon K.W. 2017. Conservation methods for terrestrial orchids. Plantation: J. Ross Publishing. 240 p.
Valletta A., Attorre F., Bruno F., Pasqua G. 2008. In vitro asymbiotic germination of Orchis mascula L. Plant Biosystems 142(3): 653–655. DOI: 10.1080/11263500802411205
Wraith J., Pickering C. 2018. Quantifying anthropogenic threats to orchids using the IUCN Red List. Ambio 47(3): 307–317. DOI: 10.1007/s13280-017-0964-0