In vitro cultivation and ex vitro adaptation of Nepeta ... fileхлорофил а/б и...

21
1 РЕЗЮМЕТА на научните публикации, представени за участие в конкурса за професор по 4.3. Биологически науки (Ботаника - Анатомия и морфология на растенията) на доц. д-р Д. Колева, Катедра по ботаника, Биологически факултет на СУ „Св. Климент Охридски“ Edreva A., A. Gurel, H. Hakerlerler, B. Yagmur, V. Velikova, T. Tsonev, D. Stoyanova-Koleva, E. Gesheva, S. Dagnon, H. Akdemir, 2004. A complex study on the reddening of cotton leaves, Plenary Meeting of Inter-regional Research Network on Cotton, Greece, 138-146 Почервеняването на листата, което се среща на някои места в егейската област на Турция, води до намалена продукция, качество на влакната и икономически загуби. Установено бе, че този феномен не е предизвикан от инфекциозни агенти, а от абиотични фактори. Акумулацията на натрий и нарушеното съотношение между натрий и калий в растението и почвата е един от факторите, предизвикващи почервеняването. Физиологичните анализи показват потискане на асимилацията на CO2, транспирацията, устичната пропускливост, ефективността на използване на водата и активността на фотосистема II при почервеняващите листа, което се свързва с намалената реколта. Съществени биохимични промени при почервеняването: засилено натрупване на феноли и пролин, намаляване количеството на хлорофила, увеличаване на пероксидазната и антиоксидазната активност и намаляване на количеството на липидните пероксиди. Установено е значително повишаване на количеството антоциани. При почервеняващите листа се синтезира нова агликонова молекула (цианидин), различна от тази при зелените листа (малвидин), която притежава по-силни антиоксидантни способности. Като се има предвид, че натрупването на Na в рстенията предизвиква оксидативен стрес, предпазващата роля на антоцианите, пролина и перокидазите е предопределена от тяхната антиоксидазна и антирaдикална активност. Markovska Y., D. Stoyanova-Koleva, 2004. Changes of the photosynthetic structure and function in cadmium-treated transgenic tobacco plants. Journal of Environmental Protection and Ecology 5(3): 583- 592 Промените в структурата и функцията на фотосинтетичния

Transcript of In vitro cultivation and ex vitro adaptation of Nepeta ... fileхлорофил а/б и...

Page 1: In vitro cultivation and ex vitro adaptation of Nepeta ... fileхлорофил а/б и намаляване на съотношението между хлорофили и каротеноиди

1

РЕЗЮМЕТА

на научните публикации, представени за участие в конкурса

за професор по 4.3. Биологически науки

(Ботаника - Анатомия и морфология на растенията)

на доц. д-р Д. Колева,

Катедра по ботаника, Биологически факултет на СУ „Св.

Климент Охридски“

Edreva A., A. Gurel, H. Hakerlerler, B. Yagmur, V. Velikova, T. Tsonev, D.

Stoyanova-Koleva, E. Gesheva, S. Dagnon, H. Akdemir, 2004. A

complex study on the reddening of cotton leaves, Plenary Meeting of

Inter-regional Research Network on Cotton, Greece, 138-146

Почервеняването на листата, което се среща на някои места в

егейската област на Турция, води до намалена продукция, качество на

влакната и икономически загуби. Установено бе, че този феномен не е

предизвикан от инфекциозни агенти, а от абиотични фактори.

Акумулацията на натрий и нарушеното съотношение между натрий и

калий в растението и почвата е един от факторите, предизвикващи

почервеняването. Физиологичните анализи показват потискане на

асимилацията на CO2, транспирацията, устичната пропускливост,

ефективността на използване на водата и активността на фотосистема

II при почервеняващите листа, което се свързва с намалената реколта.

Съществени биохимични промени при почервеняването: засилено

натрупване на феноли и пролин, намаляване количеството на хлорофила,

увеличаване на пероксидазната и антиоксидазната активност и

намаляване на количеството на липидните пероксиди. Установено е

значително повишаване на количеството антоциани. При

почервеняващите листа се синтезира нова агликонова молекула

(цианидин), различна от тази при зелените листа (малвидин), която

притежава по-силни антиоксидантни способности. Като се има предвид,

че натрупването на Na в рстенията предизвиква оксидативен стрес,

предпазващата роля на антоцианите, пролина и перокидазите е

предопределена от тяхната антиоксидазна и антирaдикална активност.

Markovska Y., D. Stoyanova-Koleva, 2004. Changes of the photosynthetic

structure and function in cadmium-treated transgenic tobacco

plants. Journal of Environmental Protection and Ecology 5(3): 583-

592

Промените в структурата и функцията на фотосинтетичния

Page 2: In vitro cultivation and ex vitro adaptation of Nepeta ... fileхлорофил а/б и намаляване на съотношението между хлорофили и каротеноиди

2

апарат бяха проследени в листата на нетрансгенни и трансгенни

тютюневи растения, третирани с нарастващи концентрации на CdCl2

(50, 100 и 200 | dM). Нетната-фотосинтезата в листата на не-трансгенни

растения е регистрирана при 100 | LM CdCl2 докато листата на

трансгенни растения фотосинтезират при стойности до 200 | LM CdCl2.

Наличието на CdCl2 води до леко повишаване на съотношението

хлорофил а/б и намаляване на съотношението между хлорофили и

каротеноиди в листата на трансгенните растения. Хлоропластната

структура е незначително нарушена. Резултатите са разгледани от

гледна точка на поносимостта на тютюневите листа към Cd2+ и ролята

на защитните механизми при детоксикацията на този тежък метал.

Chankova S., D. Stoyanova-Koleva, V. Kapchina-Toteva, P. Bryant, 2005.

Characterization of new radioresistant strains of Chlamidomonas

reinhardtii. Journal of Environmental Protection and Ecology 6(3):

660-668

Създадохме радиоустойчив щам на Chlamydomonas reinhardtii

чрез комбиниране на силно радиоустойчив щам (AK-9-9) с щам на

мутантът (CW15) без клетъчна стена. Изследвани са характеристиките

на петте хибридни (Н-3, Н-4, Н-7, Н-12, Н-18) и двата родителски щама

CW 15 (+) и AK-9-9. Само при щам Н-3 е установена по-голяма

радиоустойчивост от тази при силно радиоустойчивия родителски щам

AK-9-9. По отношение на пластидните пигменти, родителските и

хибридни щамове могат да се разделят на 2 групи: тези, които имат по-

високо съдържание на хлорофил "а" и "б" и каротеноиди, а именно CW-

15, AK-9-9, H-3 и Н-4; и тези, които имат по-ниско съдържание - щамове

Н-7, Н-12 и Н-18. Беше установено че, щам Н-3 има по-ниско

съдържание на пролин и по-висока SOD активност, в сравнение с

другите щамове. Данните от трансмисионната електронна микроскопия

показват, че щамът H-3 проявява всички черти, характерни за неговия

родителски щам CW15 (+), по отношение на протопластната

организация. Структурата на клетъчната стена е подобна на

родителската AK-9-9. По тази причина Н-3 се оказва полезен

радиоустойчив хибриден щам на Chlamydomonas reinhardtii при

използването му като обект за радиационни и биохимични изследвания.

Lambreva M., D. Stoyanova-Koleva, G. Baldjiev, T. Tsonev, 2005, Early

acclimation changes in the photosynthetic apparatus of bean plants

during short-term exposure to elevated CO2 concentracion under

high temperature and light intensity. Agriculture Ecosystems and

Environment 106, 219-232, IF - 1.495

Page 3: In vitro cultivation and ex vitro adaptation of Nepeta ... fileхлорофил а/б и намаляване на съотношението между хлорофили и каротеноиди

3

За да се установи ранния отговор на фотосинтетичния апарат

към повишаване на CO2 в комбинация с други стрес-фактори,

подложихме 9-дневни бобови растения (Phaseolus vulgaris L. cv. Cheren

Starozagorski) за сравнително кратък период (4 дни, 8 часа на ден) на

различни температурни, светлинни и CO2 режими: 23 или 39°С

температура на въздуха, ниска (100 μmolm-2s-1 - LL) или висока (μmolm-

2s-1 - HL) плътност на фотосинтетичния фотонен поток (PPFD) и

нормална атмосферна (350 μmolmol-1) или повишена (1300 μmolmol-1)

концентрация на CO2. През 4-дневния период са отчетени кинтетиката

на хлорофилната флуоресценция и промяната в скоростта на

асимилация спрямо вътреклетъчната концентрация на CO2.

Наблюдавахме известна стимулация на фотосинтезата при повишена

CO2-концентрация при първия температурен режим (23°С), изразяващо

се в по-високи скорост на фотосинтезата, карбоксилиращ и електрон-

транспортен капацитет, докато при висока температура (39°С)

повишаването на CO2-концентрация оказва по-скоро негативен ефект

върху фотосинтезата т.е. високата температура влошава

аклиматизацията. Негативният ефект на CO2 се засилва при висока

температура, което се изразява в намаляването на рубиско активността

и лимитирането на RuBP и P регенерацията, може би дължащо се на

натрупването на скорбяла, което се наблюдава на електронограмите.

Получените резултати показват, че съотношението на вътреклетъчната

към нормалната атмосферна CO2-концентрация, която оказва влияние

върху връзката между функцията на устицата и асимилацията на CO2

при фотосинтезата, остава незасегната както от повишаването на

концентрацията на CO2 така и от светлинни и температурни промени. В

4-дневния период ефективността на ФССII не беше повлияна от

повишената CO2-концентрация. Параметрите на флуоресценцията

значително намаляват при висока температура още от първия ден и

продължават да намаляват по време на въздействието. В заключение, 4-

дневния растеж в среда с повишена концентрация на CO2 повече от 3

пъти над атмосферната определя отговора на растенията към

светлината и температурата, което е взаимосвързано с функционални и

структурни промени.

Stoyanova-Koleva D., A. Edreva, V. Velikova, A. Gurel, 2005. Effect of red-

dening of cotton (Gossypium hirsutum) leaves on the ultrastructure of

mesophyll cells. Photosynthetica 43(2): 313-316, IF - 0.81

Посредством прилагането на трансмисионна електронна

микроскопия е проучена ултраструктурата на листа от памук, при които

се проявява зачервяване като симптом на физиологично смущение.

Установена е осмифилизация на мембранния компартмент. Наблюдават

Page 4: In vitro cultivation and ex vitro adaptation of Nepeta ... fileхлорофил а/б и намаляване на съотношението между хлорофили и каротеноиди

4

се масивни натрупвания върху тонопласта на вакуолите на клетките на

адаксиалната епидерма, за които се предполага, че са електронно-

плътни осмиофилни субстанции, най-вероятно с антоцианов произход. В

стромата на хлоропластите е диференцирана зона с ниска електронна

плътност, обграждаща голям брой осмиофилни натрупвания с неизяснен

химичен характер. Не се наблюдава фрагментация и сериозно

нарушаване на структурата на тилакоидите при хлоропластите на

почервеняващите листа.

Barta C., V. Velikova, Ts. Tsonev, M. Centritto, D. Koleva, M. Stefanova, F.

Loreto, 2007. Effect of elevated CO2 and high temperature on iso-

prene emission and photosynthetic capacity of Platanus orientalis

plants. In: Proceeding of Second ACCENT Symposium “Atmospheric

Composition Change (Causes and Concequences - Local to Global)”,

Urbino, Italy (on CD)

Поради важността на продуцираните от растенията изопренови

емисии за качеството на въздуха в регионален и глобален мащаб, е

много важно да се определи по какъв начин промените в климата

влияят върху процеса на излъчване на изопрен. Беше планирано този

експеримент да изследва по какъв начин повишението на CO2,

съпътствано от повишена температура, може да засегне изопреновата

емисия при растенията. Двегодишни растения от Platanus orientalis бяха

отглеждани в продължение на един месец в климатична камера, в която

съдържанието на CO2 беше еднакво с естественото (380 μмол/л) или

повишено (800 μмол/л). След 30 дни от началото на третирането с CO2

растенията бяха подложени на висока температура (38°C) за 4 часа. Ние

изследвахме отговора на листата, които бяха вече напълно развити

преди старта на въздействието с CO2 (диференцирани листа) и тези,

които се развиха след началото на експеримента (млади листа).

Повишеното ниво на CO2 предизвика потискане на изопреновата

емисия в по-голяма степен при развитите, отколкото при разлистващите

се листа. Повишената температура стимулира изопреновата емисия

както при нормални, така и при повишени стойности на CO2,

независимо от вида на листата. При диференцираните листа

фотосинтезата не беше повлияна от високите нива на CO2. Обратно,

повишеният CO2 причини понижение на фотосинтезата в младите

листа. Анализите на структурата на листата показаха, че само при

разлистващи се листа повишението на CO2 причинява намаление на

устичната гъстота при абаксиалната епидерма, формиране на восъчни

плаки върху кутикулата и промени в ултраструктурата на

хлоропластите. Възможно е тези анатомични промени да са увеличили

Page 5: In vitro cultivation and ex vitro adaptation of Nepeta ... fileхлорофил а/б и намаляване на съотношението между хлорофили и каротеноиди

5

устойчивостта към повишеното ниво на CO2, което е било причина за

ограничаване на фотосинтезата.

Stoyanova-Koleva D., E. Tchakalova, 2008. Structural changes in

chloroplast of Potamogeton natans L. and Myriophyllum spicatum L.

leaves in response to heavy metals. Journal of Environmental

Protection and Ecology 9(2): 404-417

Със средствата на трансмисионната електронна микроскопия са

изследвани плаващите листа на Potamogeton natans L. и потопените

листа на Myriophyllum spicatum L. след комбинирано третиране с олово

(Pb), кадмий (Cd) и мед (Cu). Видовете са изследвани във връзка с

тяхната степен на структурно-функционална адаптация към водната

среда. Изследването е извършено при експериментални условия и във

влажните зони на област София (река Искър). Листата са изследвани

след 5 дневно третиране с тежки метали в концентрации от 2g (Pb2+) m–

3, 0.5g (Cd2+) m–3 и 0.03g (Cu2+) m–3. Съдържанието на олово, кадмий и

мед в експерименталните растения след 5-дневна култивация е

установено чрез атомно-абсорбционен анализ. Металите предизвикват

най-значителни изменения в пластидния апарат на Myriophyllum

spicatum L., което е предпоставка за добре изразената структурно-

адаптивна реакция на хлоропластите. Плаващите листа на Potamogeton

natans L. са структурно по-устойчиви към тежките метали.

Ganeva T., K. Uzunova, D. Koleva, 2009. Comparative leaf epidermis

investigation in species of genus Crataegus L. (Rosaceae) from

Bulgaria, Feddes Repertorium 120 (3-4), 169-184, SJR – O.273

(цитирана в издания с IF)

Листният епидермис на български представители от шест вида на

род Crataegus е изследван с помощта на светлинен и сканиращ

електронен микроскоп. Наблюдавани са устица от циклоцитен тип,

различни видове прости линейни трихоми, орнаментация на кутикулата

и восъци. Получените резултати позволяват ясно разграничаване на

видовете. Въз основа на проведеното изследване са направени

предположения за взаимоотношенията на вътреродово и надродово

ниво. Обсъдено е влиянието на различните екологични условия върху

структурата на епидермиса.

Velikova V., Ts. Tsonev, Cs. Barta, M. Centritto, D. Koleva, M. Stefanova, M.

Busheva, Fr. Loreto, 2009. BVOC emissions, photosynthetic

Page 6: In vitro cultivation and ex vitro adaptation of Nepeta ... fileхлорофил а/б и намаляване на съотношението между хлорофили и каротеноиди

6

characteristics and changes in chloroplast ultrastructure of Platanus

orientalis L. exposed to elevated CO2 and high temperature.

Environmental Pollution 157: 2629–2637, IF - 3.426

За да се изследва взаимодействието на повишени нива на CO2 и

високи температури върху изопреновите емисии (ИЕ) и метанолните

емисии (МЕ), растения от Platanus orientalis бяха отглеждани в

продължение на един месец при естествено (380 μмол/л) и повишено

(800 μмол/л) ниво на CO2 и изложени на висока температура (38 оC/4

часа). В листата, формирани преди третирането, изопреновите емисии

бяха по-високи, а метаноловите – по-ниски в сравнение с

новообразуваните листа. И ИЕ, и МЕ бяха стимулирани от високата

температура. Повишаването на CO2 значителна намали ИЕ и при двата

вида листа, обаче повиши МЕ само при новообразуваните листа. При

тях повишаването на CO2 намали фотосинтезата и промени

ултраструктурата на хлоропластите и целостта на мембраните им. Този

вреден ефект беше увеличен от високата температура. Високата

температура не се отрази неблагоприятно върху вече съществуващите

листа, които се характеризираха с високи нива на ИЕ. Правим

заключение, че: (1) тези резултати допълнително доказват, че изопренът

има предполагаема термозащитна роля върху мембраните; (2) високата

температура вероятно може надделее над потискащия ефект на

повишения CO2 върху ИЕ в бъдеще.

Ganeva T., M. Stefanova, E. Čellárová, K. Uzunova, D. Koleva, 2009.

Structural responses of the photosynthetic apparatus of Orthosiphon

stamineus Benth. to temperature stress after cryopreservation,

Botanica Serbica 33 (2): 163-167 (цитирана в издания с IF)

Хистологичната организация на листа от in vitro размножени

растения от Orthosiphon stamineus Benth. е изследвана при следните

варианти: растения без криопрезервация (контролни), растения,

преминали криопрезервация след предварително третиране по два

начина (0.3M захароза за 16 часа и 0.076μМ абсцисиева киселина за 10

дни) и адаптирани ex vitro растения. Светлинномикроскопският анализ

показа, че ниската температура предизвиква колапс на

фотосинтезиращите тъкани. Предварителното третиране със захароза

намалява стресовия ефект. Анализът със сканиращ електронен

микроскоп дава допълнителна информация за структурата на

епидермиса при in vitro култивираните растения.

Page 7: In vitro cultivation and ex vitro adaptation of Nepeta ... fileхлорофил а/б и намаляване на съотношението между хлорофили и каротеноиди

7

Yordanova Zh., M. Urbanova, E. Čellárová, Ts. Ganeva, D. Koleva, V.

Kapchina-Toteva, 2009. Influence of cryopreservation on the basic

physiological indeces in propagated in vitro Orthosiphon stamineus

Benth., In: Proceedings of 2nd Int. Symp. “New Researches in

Biotechnology”, Bucharest, Series F, Special volume, 165-172, ISSN

1224-7774

Интересът към физиологичната роля на биологично активните

съединения, съдържащи се в растенията се е увеличил значително през

последното десетилетие. Orthosiphon stamineus Benth е познато

медицинско растение, широко използвано в югоизточна Азия заради

установените в него разнообразни биологично активни вещества.

Криопрезервацията е алтернативен метод за дългосрочно съхранение на

растителни генетични ресурси. Установяването на подходящи протоколи

за in vitro размножаване и дългосрочно съхранение е основа за развитие

на високо продуктивни линии и добив на ценни вторични метаболити в

лабораторни условия. В настоящото изследване не бяха установени

значителни промени в морфологичния, хистологичния и физиологичния

статус на растенията преди и след криопрезервация. Бяха измерени по-

високи концентрации на феноли в сравнение с ex vitro адаптирани

растения, което предполага подходящ протокол за криопрезервация на

Orthosiphon stamineus.

Danova K., M. Urbanova, M. Skyba, E. Čellárová, M. Stefanova, D. Koleva,

V. Kapchina-Toteva. 2009. Impact of cryopreservation on biochemical

parameters of in vitro cultured Hypericum rumeliacum Boiss. In:

Proceedings of 2nd Int. Symp. “New Researches in Biotechnology”,

Bucharest, Series F, Special volume, 78-85, ISSN 1224-7774

Балканският ендемит Hypericum rumeliacum Boiss. Беше подложен

на експериментална криопрезервация за да се оцени влиянието на крио-

съхранението върху биохимичните и физиологичните му

характеристики. Сравнението на нивата на фенолни и флавоноидни

съединения, някои физиологични показатели и хистологичната

характеристика на регенерирани след криопрезервация растения от H.

rumeliacum със същите при незамразявани контроли показа

възстановяване на биосинтетичния капацитет и физиологичното

състояние на регенерантите в сравнение с техните контролни растения.

Ганева Цв., Ж. Йорданова, Д. Колева, 2009. Влияние на растежни

регулатори върху структурната организация на пластидния

апарат при in vitro култивирани растения от род Petunia. В

Page 8: In vitro cultivation and ex vitro adaptation of Nepeta ... fileхлорофил а/б и намаляване на съотношението между хлорофили и каротеноиди

8

сборник от: International Science conference "Economics and Socie-

ty development on the Base of Knowledge", Stara Zagora, BULGARIA,

кн. ІІІ, 142-145

Изследвани са листа от in vitro култивирани на хранителна среда

с добавени растежни регулатори – ауксини (ИМК) и цитокинини (БА), в

различни концентрации растения от вида Petunia hybrida Hort. var Blue

Star. Пластидният апарат е изследван с помощта на трансмисионен

електронен микроскоп (ТЕМ). Промени в типичната ориентация на

вътрешната мембранна система на хлоропластите се наблюдават само

при добавяне на 0.1 mg/l ИМК. Новата хлоропластна архитектура е

вероятно структурен механизъм за оптимизиране на функцията в

условията на експеримента.

Ганева Ц., Н. Христовска, М. Стефанова, Д. Колева, 2010. Сканираща

електронна микроскопия на листа от Lavandula angustifolia Mill.

от промишления район на КЦМ - Пловдив. Годишник на

Шуменския Университет «Епископ Константин Преславски»,

Природни науки, Биология, 20 (6), 113-122

Изследвано е насаждение от Lavandula angustifolia Mill. сорт

“Дружба” на територията на Комбинат за Цветни Метали (КЦМ) –

Пловдив, подложена на силно атмосферно и почвено замърсяване.

Структурата на листния епидермис е описана с помощта на сканиращ

електронен микроскоп (СЕМ). Наблюдавано е морфологично

разнообразие на покривни и жлезисти трихоми. Установени са

многоклетъчни разклонени и едноклетъчни с конусовидна форма

покривни трихоми и жлезисти трихоми с едно-, дву- и четириклетъчна

главичка. Потвърждава се защитната роля на овласиняването при

растенията, намиращи се в индустриално замърсени райони.

Stoyanova-Koleva D., V. Kapchina-Toteva, S. Chankova, 2010.

Ultrastructural response of cell-wall-less mutant strain

Chlamydomonas reinhardtii to cadmium toxicity. Journal of

Environmental Protection and Ecology 11(4): 1274–1279, IF - 0.178

В настоящото иследване описваме промените в структурната

организация на клетката при мутантен щам без клетъчна стена CW-15 (+)

на Chlamidomonas reinhardtii след 24-, 72- и 96-часово третиране с 0,01

g(Cd2+)/dm3. След 72-часовото третиране се наблюдава силно

разрушаване на структурата на протопласта. При клетките, оцелели след

96-часовото третиране, Cd предизвиква стуктурни модификации в

хлоропластната и вакуоларната система. Клетките се характеризират с

Page 9: In vitro cultivation and ex vitro adaptation of Nepeta ... fileхлорофил а/б и намаляване на съотношението между хлорофили и каротеноиди

9

по-голям брой цитоплазмени вакуоли с вакуоларни отлагания, което

най-вероятно се дължи на наличието на един или повече ацтивни

детоксикиращи механизми, блокиращи Cd в тези компартменти.

Koleva D., M. Stefanova., Ts. Ganeva, V. Velikova, Ts. Tsonev, Fr. Loreto

2010. Structural responses of Platanus orientalis L. leaves to elevated

CO2 and high temterature. Journal of Environmental Protection and

Ecology 11(1): 122-129, IF - 0.178

Изследвана е анатомичната структура на листата и листната

повърхност при двугодишни растения от Platanus orientalis L. след

третиране с повишена концентрация на CO2 (800 ppm) и висока

температура (38оC за 4h). Светлинномикроскопският анализ показа, че

изследваните стресови фактори оказват най-силен ефект върху

фотосинтезиращия паренхим на листата. Те предизвикват промени във

формата и структурата на фотосинтезиращите клетки и увеличаване на

апопластния обем в гъбчестата тъкан. Най-забележителен ефект върху

тъканната структура има комбинираното третиране със стресовите

фактори. Сканиращата електронна микроскопия показа, че повишеното

количество CO2 стимулира образуването на восъци като реакция на

епидермата към условията на стрес.

Stefanova M., D. Koleva, T. Ganeva, M. Dimitrova, 2011. Effect of plant

growth regulators on the regeneration of in vitro-propagated Lamium

album L. plants. Journal of Pharmacy Research 4 (7), 1982-1985,

IFTM(India) – 2.89

Настоящата работа изследва влиянието на цитокинина N6-

бензиладенин (БA) и ауксина индол-3-маслена киселина (ИМК) върху

стъблената регенерация и анатомичната структура на листата на in vitro

култивирани растения от Lamium album L. Най-голям брой стъбла са

получени от експланти в MS хранителна среда с добавен БА,

вкореняването е най-успешно в среда с ИМК, а комбинацията от двата

растежни регулатора причинява формирането на най-голям брой листа.

Анатомичното изследване показа, че растежните регулатори влияят

върху диференциацията на листния мезофил, докато съществени

промени при хетеротрофните тъкани не се наблюдават. Заедно

бензиладенинът (0,2 мг/л) и индол-3-маслената киселина (0,5 мг/л)

обезпечават правилна структура на листните тъкани, особено на

асимилационния паренхим. Съответната структура на

фотосинтезиращите тъкани е необходимо условие за успешна

регенерация на in vitro размножаваните растения.

Page 10: In vitro cultivation and ex vitro adaptation of Nepeta ... fileхлорофил а/б и намаляване на съотношението между хлорофили и каротеноиди

10

Skyba M., L. Petijová, J. Košuth, D. Koleva, Ts. Ganeva, V. Kapchina-Toteva,

E. Čellárová, 2012. Oxidative stress and antioxidant response in

Hypericum perforatum L. plants subjected to low temperature

treatment. Journal of Plant Physiology 169(10) 955-964, IF – 2.699

Ултраниските температури предизвикват разнообразни стресови

реакции при растенията като всред тях оксидативния стрес се счита за

главния фактор оказващ влияние върху скоростта на възстановяване.

Растения от вида Hypericum perforatum L., които са познати предимно

заради фотодинамичната активност на хиперицините, които са

способни да образуват активни кислородни форми под въздействие на

видимата светлина, са изследвани в търсене на съществено повишаване

и постоянство в синтеза на активни кислородни форми поне два месеца

след възстановяване от нискотемпературно въздействие. Влиянието на

нараняването по време на изолиране, дехидратацията и ниската

температура са изследвани с помощта на антиоксидантно профилиране

в опит да се разкрие механизма на действие. Изследването разкри,

активиране на гени, кодиращи ензимна антиоксидантна каталаза и

супероксид дисмутаза на транскрипционно и на белтъчно ниво.

Интересно е да се отбележи, че растенията показват по-силна реакция

срещу нараняването отколкото срещу останалите стрес-фактори

свързани с ниската температура. Още повече, ензимограмите на

супероксид дисмутазата показаха Cu/Zn изоформите като отговорни за

насочването на синтеза на активните кислородни форми предимно към

хлоропластите. Трансмисионно микроскопският анализ показа

нарушена структура на хлоропластите със значителни разкъсвания на

тилакоидите.

Stoyanova-Koleva D., M. Stefanova, M. Zhiponova, V. Kapchina-Toteva,

2012. Effect of N6-benzyladenine and indole-3-butyric acid on

photosynthetic apparatus of Orthosiphon stamineus plants grown in

vitro. Biologia Plantarum 56(4): 607-612, IF - 1.692

Структурата на листа и ултраструктурата на хлоропастите на

бъбречен чай (Orthosiphon stamineus Benth.) са изследвани в in vitro

култура на стандартна MS хранителна среда без или с добавени

растежни регулатори. Цитокининът N6-бензиладенин (БA) влияе

негативно върху структурата на палисадния паренхим и

ултраструктурата на хлоропластите и повишава устичната гъстота в

адаксиалната епидерма. Индол-3-маслената киселина (ИМК) не променя

морфологията на регенерираните листни тъкани както и ултастуктурата

на хроропластите. Ефектът на комбинираното прилагане на двата

Page 11: In vitro cultivation and ex vitro adaptation of Nepeta ... fileхлорофил а/б и намаляване на съотношението между хлорофили и каротеноиди

11

растежни регулатора се изразява в добре диференциран мезофил,

типична ултраструктура на хлоропластите и повишена устична гъстота и

при двете листни повърхности. Този протокол може да бъде предложен

за по-нататъчно ex vitro размножаване.

Koleva D., Ganeva, T., Stefanova, M. 2012. Effect of cryoprotectants sucrose

and ABA on chloroplasts structure in regenerated after

cryopreservation Orthosiphon stamineus Benth. plants. Journal of

Pharmacy Research 5 (8): 4172 – 4174, IFTM(India) – 2.89

Изследвана е ултаструктурата на хлоропластите в

асимилационния паренхим на напълно развити листа от in vitro

култивирани растения от Orthosiphon stamineus Benth., регенерирани

след криопрезервация на стъблени връхчета, предварително третирани

със захароза (0.3 M за 16 часа) и абсцисиева киселина (АБК – 0.076 μM

за 10 дни). Хлоропластите на in vitro култивираните без криопрезервация

(контролни) растения имат добре развита вътрешна мембранна система

и малко количество скорбяла. Приблизително същата стуктурна

организация се наблюдава в хлоропластите на претретираните със

захароза растения. При претретираните с АБК растения хлоропластите

са с кръгово ориентирана вътрешна мембранна система и нетипично

структурирани тилакоиди. Настоящото изследване показа, че

претретирането със захароза обезпечава правилна структура на

пластидния апарат и следователно стабилното възстановяване на

растенията от O. stamineus след криопрезервацията, докато

претретирането с АБК е неефективно.

Stoyanova-Koleva D., M. Stefanova, E. Čellárová, V.Kapchina-Toteva, 2013.

Chloroplast ultrastructure of Hypericum perforatum plants

regenerated in vitro after cryopreservation. Biologia Plantarum 57(4):

793-796, IF - 1.74

Изследвана е ултраструктурата на клетките в мезофила на листа

от in vitro култивирани растения от Hypericum perforatum L.,

регенерирани след криопрезервация. Електронномикроскопският

анализ показа, че хлоропастите на претретирани с абсцисиева киселина

и регенерирани след криопрезервация растения са кръгли, с повишено

съдържание на скорбяла, малък обем на тилакоидната система и

разрушена обвивка. Растенията, претретирани с 0.3 M манитол и

охладени с 0.1°C/мин или 0.3°C/мин, имат хлоропласти с високо

съдържание а скорбяла, което води до намаляване на вътрешната

мембранна система. Претретирането с 0.3 M манитол и охладени с

Page 12: In vitro cultivation and ex vitro adaptation of Nepeta ... fileхлорофил а/б и намаляване на съотношението между хлорофили и каротеноиди

12

0.2°C/мин обаче е най-добро, тъй като ултраструктурата на

хлоропластите прилича на тези при контролните растения.

Koleva D., Ts. Ganeva, M. Stefanova, 2013. Effect of ABA Pretreatment on

Chloroplasts Structure in Hypericum rumeliacum Boiss. Plants

Subjected to Cryopreservation. Bulgarian Journal of Agricultural

Science 19 (2) 18-21, SJR – 0.171

Ултраструктурата на хлоропластите в клетките на напълно

диференцирани листа от in vitro култивирани растения от Hypericum

rumeliacum Boiss., регенерирани от стъблени връхчета, преминали през

криопрезервация след предварително третиране с абсцисиева киселина

(АБК) за период от 3, 7 или 10 дни, беше анализирана с трансмисионна

електронна микроскопия (TEM). Хлоропластите в контролните

(нетретирани с ултра ниски температури) растения са лещовидни с

добре развит перистромиум и тилакоиди. Хлоропластите в

регенерантите, преминали през тридневно третиране с АБК, имат

подобна на контролните структура, докато при растенията,

регенерирани след претретираните в продължение на 7 дни, се

наблюдава намален обем на тилакоидите. При регенерантите,

претретирани за 10 дни, ТЕМ установи хлоропласти с кръгла форма,

чиито гранални и стромални тилакоиди са разрушени. Анализът на

структурата на пластидния апарат в листа от регенерирани растения от

H. rumeliacum показа, че на субклетъчно ниво тридневното претретиране

с АБК е най-резултатно в процеса на криопрезервация.

Stefanova M., D. Koleva, Ts. Ganeva, 2013. Effect of plant growth regulators

on chloroplast ultrastructure in Lamium album plantlets. Bulgarian

Journal of Agricultural science 19 (6) 1208-1212, SJR – 0.171

Стъблени сегменти от растения от Lamium album L. бяха

отгледани на основна MS хранителна среда без разтежни регулатори

(контрола) и на среда с добавени 0.2 мг/л N6-бензилазенин, 0.5 мг/л

индол-3-маслена киселина или двата растежни регулатора заедно.

Пластидният апарат на in vitro формираните листа беше изследван с

трансмисионен електронен микроскоп. Цитокининът N6-бензилазенин

самостоятелно и в комбинация с индол-3-маслена киселина има

негативно въздействие върху формирането на хлоропластите. Обратно,

индол-3-маслена киселина в концентрация 0.5 мг/л допринася за

развитие на хлоропласти с правилна форма и добре структурирана

вътрешна мембранна система, което осигурява реализирането на

регенерационния капацитет in vitro.

Page 13: In vitro cultivation and ex vitro adaptation of Nepeta ... fileхлорофил а/б и намаляване на съотношението между хлорофили и каротеноиди

13

Koleva D., M. Stefanova, Ts. Ganeva, 2014. Ultrastructural responses of the

leaves of Fontinalis antipyretica Hedw. to copper and cadmium. Oxi-

dation Communications 37(1): 392-399, IF – 0.451

В проведеното изследване е отчетено влиянието на тежките

метали мед (Cu) и кадмий (Cd) в концентрации 0.1, 0.5 и 1.5 gm-3 върху

фотосинтезиращите клетки на Fontinalis antipyretica Hedw. Влиянието на

добавянето на Cu във водната среда върху структурата на клетките се

изразява в натрупване на осмиофилна субстанция в клетъчната стена,

повишаваща стабилността на протопласта. Деструктивни промени се

наблюдават 96 часа след инкубация с 1.5 gm-3 Cu. Третирането с Cd за

повече от 24 часа, както и с концентрация 1.5 gm-3 водят до пълна

деструкция на клетките. В условията на експеримента F. antipyretica е

структурно по-устойчив към влиянието на Cu, което може да е свързано

с ролята на клетъчната стена за намаляването на негативния ефект на

тежките метали поради възможността за натрупването им в нея.

Kapchina-Toteva V., M.A. Dimitrova, M. Stefanova, D. Koleva, K. Kostov,

Zh.P. Yordanova, D. Stefanov, M.K. Zhiponova, 2014. Adaptive

changes in photosynthetic performance and secondary metabolites

during white dead nettle micropropagation. Journal of Plant Physiol-

ogy 171(15): 1344-1353, IF – 2.577

Бялата мъртва коприва - Lamium album L., е успешно

култивирано при in vitro условия тревисто растение. Системата за

микроразмножаване на L. album предлага комбинация от фактори

(осветеност, температура, ниво на въглероден диоксид, влажност), които

са ограничаващи за растежа на растенията и биоактивния им

потенциал. За изясняване на механизма на адаптация на растението

към промените в средата ние проведохме сравнително изследване на

първичния и вторичния метаболизъм на напълно развити листа от L.

album по време на последователното развитие в in situ, in vitro и ex vitro

условия. Въпреки че генетичната идентичност не беше нарушена, бяха

наблюдавани стуктурни и физиологични отклонения и нивото на

биологично активните съединения беше променено. При in vitro

култивиране листата на L. album бяха по-тънки поради намален брой

слоеве палисаден мезофил, без да е повлияна като цяло организацията

на листа. Установено бе отклонение в структурата на тилакоидната

мембранна система. В допълнение електрон транспортната фотосистема

2 (PS2) беше забавена и растенията бяха по-уязвими към светлинни

въздействия, което беше посочено от понижената способност за

фотозащита, оценена със стойности на флуоресценция. Свързаните с

Page 14: In vitro cultivation and ex vitro adaptation of Nepeta ... fileхлорофил а/б и намаляване на съотношението между хлорофили и каротеноиди

14

това нива на усвояване на CO2 и на транспирация впоследствие бяха

понижени, както и съдържанието на етерични масла и феноли.

Прехвърлянето на растенията ex vitro не повиши броя на палисадните

слоеве, но структурата на хлоропластите и функционирането на PS2

бяха възстановени. Удивително, нивата на усвояване на CO2 и на

транспирация бяха повишени в сравнение с in situ контролните

растения. Докато съдържанието на феноли достигна нормални нива по

време на развитието ex vitro, съдържанието на етеричните масла остана

ниско. Като цяло нашето изследане разшири разбирането за природата

на отговора на растението към условията на средата.

Stefanova M.A., D.P. Koleva, 2014. Leaf’s structural response of in vitro-

cultured Leonurus cardiaca plants to N6-benzyladenine and indole-3-

butyric acid. Journal of Pharmacy Research 8(8), 1014-1021,

IFTM(India) – 2.89; SJR – 0.194

Листната анатомия и ултраструктурата на хлоропластите на in

vitro култивирани растения от Leonurus cardiaca L. бяха изследвани със

светлинен и електронен микроскоп с цел да се установи влиянието на

N6-бензиладенин и индол-3-маслена киселина върху морфогенезата на

листа in vitro. При растенията, микроразмножени на стандартна

хранителна среда (контролни растения) бяха установени типичен

бифациален лист с добре диференцирани мезофил, адаксиален и

абаксиален епидермис, както и хлоропласти с лещовидна форма и добре

развита и структурирана вътрешна мембранна система.

Фотосинтетичният апарат на растенията, регенерирани в среда с

добавени N6-бензиладенин или комбинация от N6-бензиладенин и

индол-3-маслена киселина приличаше на този при контролните

растения. Листата на растенията, регенерирани в среда с добавена

индол-3-маслена киселина, обаче се характеризираха с еднородно

структуриран мезофил без деференцирани палисаден и гъбчест

паренхим, най-всока устична гъстота, закръглени хлоропласти с

фрагментирани стромални тилакоиди и също фрагментрана и частично

разрушена обвивка. Растежните регулатори N6-бензиладенин или

комбинация от N6-бензиладенин и индол-3-маслена киселина са

благоприятни за in vitro регенерацията на експлантите от of L. cardiaca.

Обратно, самостоятелното прилагане на индол-3-маслена киселина не е

подходящо поради негативното й влияние върху фотосинтетичния

апарат. Получените резултати са основа за разработване и подобряване

на протокола за микроразмножаване и ex vitro адаптация на това ценно

медицинско растение.

Page 15: In vitro cultivation and ex vitro adaptation of Nepeta ... fileхлорофил а/б и намаляване на съотношението между хлорофили и каротеноиди

15

Stefanova M., D. Koleva, Ts. Ganeva, 2015. Variations in the chloroplast

ultrastructure in in vitro-cultured Hypericum spp. plants. Bulgarian

Journal of Agricultural science 21 (2) 300–304, SJR – 0.196

Род Hypericum включва повече от 480 вида. Някои от тях

проявяват уникани лечебни качества, други са ендемити или

застрашени. Поради това видовете са подходящи обекти за

биотехнологични процедури. In vitro условията съществено засягат

органо- и хистогенезата на растенията, подложени на

микроразмножаване. Стуктурната организация на пластидния апарат в

мезофила на листа от in vitro култивирани растения е индикатор за

оценка на регенерационния потенциал на експлантите.

Предмет на настоящото изследване е ултраструктурата на

хлоропластите на седем in vitro култивирани вида от род Hypericum – H.

perforatum, H. humifusum, H. kalmianum, H. annulatum, H. tomentosum, H.

pulchrum и H. rumeliacum. Целта на изследването е да се анализира

морфологичното разнообразие на тези жизненоважни за процеса на

регенерация клетъчни компартменти. TEM-анализът позволява да се

установят различията между видовете на субклетъчно ниво на

организация във връзка с in vitro условията. Морфологичното

разнообразие в структурата на хлоропластите се изразява в променена

форма на пластидите, организация на вътрешната мембранна система и

съдържание на скорбяла. Формата на хлоропластите при H. perforatum,

H. аnnulatum и H. рulchrum е продълговата, което е типично за

хлоропластите in vivo. Тези видове също се характеризират с правилно

структурирана тилакоидна система. Може да варират обаче височината

на граните, количеството на стромалните тилакоиди и пространствената

ориентация на вътрешната мембранна система като цяло. Признаци на

разрушаване на тилакоидите се наблюдават при H. humifusum, H.

kalmianum, H. tomentosum и H. rumeliacum. Само три in vitro култивирани

вида (H. perforatum, H. annulatum и H. rumeliacum) образуват хоропласти

с голямо количество скобяла. Резултатите показват, че хлоропластите на

H. annulatum имат най-правилна структура, докато хлоропластите на H.

tomentosum са най-нетипични. Голямата морфологична променливост в

организацията на пластидния апарат при изследваните видове от род

Hypericum е доказателство за автономен структурен отговор на всеки

един от тях към in vitro условията, независимо от тяхната генетична

близост.

Stoyanova-Koleva D., M. Stefanova, Ts. Ganeva, E. Čellárová, 2015. Struc-

tural modifications in the mesophyll associated with a cryopreserva-

tion of seven Hypericum species. Biologia Plantarum, 59 (3): 214-520,

IF – 1.849

Page 16: In vitro cultivation and ex vitro adaptation of Nepeta ... fileхлорофил а/б и намаляване на съотношението между хлорофили и каротеноиди

16

Настоящата работа изследва седем вида от род Hypericum (Н.

perforatum, Н. humifusum, Н. kalmianum, Н. annulatum, Н. tomentosum, Н.

рulchrum и H. rumeliacum), култивирани in vitro и регенерирани след

криопрезервация. Целта на изследването беше чрез светлинна

микроскопия и трансмисионна електронна микроскопия да се оцени

ефекта от ултраниските температури върху хистологичната организация

на листа и ултраструктурата на хлоропластите в мезофила.

Хистологичният анализ установи негативен ефект от ултраниските

температури върху тъканната организация на листа при Н. pulchrum и

положителен ефект при Н. perforatum. TEM анализът показа, че

хлоропластите на третираните с ултраниски температури H. annulatum,

H. tomentosum и H. rumeliacum имат типична организация на

вътрешната мембранна система и тилакоидните мембрани не са

разрушени. Хлоропластите на Н. humifusum обаче имат много високи

грани, а в хлоропластите на Н. perforatum се наблюдава разрушаване на

тилакоидите. Вътрешната мембранна система на хлоропастите при in

vitro култивираните контролни растения и in vitro култивираните след

криотретиране растения от Н. kalmianum и Н. pulchrum има специфична

пространствена ориентация без разрушаване на мембраните.

Резултатите показаха, че по отношение на структурата на листа всеки

вид реагира по специфичен начин на експерименталните условия.

Ganeva Ts., B. Tsenov, M. Stefanova, D. Koleva, 2015. Assessment оf re-

generative potential of in vitro and ex vitro Leonurus cardiaca L.

plants by anatomical markers. Oxidation Communications, 38 (3):

1305–1313, IF – 0.451

Предмет на настоящото изследване е Leonurus cardiaca L.

(Lamiaceae), медицинско растение, съдържащо голямо разнообразие от

вторични метаболити с приложение в традиционната и народната

медицина. Целта на изследването е да определи структурата на тъканно

и клетъчно ниво на новоформираните листа и корени при in vitro и ex

vitro растенията и да посочи главните морфологични разлики в

сравнение с листата на in vivo растенията. In vitro културата е получена

от стъблени сегменти от in vivo растения, които са обеззаразени и

инокулирани при стерилни условия на основна MS среда. За ex vitro

аклиматизация in vitro отгледаните растения са поддържани в камера и

след това са пренесени в парник. Анатомичното изследване на листата и

корените от in vivo, in vitro и ex vitro растенията е проведено със

светлинномикроскопска техника. Резултатите показват, че

хистологичните особености представляват много важни структурни

маркери за оценка на регенерационния потенциал на култивирания

вид.

Page 17: In vitro cultivation and ex vitro adaptation of Nepeta ... fileхлорофил а/б и намаляване на съотношението между хлорофили и каротеноиди

17

Koleva D., Ts. Ganeva, I. Doycheva, M. Stefanova, 2015. The role of leaf

anatomical characteristics in elaborating the protocol for

micropropagation of Nepeta nuda L. Oxidation Communications, (in

press), IF – 0.451

Настоящото изследване представлява хистологичен анализ на

лист при in vitro растения от Nepeta nuda L., култивирани в условия на

тест-експеримент за установяване на подходящия за вида растежен

регулатор и концентрацията, в която да бъде добавен. Растенията са

култивирани на MS среда в присъствие на индол-маслена киселина

(ИМК) и N6-бензиладенин (БА) в концентрационен градиент от 10

концентрации (от 0.1 мг/л до 1 мг/л) приложени самостоятелно

Анализирани са напречни прерези на напълно диференцирани листа,

формирани в присъствие на растежните регулатори. Изследването на

хистологичната организация на листа от in vitro растения от N. nuda

показа, че ИМК и БА имат различен ефект на въздействие върху

хистогенезата на листа. При високи концентрации на ИМК (0.8, 0.9 и 1

мг/л), този растежен регулатор има положителен ефект върху

структурирането на асимилационния паренхим. Обратно, БА в тези

концентрации влияе негативно и води до свръховодненост и анормална

структура на листа при N. nuda. Установените резултати показаха, че

при култивиране на N. nuda е необходимо да се внесе в средата само

ИМК за по-успешна регенерация и ex vitro адаптация.

Ahrar M., D. Doneva, D. Koleva, A. Romano, M. Rodeghiero , Ts. Tsonev, Fr.

Biasioli, M. Stefanova, V. Peeva, G. Wohlfahrt, Fr. Loreto, Cl. Varotto,

V. Velikova, 2015. Isoprene emission in the monocot Arundineae

tribe in relation to functional and structural organization of the pho-

tosynthetic apparatus. Environmental and Experimental Botany,

119, 87-95 IF – 3.359

Някои растителни видове отделят изопрен – съединение, способно

да предпазва растенията от високи температури и окислителен стрес,

както и да въздейства на окислителния капацитет на атмосферата.

Отделянето на изопрен при едносемеделните растения е много по-слабо

изследвано отколкото при двусемеделните растения. Ние изследвахме

отделянето на изопрен при представители на триб Arundineae (Poaceae)

и неговото потениално влияние върху поведението на растенията.

Нашите резултати потвърждават, че и при едносемеделните растения

съществува значително съответствие между фотосинтезата и отделянето

на изопрен и освен това показват, че има обратно пропорционална

зависимост между изопрена и засушеността на местообитанията на

Page 18: In vitro cultivation and ex vitro adaptation of Nepeta ... fileхлорофил а/б и намаляване на съотношението между хлорофили и каротеноиди

18

нестресирани представители на Arundineae. Способността за отделяне

на изопрен се проявява бързо при развиващите се листа, предполагайки

някои разлики в контрола на този биосинтетичен път в сравнение с

двусемеделните растения. При Arundineae са изследвани отличителни

видовоспецифични разлики при няколко параметъра, свързани с

продуктивността на растенията (фотосинтеза, загуба на въглерод под

формата на изопрен, воден капацитет, биомаса и ултраструктура на

хлоропластите). Присъствието на изопрен подобрява структурната

организация на тилакоидните мембрани и намалява разсейването на

топлината при физиологични температури. Резултатите ни показват, че

както и при двусемеделните растения, при едносемеделните изопренът

може да допринесе за подобрение на протичането на фотосинтезата,

въпреки че това не е задължително да се отрази в повишаване на

добивите, поне при нестресови условия.

Koleva D., M. Stefanova, D. Dragolova, V Kapchina-Toteva, G. Chaneva,

2015. Structural and functional markers for stress response in three

Hypericum species after cryopreservation. Oxidation Communica-

tions, (in press), IF – 0.451

Трите изследвани вида - Hypericum kalmianum, Hypericum tomen-

tosum и Hypericum humifusum –проявяват добра поносимост към

криопрезервация. In vitro условията водят до нетипично структуране на

хлоропластите и видово специфични форми на разрушаване на

тилакоидите. И при трите вида Hypericum хлоропластите на растенията,

регенерирани след криопрезервация, са с типична форма и имат добре

развита вътрешна мембранна система без признаци на разрушаване на

тилакоидите. Единствено в хлоропластите на cryo растенията от H. humi-

fusum са установени изключително високи грани.

Ниските температури причиняват понижаване на съдържанието

на хлорофил a и хлорофил b в регенерирните растения, придружено от

повишени стойности на малон диалдехид, най-вече при H. humifusum.

По-високо съдържание на каротиноиди - 50% над контролата – е

измерено в регенерираните растения от H. kalmianum. Активността на

супероксид дисмутазата е значително повишена при всички

експериментани видове, особено при H. humifusum – два пъти над

контролния вариант. Активността на каталазата в тъканите на

растенията от H. tomentosum и H. humifusum, подложени на

криопрезервация, също е повишена.

Очевидно е, че при култивиране и дългосрочно крио съхранение

H. tomentosum, H. humifusum и H. kalmianum показват висока

регенерационна способност, проявявайки на субклетъчно ниво

структурни маркери на елеминация на влиянието на ултраниските

Page 19: In vitro cultivation and ex vitro adaptation of Nepeta ... fileхлорофил а/б и намаляване на съотношението между хлорофили и каротеноиди

19

температури. Това се комбинира с някои физиологични промени на

антиоксидантното ниво, които се появяват в отговор на измръзването.

Dragolova D., M. Stefanova, M. Dimitrova, D. Koleva, M. Zhiponova V.

Kapchina-Toteva, 2015. In vitro cultivation and ex vitro adaptation of

Nepeta nuda ssp. nuda – correlation between regeneration potential,

leaf anatomy, and plastid pigments. Bulgarian Journal of

Agricultural Science, 21(5): 1027-1032, SJR – 0.196

Анатомичното устройство на листа и количеството на

пластидните пигменти в растения от Nepeta nuda ssp. nuda от

естествено находище, in vitro култивирани растения, in vitro

регенерирани след криопрезервация растения (cryo растения) и ex vitro

адаптирани растения, са изследвани като маркери за оценка на

регенерационния потенциал на вида. Анатомичното изследване показа,

че в in vitro условия се формира лист с тънка петура и еднородно

структуриран асимилационен паренхим. Листът на in vivo и ex vitro

растенията е еднакво структуриран и е бифациален. Установено е, че

количеството на пластидните пигменти е по-голямо при in vitro, cryo и ex

vitro растенията в сравнение с in vivo растенията. Най-високата

стойност е измерена при cryo растенията. Резултатите показват висок

регенерационен потенциал на N. nuda ssp. nuda при in vitro култивиране

и ex vitro адаптация.

Ganeva Ts., M. Stefanova, D. Koleva, S.R. Rios, 2015. Isolation and

recrystallization of epicuticular waxes from Sorbus and Cotoneaster

leaves. Open Life Sciences, 10: 497–504, IF – 0.710

Микроморфологията и химичният състав на восъците са важни

за осигуряване на защитата на листната повърхност и се приемат за

белези с таксономична стойност. С помощта на сканиращ електронен

микроскоп са изследвани листа от Sorbus domestica L. и Cotoneaster

granatensis Boiss., видове от два големи рода със сложна таксономия от

подтриб Pyrinae, Rosaceae (преди отнасяни към подсемейство Maloideae).

Приложени са различни методи за изолиране на кутикуларните восъци.

Целта на изследването е да се намери подходящ, бърз и ефективен

метод за отстраняване на восъците. Използвани са екстракция с

хлороформ и метанол, както и пряк метод за изолиране на восъчните

кристали чрез „freeze-embedding” метод. Три минутно потапяне на

листата в хлороформ е достатъчно да екстрахира восъците от

повърхността докато ефективността на екстракция при потапяне в

метанол е по-слаба. Епикутикуларни восъци от горната и долната листна

повърхност с добре запазена структура са успешно пренесени върху

Page 20: In vitro cultivation and ex vitro adaptation of Nepeta ... fileхлорофил а/б и намаляване на съотношението между хлорофили и каротеноиди

20

изкуствена повърхност. Проведен е експеримент, при който

екстрахирани с хлороформ восъци успешно рекристализират в ин витро

условия върху изкуствена повърхност и кристалите имат същата

микромофология като тази на восъците върху нетретираните листа.

Резултатите от изследването могат да намерят приложение за следващи

анализи на восъците от S. domestica и C. granatensis или други видове от

подтриб Pyrinae.

Rogova M., Ts. Ganeva, D. Koleva, V. Kapchina-Toteva, 2015, Morpho-

anatomical study of in vitro propagated and ex vitro adapted Achillea

thracica Velen. plants. Bulgarian Journal of Agricultural science,

21(5): 947-950, SJR – 0.196

Обект на настоящото изследване са диворастящи, in vitro

размножени и ex vitro адаптирани растения от вида Achillea thracica

Velen. Морфологичният анализ на трите варианта показа, че

органогенезата при in vitro и ex vitro растенията е сходна с тази на

растенията от естественото им местообитание. Хистологичният анализ

показа, че при всички варианти листата са еквифациални, но формата

и разположението на мезофилните клетки при in vitro растенията се

различават от тези на диворастящите. Адаптираните растения са с най-

добра организация на фотосинтезиращия паренхим. Като се имат

предвид успешната органогенеза, нормалната хистогенеза, липсата на

свръховодненост и високата степен на преживяемост на in vitro и ex vitro

растенията може да се обобщи, че за застрашения ендемит A. thracica

микроразмножаването е подходящ метод за получаване на достатъчно

количество растителен материал за ex situ консервация.

Dimitrova M, M. Stefanova, D. Koleva, K. Kostov, Z. Yordanova, D. Stefanov,

S. Berkov, V. Kapchina-Toteva, M. Zhiponova, 2015, Adaptive

changes in white dead nettle leaves during micropropagation. LAP

LAMBERT Academic Publishing, Saarbrucken, Germany, ISBN 978-

3-659-75930-7, 91p.

Бялата мъртва коприва (Lamium album L.) е лечебно растение,

което успешно беше подложено на in vitro микроразмножаване,

последвано от ex vitro адаптация обратно в естественото местообитание.

Системата за микроразмножаване на L. album предлага комбинация от

фактори (интензивност на светлината, температура, ниво на въглероден

диоксид, влажност), които са ограничаващи за растежа на растенията и

биоактивния им капацитет. Проведено е сравнително изследване на

първичния и вторичния метаболизъм в напълно развити листа от L.

Page 21: In vitro cultivation and ex vitro adaptation of Nepeta ... fileхлорофил а/б и намаляване на съотношението между хлорофили и каротеноиди

21

album по време на последователния растеж в in vivo, in vitro и ex vitro

условия. Микроразмножаването не оказа ефект върху цялостната

анатомия на листа, но причини трайно намаляване на броя слоеве

палисаден мезофил, както и на съдържанието на въглеводороди в

етеричните масла. In vitro структурата на тилакоидните мембрани беше

изменена, ефективността на фотосинтезата бе ограничена, а

съдържанието на първични и вторични метаболити беше понижено.

Прехвърлянето на растенията обратно на полето доведе до

възобновяване както на нормалния растеж, така и на общия биоактивен

капацитет. Настоящата работа разширява разбирането за същността на

растителните отговори към условията на околната среда.

01.12.2015г. Подпис:

гр. София (Доцент д-р Д. Колева)