ecodagЮг России: экология, развитиеSouth of Russia: ecology, development1992-10982413-0958State Institute of Applied Ecology of the Republic of Dagestan10.18470/1992-1098-2023-2-21-32ecodag-2823Research ArticleЭКОЛОГИЯ РАСТЕНИЙECOLOGY OF PLANTSСравнительное изучение представителей различных популяций вида Sedum roseum (L.) Scop. при возделывании в культуреComparative study of representatives of different populations of Sedum roseum (L.) Scop growing in conditions of field crop rotationhttps://orcid.org/0000-0002-3054-1719СавченкоО. М.SavchenkoO. M.

Ольга М. Савченко, канд. с.‐х. наук, ведущий научный сотрудник лаборатории агробиологии

117216 г. Москва, ул. Грина, 7.

Тел. +74957120963 

Olga M. Savchenko, Candidate of Sciences (Agriculture), Leading Researcher, Laboratory of Agrobiology

7 Grina St, Moscow, 117216.

Tel. +74957120963 

nordfenugreek@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9542-5017ЦыбулькоН. С.TsybulkoN. S.

Москва

Moscow

https://orcid.org/0000-0002-1012-3560СаматадзеТ. Е.SamatadzeT. E.

Москва

Moscow

ФГБНУ Всероссийский научно‐исследовательский институт лекарственных и ароматических растений (ВИЛАР)РоссияAll‐Russian Research Institute of Medicinal and Aromatic Plants (VILAR)Russian FederationИнститут молекулярной биологии им. В. А. Энгельгардта РАНРоссия20231007202318221‐32Copyright © Савченко О.М., Цыбулько Н.С., Саматадзе Т.Е., 20232023Савченко О.М., Цыбулько Н.С., Саматадзе Т.Е.Savchenko O.M., Tsybulko N.S., Samatadze T.E.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ecodag.elpub.ru/ugro/article/view/2823Цель

Цель. Сравнительное изучение исходного материала четырех популяций родиолы розовой Sedum roseum (L.) Scop., относящихся к различным эколого‐географическим зонам происхождения и оценка их пригодности для выращивания в условиях Нечерноземной зоны РФ.

Материалы и методы

Материалы и методы. Изучались: культивируемая популяция ВИЛАР (Алтай, 1980), культивируемая популяция из ботанического сада СГУ им. Питирима Сорокина (Сыктывкар, республика Коми), интродуцированная популяция из г. Кировск, ПАБСИ, культивируемая популяция ботанического сада г. Инсбрук, Австрия.

Результаты

Результаты. Проведено морфологическое описание образцов; продуктивность сырья и семян, определены основные биологические и кариологические особенности изучаемых популяций. Результаты проведенных исследований позволили выявить популяции родиолы, характеризующиеся высокой: А и D и низкой зимостойкостью: В и С. Установлена высокая продуктивность корней и корневищ на IV году жизни у популяций С и А (30–31 г), а по содержанию действующих веществ (фенилпропаноидов) у популяции В (Коми) – 5,4%. Установлены числа хромосом (2n=22) и проведен их морфометрический анализ, составлены формулы кариотипов исследуемых популяций родиолы. Хромосомный анализ с использованием C/DAPI‐ дифференциального окрашивания показал, что в кариотипах не выявлены хромосомные аномалии, что свидетельствует об их стабильности.

Заключение

Заключение. Морфологическая изменчивость указывает на экологическую пластичность исследуемых популяций, что свидетельствует о перспективности их возделывания в полевых условиях.

Aim

Aim. Comparative study of the source material of four populations of Sedum roseum (L.) Scop. belonging to different ecological and geographical zones of origin and assessment of their suitability for cultivation in the conditions of the non‐chernozem zone of the Russian Federation.

Materials and methods

Materials and methods. The following populations were studied: the cultivated population of VILAR (Altai, 1980), the cultivated population of the Botanical Garden of Pitirim Sorokin Syktyvkar State University (Syktyvkar, Komi Republic), an introduced population from Kirovsk, N. A. Avrorin Polar‐Alpine Botanical Garden‐Institute and a cultivated population of Innsbruck Botanical Garden, Austria.

Results

Results. Morphological description of the samples was carried out and the productivity of raw materials and seeds and the main biological and karyological features of the populations studied were determined. The results of made it possible to identify Rhodiola populations characterized by high winter hardiness (A and D) and low winter hardiness (B and C). A high productivity of roots and rhizomes in the fourth year of life in populations C and A (30–31 g) was established, and in terms of the content of active substances (phenylpropanoids) in population B (Komi) – 5.4%. The numbers of chromosomes (2n=22) were determined and their morphometric analysis was carried out and formulas of karyotypes of the Rhodiola populations studied were compiled. Chromosomal analysis using C/DAPI‐differential staining showed that no chromosomal abnormalities were detected in the karyotypes, which indicates their stability.

Conclusion

Conclusion. Morphological variability indicates the ecological plasticity of the populations studied, which indicates the prospects for their field cultivation.

Родиола розоваяпопуляциифенологиябиоморфологические показателихромосомыкариотипGolden rootpopulationsphenologybiomorphological indicatorschromosomeskaryotypeИсследования проводились с использованием биообъектов Уникальной научной установки «Биоколлекция ФГБНУ ВИЛАР» в рамках госзадания по теме «Формирование, сохранение и изучение биоколлекций генофонда различного направления с целью сохранения биоразнообразия и использования их в технологиях здоровьесбережения (№ FGUU‐2022‐0014).The studies were carried out using bio‐objects of the Unique scientific installation "Biocollection of FSBSI VILAR" within the framework of the state task on the topic "Formation, preservation and study of biocollections of the gene pool of various directions in order to preserve biodiversity and use them in health‐saving technologies (No. FGUU‐2022‐0014).ReferencesКуркин В.А. Родиола розовая (золотой корень): стандартизация и создание лекарственных препаратов. Монография (2‐е издание, переработанное и дополненное). СГМУ. Самара: ООО «Офорт», 2020. 240 с.Kurkin V.A. Rodiola rozovaya (zolotoj koren'): standartizaciya i sozdanie lekarstvennyh preparatov [Rhodiola rosea (golden root): standardization and creation of medicines]. Samara, OOO «Ofort» Publ., 2020, 2nd ed., 240 p. (In Russian)Заушинцева А.В., Брюхачев Е.Н. Многофункциональное значение родиолы розовой // Материалы научно‐технической конференции «Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке», Санкт‐Петербург, 13–15 ноября, 2019. С. 191–195.Zaushinceva A.V., Bryuhachev E.N. Mnogofunktsional'noe znachenie rodioly rozovoi [Multifunctional value of Rhodiola rosea]. Materialy nauchno‐tekhnicheskoi konferentsii «Nizkotemperaturnye i pishchevye tekhnologii v XXI veke», SanktPeterburg, 13–15 noyabrya, 2019 [Proceedings of the Scientific and Technical Conference “Low‐temperature and food technologies in the XXI century”, St. Petersburg, 13–15 November, 2019]. Saint Petersburg, 2019, pp. 191–195 (In Russian)Далькэ И.В., Головко Т.К. Морфофизиологическая характеристика уральских и арктических растений Rhodiola rosea (Crassulaceae) при выращивании в подзоне Средней тайги // Растительные ресурсы. 2005. Т. 41. N 4. С. 1–11.Dal'ke I.V., Golovko T.K. Morphophysiological characteristics of Ural and Arctic plants Rhodiola rosea (Crassulaceae) when grown in the Middle taiga subzone. Rastitel'nye resursy [Rastitelnye resursy]. 2005, vol. 41, no. 4, pp. 1–11. (In Russian)Полетаева И.И., Володина С.О., Володин В.В. Изучение индивидуальной изменчивости растений Rhodiola rosea L. в целях отбора ценных генотипов для микроклонального размножения // Известия Самарского научного центра РАН. 2013. T. 15. N 3‐2. С. 769–775.Poletaeva I.I., Volodina S.O., Volodin V.V. Studying the individual variability of Rhodiola rosea L. plants for selection the valuable genotypes for microclonal reproduction. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra RAN [Izvestia of Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences]. 2013, no. 15 (3‐2), pp. 769–775. (In Russian)Атлас лекарственных растений России: монография; изд. 2‐е перераб. и дополненное. Под общ. ред. Н.И. Сидельникова. М.: Наука, 2021. С. 446–449.Sidel'nikov N.I., ed. Atlas lekarstvennykh rastenii Rossii [Atlas of medicinal plants of Russia]. Moscow, Nauka Publ., 2021, 2nd ed., pp. 446–449. (In Russian)Савченко О.М., Бабаева Е.Ю. Изучение фенологии и семенной продуктивности растений родиолы розовой в Центральном районе Нечерноземной зоны РФ // Юг России: экология, развитие. 2021. Т. 16. N 1. С. 26–35. DOI: 10.18470/1992‐1098‐2021‐1‐98‐109Savchenko O.M., Babaeva E.Yu. Study of the phenology and seed productivity of Rhodiola rosea plants in the Central region of the Non‐Chernozem zone of the Russian Federation. South of Russia: ecology, development, 2021, vol. 16, no. 1, pp. 26–35. (In Russian) DOI: 10.18470/1992‐1098‐2021‐1‐98‐109Ким Е.Ф. Опыт выращивания родиолы розовой в низкогорьях Алтая // Растительные ресурсы. 1976. N 12. С. 583–590.Kim E.F. The experience of growing Rhodiola rosea in the low mountains of Altai. Rastitel'nye resursy [Rastitelnye resursy]. 1976, no. 12, pp. 583–590. (In Russian)Шарыгина Ю.М. Опыт выращивания родиолы розовой в ботаническом саду Марийского государственного технического университета // Лесной журнал. 2004. N 1. С. 15– 18.Sharygina Yu.M. The experience of growing Rhodiola rosea in the botanical garden of the Mari State Technical University. Lesnoi zhurnal [Russian Forestry Journal]. 2004, no. 1, pp. 15–18. (In Russian)Астафьев М.В., Саксонов С.В. Эколого‐морфологическое изучение родиолы розовой, произрастающей в Самарской области // Самарская Лука: Бюл. 2007. Т. 16. N 1‐2 (19‐20). С. 283–288.Astaf'ev M.V., Saksonov S.V. Ecological and morphological study of Rhodiola rosea growing in the Samara region. Samarskaya Luka [Samarskaya Luka]. 2007, vol. 16, no. 1‐2 (19‐20), pp. 283–288. (In Russian)Иванова Н.С. Интродукция Rhodiola rosea L. в Центральной Якутии // Научный журнал КубГАУ. 2015. N 114 (10). URL: http://ej.kubagro.ru/2015/10/pdf/ (дата обращения: 02.09.2021)Ivanova N.S. [Introduction of Rhodiola rosea L. in Central Yakutia]. Nauchnyj zhurnal KubGAU, 2015, no. 114 (10). (In Russian) Available at: http://ej.kubagro.ru/2015/10/pdf/ (accepted 02.09.2021)Ишмуратова М.И., Сацыперова И.Ф. Начальные этапы онтогенеза и некоторые биологические особенности развития Rhodlola rosea L. и R. iremelica Boriss., интродуцированных в Башкирию // Растительные ресурсы. 1998. Т. 34. N 4. С. 3–11.Ishmuratova M.I., Sacyperova I.F. Initial stages of ontogenesis and some biological features of the development of Rhodiola rosea L. and R. iremelica Boriss. introduced into Bashkiria. Rastitel'nye resursy [Rastitelnye resursy]. 1998, vol. 34, no. 4, pp. 3–11. (In Russian)Uhl C.H. Heteroploidy in Sedum rosea (L.) Scop. // Evolution. 1952. N 6 (1). P. 81–86. DOI: 10.23072405505Uhl C.H. Heteroploidy in Sedum rosea (L.) Scop. Evolution, 1952, no. 6 (1), pp. 81–86. DOI: 10.23072405505Болховских З.В., Гриф В.Г., Захарьева О.И., Матвеева Т.С. Хромосомные числа цветковых растений / Под редакцией А.А. Федорова. Ботанический институт им. В.Л. Комарова АН СССР. Л.: Наука, 1969. 928 с.Bolkhovskikh Z., Grif V., Matvejeva T., Zakharyeva O. Khromosomnye chisla tsvetkovykh rastenii [Chromosome numbers of the flowering plants]. Leningrad, Nauka Publ., 1969, 926 р. (In Russian)Агапова Н.Д., Архарова К.Б., Вахтина Л.И., Земскова Е.А., Тарвис Л.В. Числа хромосом цветковых растений флоры СССР: cемейства Aceraceae‐Menyanthaceae. Л.: Наука, 1990. 509 с.Agapova N.D., Arkharova K.B.,Vakhtina L.I., Zemskova E.A., Tarvis L.V. Chisla khromosom tsvetkovykh rastenii flory SSSR: cemeistva Aceraceae‐Menyanthaceae [Chromosome numbers in flowering plants of the flora of the U.S.S.R. AceraceaeMenyanthaceae]. Leningrad, Nauka Publ., 1990, 509 р. (In Russian)Пробатова Н.С., Соколовская А.П., Рудыка Э.Г., Шаталова С.А. Числа хромосом видов растений из бассейна реки Раздольная (Суйфун) в Приморском крае // Ботанический журнал. 2000. Т. 85. N 12. С. 102–107.Probatova N.S., Sokolovskaya A.P., Rudyka E.G., Shatalova S.A. Chromosome numbers in plant species from the Razdoljnaya (Suifun) River basin in the Primorsky Territory. Botanicheskiy Zhurnal [Botanical Journal]. 2000, no. 85 (12), pp. 102–107. (In Russian)Uhl C.H., Moran R. Chromosomes of Crassulaceae from Japan and South Korea // Cytologia. 1972. N 37. P. 59–81.Uhl C.H., Moran R. Chromosomes of Crassulaceae from Japan and South Korea. Cytologia [Cytologia]. 1972, no. 37, pp. 59–81.Taylor R.L., Mulligan G.A. Flora of the Queen Charlotte Islands. Part 2. Cytological Aspects of the Vascular Plants. Ottawa, 1968.Taylor R.L., Mulligan G.A. Flora of the Queen Charlotte Islands. Part 2. Cytological Aspects of the Vascular Plants. Ottawa, 1968.Майр Э. Популяция, виды и эволюция. М.: Мир, 1974. 460 с.Majr E. Populyatsiya, vidy i evolyutsiya [Population, species and evolution]. Moscow, Mir Publ., 1974, 460 p. (In Russian)Бадаева Е.Д., Салина Е.А. Структура генома и хромосомный анализ растения // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2013. Т. 17. N 4/2. С. 1017–1043.Badaeva E.D., Salina E.A. Genome structure and chromosomal analysis of a plant. Vavilovskii zhurnal genetiki i selektsii [Vavilovsky Journal of Genetics and Breeding]. 2013, no. 17 (4/2), pp. 1017–1043. (In Russian)Требования к оформлению полевых опытов во Всероссийском научно‐исследовательском институте лекарственных и ароматических растений. М.: ВИЛАР, 2006. 25 с.Trebovaniya k oformleniyu polevykh opytov vo Vserossiiskom nauchno‐issledovatel'skom institute lekarstvennykh i aromaticheskikh rastenii [Requirements for the design of field experiments at the All‐Russian Research Institute of Medicinal and Aromatic Plants]. Moscow, VILAR Publ., 2006, 25 p. (In Russian)Цицилин А.Н., Ковалев Н.И., Коротких И.Н., Кудринская (Басалаева) И.В., Бабенко Л.В., Савченко О.М., Хазиева Ф.М. Методика исследований при интродукции лекарственных и эфирномасличных растений. (2‐е издание, переработанное и дополненное). Москва: Наука, 2022. 64 с.Tsitsylin A.N., Kovalev N.I., Korotkikh I.N., Kudrinskaya (Basalaeva) I.V., Babenko L.V., Savchenko O.M., Khazieva F.M. Metodika issledovanii pri introduktsii lekarstvennykh i efirnomaslichnykh rastenii. (2‐e izdanie, pererabotannoe i dopolnennoe) [Research methodology for the introduction of medicinal and essential oil plants. (2nd edition, revised and enlarged)]. Moscow, Nauka Publ., 2022, 64 p. (In Russian)Саматадзе Т.Е., Савченко О.М. Цитогенетическиеособенности родиолы розовой при выращивании в Нечерноземной зоне России // Аграрная Россия. 2021. N 12. С. 21–25. DOI:10.30906/1999‐5636‐2021‐12‐21‐25Samatadze T.E., Savchenko O.M. Cytogenetic peculiarities of Rhodiola rosea in cultivation in the Non‐Chernozem zone of Russia. Agrarian Russia, 2021, no. 12, pp. 21–25. (In Russian) DOI: 10.30906/1999‐5636‐2021‐12‐21‐25Бушковская Л.М., Пушкина Г.П., Масляков В.Ю., Сидельников Н.И. Биологический фактор в агроценозах лекарственных культур как основа экологизированной защиты от вредных организмов. М.: ВИЛАР, 2015. 140 с.Bushkovskaya L.M., Pushkina G.P., Maslyakov V.YU., Sidel'nikov N.I. Biologicheskii faktor v agrotsenozakh lekarstvennykh kul'tur kak osnova ekologizirovannoi zashchity ot vrednykh organizmov [Biological factor in agrocenoses of medicinal crops as the basis of ecologized protection from harmful organisms]. Moscow, VILAR Publ., 2015, 140 p. (In Russian)Цыбулько Н.С., Савина Т.А. Методика количественного определения фенилпропаноидов в клеточной культуре Rhodiola rosea // Материалы Всероссийской конференции с международным участием, посвященной 95‐летию со дня рождения проф. А.И. Шретера «От растения к препарату: традиции и современность», Москва, 23–24 апреля 2014. С. 48–52.Cybul'ko N.S., Savina T.A. Metodika kolichestvennogo opredeleniya fenilpropanoidov v kletochnoi kul'ture Rhodiola rosea [Method of quantitative determination of phenylpropanoids in Rhodiola rosea cell culture] Materialy Vserossiiskoi konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem, posvyashchennoi 95‐letiyu so dnya rozhdeniya prof. A.I. Shretera «Ot rasteniya k preparatu: traditsii i sovremennost'», Moskva, 23–24 aprelya 2014 [Proceedings of allRussian Conference with international participation dedicated to the 95th anniversary of the birth of Professor A. I. Schroeter “From plant to drug: traditions and modernity”, Moscow, 23–24 April, 2014]. Moscow, 2014, pp. 48–52. (In Russian)Муравенко О.В., Зеленин А.В. Исследование хромосомной организации геномов мелкохромосомных растений // Генетика. 2009. N 45 (11). С. 1516–1529.Muravenko O.V., Zelenin A.V. Investigation of the chromosomal organization of the genomes of small‐chromosomal plants. Genetika [Genetics]. 2009, no. 45 (11), pp. 1516–1529. (In Russian)Агапова Н.Д., Гриф В.Г. О хромосомной терминологии // Ботанический журнал. 1982. N 67 (9). С. 123–127.Agapova N.D., Grif V.G. On chromosomal terminology. Botanicheskiy zhurnal [Botanical Journal]. 1982, no. 67 (9), pp. 123–127. (In Russian)Зайцев Г.Н. Математика в экспериментальной ботанике. М.: Наука, 1990. 296 с.Zaitsev G.N. Matematika v eksperimental'noi botanike [Mathematical analysis of biological data]. Moscow, Nauka Publ., 1991, 184 p. (In Russian)Фролов Ю.М., Полетаева И.И. Родиола розовая на Европейском Северо‐Востоке. Екатеринбург: РАН. Урал. отдние. Коми науч. центр. Ин‐т биологии, 1998. 192 с.Frolov Yu.M., Poletaeva I.I. Rodiola rozovaya na Evropeiskom Severo‐Vostoke [Rhodiola rosea in the European Northeast]. Yekaterinburg, RAS. Ural. otd‐nie. Komi Scientific Center. Institute of Biology Publ., 1998, 192 p. (In Russian)Карпун Ю.Н. Основы интродукции растений // Hortus Botanicus. 2004. N 2. С. 17–32.Karpun Yu.N. The main problems of introduction. Hortus Botanicus. 2004, no. 2, pp. 17–32. (In Russian)Дмитриева С.А., Парфенов В.И. Кариология флоры как основа цитогенетического. Минск: Наука и техника, 1991. 231 с.Dmitrieva S.A., Parfenov V.I. Kariologiya flory kak osnova tsitogeneticheskogo [Flora karyology as the basis of cytogenetic monitoring]. Minsk, Nauka i tekhnika Publ., 1991, 231 p. (In Russian)Седельникова Т.С., Муратова Е.Н. Кариологические особенности сосны кедровой сибирской (Pinus sibirica du tour) на болотах Западной Сибири // Экология. 2002. N 5. С. 323– 328.Sedel'nikova T.S., Muratova E.N. Karyological features of siberian cedar pine (Pinus sibirica du tour) in the marshes of Western Siberia. Ekologiya [Ecology]. 2002, no. 5, pp. 323–328. (In Russian)Samatadze T.E., Zoshchuk S.A., Khomik A.S., Amosova A.V., Svistunova N.Yu., Suslina S.N., Hazieva F.M., Yurkevich O.Yu., Muravenko O.V. Molecular cytogenetic characterization, leaf anatomy and ultrastructure of the medicinal plant Potentilla alba L. // Genet Resour Crop Evol. 2018. DOI:10.1007/s10722‐018‐0640‐7Samatadze T.E., Zoshchuk S.A., Khomik A.S., Amosova A.V., Svistunova N.Yu., Suslina S.N., Hazieva F.M., Yurkevich O.Yu., Muravenko O.V. Molecular cytogenetic characterization, leaf anatomy and ultrastructure of the medicinal plant Potentilla alba L. Genet Resour Crop Evol., 2018. DOI: 10.1007/s10722‐018‐0640‐7Badaeva E.D., Boguslavsky R.L., Badaev N.S., Zelenin A.V. Intraspecific chromosomal polymorphism of Triticum araraticum (Poaceae) detected by C‐banding technique // Plant Systematics and Evolution. 1990. N 169. P. 13–24Badaeva E.D., Boguslavsky R.L., Badaev N.S., Zelenin A.V. Intraspecific chromosomal polymorphism of Triticum araraticum (Poaceae) detected by C‐banding technique. Plant Systematics and Evolution, 1990, no. 169, pp. 13–24.Samatadze T.E., Muravenko O.V., Popov K.V., Zelenin A.V. Genome comparison of the Matricaria chamomilla L. varieties by the chromosome C‐ and OR‐banding patterns // Caryologia. 2001. N 54 (4). P. 299–306. DOI:10.1080/00087114.2001.10589240Samatadze T.E., Muravenko O.V., Popov K.V., Zelenin A.V. Genome comparison of the Matricaria chamomilla L. varieties by the chromosome C‐ and OR‐banding patterns. Caryologia, 2001, no. 54 (4), pp. 299–306. DOI: 10.1080/00087114.2001.10589240Саматадзе Т.Е., Зеленин А.В., Суслина С.Н., Амосова А.В., Попов К.В., Загуменникова Т.Н., Цицилин А.Н., Быков В.А., Муравенко О.В. Сравнительная цитогенетическая характеристика форм Мacleaya cordata (Willd.) R. Br. из различных мест произрастания // Генетика. 2012. N 48 (1). С. 72–79 DOI:10.1134/S1022795412010164Samatadze T.E., Zelenin A.V., Suslina S.N., Amosova A.V., Popov K.V., Zagumennikova T.N., Cicilin A.N., Bykov V.A., Muravenko O.V. Comparative cytogenetic study of the forms of Macleaya cordata (Willd.) R. Br. from different localities. Russian Journal of Genetics, 2012, no. 48 (1), pp. 72–79. DOI: 10.1134/S1022795412010164

The authors declare that there are no conflicts of interest present.