<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE root>
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/" article-type="research-article" dtd-version="1.2" xml:lang="en"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">Advances in Chemical Physics</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="en">Advances in Chemical Physics</journal-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Физиология растений</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn publication-format="print">0015-3303</issn><issn publication-format="electronic">3034-6126</issn><publisher><publisher-name xml:lang="en">The Russian Academy of Sciences</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="publisher-id">648222</article-id><article-id pub-id-type="doi">10.31857/S0015330324040068</article-id><article-id pub-id-type="edn">MNXDTW</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="toc-heading"><subject>ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="article-type"><subject>Research Article</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title xml:lang="en">Длительное пассирование и характеристика каллусных культур клеток <italic>Melissa officinalis</italic> L.</article-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Длительное пассирование и характеристика каллусных культур клеток <italic>Melissa officinalis</italic> L.</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author"><name><surname>Егорова</surname><given-names>Н. А.</given-names></name><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><email>yegorova.na@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Якимова</surname><given-names>О. B.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Якимова</surname><given-names>О. В.</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><email>yegorova.na@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib><contrib contrib-type="author"><name><surname>Белова</surname><given-names>И. В.</given-names></name><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><email>yegorova.na@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib></contrib-group><aff id="aff1"><institution>Федеральное государственное бюджетное учреждение науки “Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма”</institution></aff><pub-date date-type="pub" iso-8601-date="2024-11-02" publication-format="electronic"><day>02</day><month>11</month><year>2024</year></pub-date><volume>71</volume><issue>4</issue><fpage>436</fpage><lpage>445</lpage><history><date date-type="received" iso-8601-date="2025-01-28"><day>28</day><month>01</month><year>2025</year></date></history><permissions><copyright-statement xml:lang="en">Copyright ©; 2024, Russian Academy of Sciences</copyright-statement><copyright-statement xml:lang="ru">Copyright ©; 2024, Российская академия наук</copyright-statement><copyright-year>2024</copyright-year><copyright-holder xml:lang="en">Russian Academy of Sciences</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="ru">Российская академия наук</copyright-holder></permissions><self-uri xlink:href="https://journals.eco-vector.com/0015-3303/article/view/648222">https://journals.eco-vector.com/0015-3303/article/view/648222</self-uri><abstract xml:lang="en"><p>Изучены морфологические, цитофизиологические и биохимические (образование фенольных соединений) характеристики популяции каллусных культур клеток мелиссы лекарственной (<italic>Melissa officinalis</italic> L.) – ценного лекарственного и эфиромасличного растения. Каллусные культуры получены из эксплантов гипокотилей и семядолей проростков <italic>in vitro</italic> и выращивались более полутора лет (19 пассажей культивирования). Установлено, что в течение первых семи пассажей прирост массы каллуса существенно не различался, однако при дальнейшем субкультивировании интенсивность роста культур (масса каллуса к концу цикла выращивания) повышалась. Максимальный прирост каллуса отмечен в 17–19 пассажах – ростовые индексы каллусов, инициированных из семядолей и гипокотилей, достигли 13.7 и 11.5 соответственно, что в 3.0–3.4 раза выше, чем в первых циклах выращивания культур. Полученные данные свидетельствуют о возможности длительного субкультивирования каллусных культур клеток мелиссы, в процессе которого происходит автоселекция клеток по признаку интенсивности роста. Впервые для культур клеток <italic>M. officinalis</italic> определена динамика прироста каллуса, плотности и жизнеспособности клеточной популяции, а также соотношения различных типов клеток в цикле выращивания культуры. Установлена продолжительность основных фаз роста клеточной популяции: лаг-фаза – с 1 по 6 сут.; фаза ускорения роста – с 6 по 10 сут. Экспоненциальная фаза роста проходила с 10 по 14 сут. и характеризовалась высокой удельной скоростью роста µ = 0.21 сут.<sup>–1</sup> С 14 по 20 сут. зафиксирована фаза замедления роста культуры (µ = 0.05 сут.<sup>–1</sup>), которая сменилась фазой линейного роста (20–30 сут., µ = 0.08 сут.<sup>–1</sup>) и стационарной фазой (30–40 сут. ростового цикла). Таким образом, установлен “ступенчатый” характер роста культур, что может быть обусловлено наличием в культуре субпопуляций клеток с разной интенсивностью роста. При первичном скрининге в каллусах листового происхождения выявлены флавоноиды и фенолкарбоновые кислоты в количествах, сопоставимых с листьями интактных растений, что свидетельствует о сохранении у клеток <italic>in vitro</italic> способности образования вторичных метаболитов и перспективности проведения дальнейших исследований в этом направлении.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="ru"><p>Изучены морфологические, цитофизиологические и биохимические (образование фенольных соединений) характеристики популяции каллусных культур клеток мелиссы лекарственной (<italic>Melissa officinalis</italic> L.) – ценного лекарственного и эфиромасличного растения. Каллусные культуры получены из эксплантов гипокотилей и семядолей проростков <italic>in vitro</italic> и выращивались более полутора лет (19 пассажей культивирования). Установлено, что в течение первых семи пассажей прирост массы каллуса существенно не различался, однако при дальнейшем субкультивировании интенсивность роста культур (масса каллуса к концу цикла выращивания) повышалась. Максимальный прирост каллуса отмечен в 17–19 пассажах – ростовые индексы каллусов, инициированных из семядолей и гипокотилей, достигли 13.7 и 11.5 соответственно, что в 3.0–3.4 раза выше, чем в первых циклах выращивания культур. Полученные данные свидетельствуют о возможности длительного субкультивирования каллусных культур клеток мелиссы, в процессе которого происходит автоселекция клеток по признаку интенсивности роста. Впервые для культур клеток <italic>M. officinalis</italic> определена динамика прироста каллуса, плотности и жизнеспособности клеточной популяции, а также соотношения различных типов клеток в цикле выращивания культуры. Установлена продолжительность основных фаз роста клеточной популяции: лаг-фаза – с 1 по 6 сут.; фаза ускорения роста – с 6 по 10 сут. Экспоненциальная фаза роста проходила с 10 по 14 сут. и характеризовалась высокой удельной скоростью роста µ = 0.21 сут.<sup>–1</sup> С 14 по 20 сут. зафиксирована фаза замедления роста культуры (µ = 0.05 сут.<sup>–1</sup>), которая сменилась фазой линейного роста (20–30 сут., µ = 0.08 сут.<sup>–1</sup>) и стационарной фазой (30–40 сут. ростового цикла). Таким образом, установлен “ступенчатый” характер роста культур, что может быть обусловлено наличием в культуре субпопуляций клеток с разной интенсивностью роста. При первичном скрининге в каллусах листового происхождения выявлены флавоноиды и фенолкарбоновые кислоты в количествах, сопоставимых с листьями интактных растений, что свидетельствует о сохранении у клеток <italic>in vitro</italic> способности образования вторичных метаболитов и перспективности проведения дальнейших исследований в этом направлении.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>Melissa officinalis</kwd><kwd>in vitro</kwd><kwd>каллусная культура</kwd><kwd>пассаж</kwd><kwd>фенольные соединения</kwd><kwd>цитофизиологические параметры</kwd><kwd>цикл роста</kwd></kwd-group><funding-group><award-group><funding-source><institution-wrap><institution xml:lang="ru">Правительство РФ</institution></institution-wrap><institution-wrap><institution xml:lang="en">Government of the Russian Federation</institution></institution-wrap></funding-source><award-id>122101300035-2</award-id></award-group></funding-group></article-meta></front><body></body><back><ref-list><ref id="B1"><label>1.</label><mixed-citation>Prawal Pratap Singh Verma, Anand Singh, Laiq-ur-Rahaman, Bahl J.R. Lemon balm (Melissa officinalis L.) an herbal medicinal plant with broad therapeutic uses and cultivation practices: a review // IJRAMR. 2015. V. 2. P. 0928.</mixed-citation></ref><ref id="B2"><label>2.</label><mixed-citation>Shakeri A., Sahebkar A., Javadi B. Melissa officinalis L. – A review of its traditional uses, phytochemistry and pharmacology // J. Ethnopharmacol. 2016. V. 188. P. 204. https://doi.org/10.1016/j.jep.2016.05.010</mixed-citation></ref><ref id="B3"><label>3.</label><mixed-citation>Паштецкий В.С., Тимашева Л.А., Пехова О.А., Данилова И.Л., Серебрякова О.А. Эфирные масла и их качество. Симферополь: ИТ “АРИАЛ”, 2021. 212 c. https://doi.org/10.33952/2542-0720-978-5-907506-16-9</mixed-citation></ref><ref id="B4"><label>4.</label><mixed-citation>Virchea L.I., Gligor F.G., Frum A., Mironescu M., Myachikova N.I., Georgescu C. Phytochemical analysis and antioxidant assay of Melissa officinalis L. (lemon balm) // BIO Web of Conferences. 2021. V. 40. Art. 02004. https://doi.org/10.1051/bioconf/20214002004</mixed-citation></ref><ref id="B5"><label>5.</label><mixed-citation>Alizadeh Behbahani B., Shahidi F. Melissa officinalis Essential oil: chemical compositions, antioxidant potential, total phenolic content and antimicrobial activity // Nutr. Food Sci. Res. 2019. V. 6. P. 17. https://doi.org/10.29252/nfsr.6.1.17</mixed-citation></ref><ref id="B6"><label>6.</label><mixed-citation>Radomir A.M., Stan R. In vitro morphogenetic reaction of Melissa officinalis L.// Rom. J. Hortic. 2020. V. 1. P. 15. https://doi.org/10.51258/RJH.2020.02</mixed-citation></ref><ref id="B7"><label>7.</label><mixed-citation>Petrova M., Nikolova M., Dimitrova M., Dimitrova L. Assessment of the effect of plant growth regulators on in vitro micropropagation and metabolic profiles of Melissa officinalis L. (lemon balm) // J. Microbiol. Biotech. Food Sci. 2021. V. 11. e4077. https://doi.org/10.15414/jmbfs.4077</mixed-citation></ref><ref id="B8"><label>8.</label><mixed-citation>Егорова Н.А., Якимова О.В. Влияние длительного субкультивирования на клональное микроразмножение Melissa officinalis L. и Origanum vulgare L. // Вестн. Том. гос. ун-та. Биология. 2019. Т. 47. С. 22. https://doi.org/10.17223/19988591/47/2</mixed-citation></ref><ref id="B9"><label>9.</label><mixed-citation>Ghiorghita G.I., Maftei D.E.St., Nicuta D.N. Investigations on the in vitro morphogenetic reaction of Melissa officinalis L. species // Anal. Stiintifice ale Universitatii “AlexandruIoan Cuza”, Geneticasi Biologie Moleculara. 2005. V. 5. P. 119.</mixed-citation></ref><ref id="B10"><label>10.</label><mixed-citation>Meftahizade H., Moradkhani H., Naseri B., Lofti M., Naseri A. Improved in vitro culture and micropropagation of different Melissa officinalis L. genotypes // J. Med. Plant Res. 2010. V. 4. P. 240.</mixed-citation></ref><ref id="B11"><label>11.</label><mixed-citation>Aasim M., Kahveci B., Korkmaz E., Doganay F., Bakirci S., Sevinc C., Akin F., Kirtis A. TDZ-IBA induced adventitious shoot regeneration of water balm (Melissa officinalis L.) // J. Glob. Innov. Agric. Soc. Sci. 2018. V. 6. P. 35.</mixed-citation></ref><ref id="B12"><label>12.</label><mixed-citation>Mokhtarzadeh S., Demirci B., Goger G., Khawar K.M., Kirimer N. Characterization of volatile components in Melissa officinalis L. under in vitro conditions // J. Essent. Oil Res. 2017. V. 29. P. 299. https://doi.org/10.1080/10412905.2016.1216900</mixed-citation></ref><ref id="B13"><label>13.</label><mixed-citation>Mousavi S.-M., Shabani L. Rosmarinic acid accumulation in Melissa officinalis shoot cultures is mediated by ABA // Biol. Plantarum. 2019. V. 63. P. 418. https://doi.org/10.32615/bp.2019.057</mixed-citation></ref><ref id="B14"><label>14.</label><mixed-citation>Ebrahimi M., Kiarostami K., Nazem Bokaee Z. Effect of salicylic acid on antioxidant properties of in vitro proliferated shoots of Melissa officinalis L. // Nova Biologica Reperta. 2019. V. 5. P. 420.</mixed-citation></ref><ref id="B15"><label>15.</label><mixed-citation>Topdemir A., Gur N., Demir Z. Determination of total phenolic compounds and flavanoids in callus cultures of lemon grass (Melissa officinalis L.) stimulated with different plant growth regulators // Eur. J. Bio. Chem. Sci. 2018. V. 1. P. 7.</mixed-citation></ref><ref id="B16"><label>16.</label><mixed-citation>Mousavi N., Razavizadeh R. Evaluation of changes in phenolic compounds and secondary metabolites of calluses and seedlings of Mellissa officinalis L. under cadmium heavy metal stress // J. Plant Process Funct. 2021. V. 10. P. 17.</mixed-citation></ref><ref id="B17"><label>17.</label><mixed-citation>Nosov A.M. Application of cell technologies for production of plant-derived bioactive substances of plant origin // Appl. Biochem. Microbiol. 2012. V. 48. P. 609. https://doi.org/10.1134/S000368381107009X</mixed-citation></ref><ref id="B18"><label>18.</label><mixed-citation>Решетников В., Спиридович Е., Фоменко Т., Носов А. Растительная биотехнология – способ рационального использования биосинтетического потенциала // Наука и инновации. 2014. Т. 5. С. 21.</mixed-citation></ref><ref id="B19"><label>19.</label><mixed-citation>Efferth T. Biotechnology applications of plant callus cultures // Engineering. 2019. V. 5. P. 50. https://doi.org/10.1016/j.eng.2018.11.006</mixed-citation></ref><ref id="B20"><label>20.</label><mixed-citation>Кунах В.А. Біотехнологія лікарських рослин. Генетичні та фізіолого-біохімічні основи. Киев: Логос, 2005. 724 с.</mixed-citation></ref><ref id="B21"><label>21.</label><mixed-citation>Kruglova N.N., Titova G.E., Seldimirova O.A. Callusogenesis as an in vitro morphogenesis pathway in cereals // Russ. J. Dev. Biol. 2018. V. 49. P. 245. https://doi.org/10.1134/S106236041805003X</mixed-citation></ref><ref id="B22"><label>22.</label><mixed-citation>Якимова О.В., Егорова Н.А. Каллусогенез и морфогенез в культуре изолированных органов и тканей Мelissa officinalis L. in vitro // Ученые записки Таврич. нац. ун-та им. В.И. Вернадского. Серия “Биология, химия”. 2014. Т. 27. С. 191.</mixed-citation></ref><ref id="B23"><label>23.</label><mixed-citation>Носов А.М. Методы оценки и характеристики роста культур клеток высших растений // Молекулярно-генетические и биохимические методы в современной биологии растений / Под ред. Вл.В. Кузнецова, В.В. Кузнецова, Г.А. Романова. Москва: БИНОМ, 2011. 386 с.</mixed-citation></ref><ref id="B24"><label>24.</label><mixed-citation>Запрометов М.Н. Основы биохимии фенольных соединений. М.: Высшая школа, 1974. 214 c.</mixed-citation></ref><ref id="B25"><label>25.</label><mixed-citation>Федосеева Г.М. Способ определения полифенольных соединений. Патент СССР, 1215708А. А 61 К 35/78. 1986.</mixed-citation></ref><ref id="B26"><label>26.</label><mixed-citation>Титова М.В., Кочкин Д.В., Соболькова Г.И., Фоменков А.А., Сидоров Р.А., Носов А.М. Получение и характеристика каллусных культур клеток Alhagi persarum Boiss. et Buhse – продуцентов изофлавоноидов // Биотехнология. 2020. Т. 36. С. 35. https://doi.org/10.21519/0234-2758-2020-36-6-35-48</mixed-citation></ref><ref id="B27"><label>27.</label><mixed-citation>Егорова Н.А. Биотехнология эфиромасличных растений: создание новых форм и микроразмножение in vitro. Симферополь: ИД “Автограф”, 2021. 315 с. https://doi.org/10.33952/2542-0720-2021-978-5-6045452-9-4</mixed-citation></ref><ref id="B28"><label>28.</label><mixed-citation>Nosov A.V., Titova M.V., Fomenkov A.A., Kochkin D.V., Galishev B.A., Sidorov R.A., Medentsova A.A., Kotenkova E.A., Popova E.V., Nosov A.V. Callus and suspension cell cultures of Sutherlandia frutescens and preliminary screening of their phytochemical composition and antimicrobial activity // Acta Physiol Plant. 2023. V. 45. Art. 42. https://doi.org/10.1007/s11738-023-03526-7</mixed-citation></ref><ref id="B29"><label>29.</label><mixed-citation>Инюткина А.Г., Егорова Н.А. Цитофизиологические особенности каллусной ткани полыни эстрагон // Вісн. Харк. нац. аграр. ун-ту. Серія Біологія. 2011. Т. 3. С. 67.</mixed-citation></ref><ref id="B30"><label>30.</label><mixed-citation>Claudia A. Espinosa-Leal, Cйsar A. Puente-Garza, Silverio Garcia-Lara In vitro plant tissue culture: means for production of biological active compounds // Planta. 2018. V. 248. P. 1. https://doi.org/10.1007/s00425-018-2910-1</mixed-citation></ref><ref id="B31"><label>31.</label><mixed-citation>Berezina E.V., Brilkina A.A., Schurova A.V., Veselov A.P. Accumulation of biomass and phenolic compounds by calluses Oxycoccus palustris PERS. and O. macrocarpus (AIT.) PERS in the presence of different cytokinins // Russ. J. Plant Physiol. 2019. V. 66. P. 67. https://doi.org/10.1134/S1021443718050035</mixed-citation></ref></ref-list></back></article>
