Purpose. To obtain Miscanthus sacchariflorus (Maxim.) Hack and Miscanthus sinensis Andersson in vitro culture by indirect morphogenesis.Methods. Biotechnological procedures, mathematical and statistical analyses.Results. Composition of nutrient medium was developed intended for induction of callusogenesis from Miscanthus seeds with a poor germination and viability of seedlings – Murashige and Skoog (MS) medium was modified for the amount of macroelements (half-dose) that was supplemented with amino acids (300 mg/l of glutamic acid, 50 mg/l of aspartic acid, 5 mg/l of tyrosine, 3 mg/l of arginine, 2 mg/l of hydroxyproline) and plant growth regulators [2,5 mg/l of 2.4D (2.4-Dichlorophenoxyacetic acid), 0,6 mg/l of BAP (6-Benzyl-aminopurine) and 0,3 mg/l of ABA (Abscisic acid)]. Composition of nutrient medium was developed for regeneration of microplants from callus – agar MS medium was modified for the amount of macroelements (half-dose) supplemented with vitamins: 10 mg/l of thiaminum, 1,0 mg/l of pyridoxine, 1,0 mg/l of nicotinic acid (by White), 1,0 mg/l of ascorbic acid, 250 mg/l of glutamic acid, 2,0 mg/l of BAP, 0,3 mg/l of NAA (Naphthaleneacetic acid). On this medium, 100% regeneration of M. sacchariflorus (Maxim.) Hack and 50% regeneration of M. sinensis Andersson was obtained. Due to media modification aimed at initiating callusogenesis and microplants regeneration, reproduction factor of M. sinensis was increased 20 times at the average, M. sacchariflorus – 35–40 times.Conclusions. Plants of M. sacchariflorus (Maxim.) Hack and M. sinensis Andersson were obtained in vitro culture by initiation of callusogenes and microplants regeneration from the Miscanthus seeds with poor germination and viability on nutrient media of certain composition.

Purpose. To obtain Miscanthus sacchariflorus (Maxim.) Hack and Miscanthus sinensis Andersson in vitro culture by indirect morphogenesis. Methods. Biotechnological procedures, mathematical and statistical analyses. Results. Composition of nutrient medium was developed intended for induction of callusogenesis from Miscanthus seeds with a poor germination and viability of seedlings – Murashige and Skoog (MS) medium was modified for the amount of macroelements (half-dose) that was supplemented with amino acids (300 mg/l of glutamic acid, 50 mg/l of aspartic acid, 5 mg/l of tyrosine, 3 mg/l of arginine, 2 mg/l of hydroxyproline) and plant growth regulators [2,5 mg/l of 2.4D (2.4-Dichlorophenoxyacetic acid), 0,6 mg/l of BAP (6-Benzyl-aminopurine) and 0,3 mg/l of ABA (Abscisic acid)]. Composition of nutrient medium was developed for regeneration of microplants from callus – agar MS medium was modified for the amount of macroelements (half-dose) supplemented with vitamins: 10 mg/l of thiaminum, 1,0 mg/l of pyridoxine, 1,0 mg/l of nicotinic acid (by White), 1,0 mg/l of ascorbic acid, 250 mg/l of glutamic acid, 2,0 mg/l of BAP, 0,3 mg/l of NAA (Naphthaleneacetic acid). On this medium, 100% regeneration of M. sacchariflorus (Maxim.) Hack and 50% regeneration of M. sinensis Andersson was obtained. Due to media modification aimed at initiating callusogenesis and microplants regeneration, reproduction factor of M. sinensis was increased 20 times at the average, M. sacchariflorus – 35–40 times. Conclusions. Plants of M. sacchariflorus (Maxim.) Hack and M. sinensis Andersson were obtained in vitro culture by initiation of callusogenes and microplants regeneration from the Miscanthus seeds with poor germination and viability on nutrient media of certain composition.

Мета. Вивчити морфологічні й цитологічні особливості пиляків, пилку та маточок рослин роду Miscanthus, отриманих в умовах in vitro. Методи. Препарати маточок, незапліднених насіннєвих зачатків, пиляків та пилку, незабарвлені або забарвлені розчином карміну (2%) в оцтовій кислоті (45%) чи розчином метиленового синього, досліджували методом світлової мікроскопії. Вимірювання для рослин різних видів міскантусу, а також підрахунок кількості пилку різного діаметра здійснювали в десятиразовому повторенні. Результати. Вивчено морфологічні й цитологічні особливості генеративних органів китайського, цукроквіткового та гігантського видів міскантусу. Встановлено, що квітка цієї рослини однодомна, містить як тичинки, так і маточку. Забарвлення пиляків жовте або рожево-жовте, їхні тканини складаються з видовжених клітин довжиною 70–100 мкм. Маточка має зав’язь з двома стовпчиками, що несуть довгі (2,0–2,8 мм) перисті приймочки, колір яких варіюється від білого до яскраво-рожевого. Форма пір’ячок маточки помірно розгалужена; довжина – 160–300 мкм; ширина – 20–30 мкм; розташування почергове; кількість маленьких відгалужень становить 10–15 шт. Пилок різних видів міскантусу відрізняється за якісними та кількісними ознаками, зокрема у M. sinensis і M. sacchariflorus він характеризується округлою формою, вирівняністю та однорідністю (43–48 мкм у діаметрі), а в M. giganteus є більш гетерогенним за розміром (діаметр 23–45 мкм). Пилок має одну округлу орнаментовану пору діаметром 2,7–4,0 мкм. Висновки. За результатами проведених досліджень надано морфологічну та цитологічну характеристику генеративних органів рослин M. sinensis, M. sacchariflorus, M. giganteus, а саме: маточок, пиляків і пилку. Дані, що отримано, слід враховувати в подальшій селекційній роботі у процесі створення ди- та триплоїдних гібридів міскантусу. | Purpose. To study in vitro the morphological and cytological characteristics of anthers, pollen and pistils of plants of the genus Miscanthus. Methods. Preparations of pistils, unpollinated seed buds, anthers and pollen, unstained or stained with a solution of carmine (2%) in acetic acid (45%) or methylene blue solution, were examined by light microscopy. Measurements for plants of different Miscanthus species, as well as counting the number of pollen of different diameters, were made in ten replicates. Results. The morphological and cytological characteristics of the reproductive organs of M. sinensis, M. sacchariflorus and M. giganteus species were studied. It was found that the flower of this plant is monoecious, containing both stamens and a pistil. The color of the anthers is yellow or pinkish-yellow, their tissues consist of elongated cells 70–100 µm long. The pistil has a two-column ovary with long (2.0–2.8 mm) pinnate stigmas which vary in color from white to bright pink. The shape of the pistil feather is moderately branched; length – 160–300 µm; width – 20–30 µm; alternate position; the number of small branches is 10–15 pcs. The pollen of different Miscanthus species differ in qualitative and quantitative characteristics, in particular in M. sinensis and M. sacchariflorus it is characterized by a rounded shape, evenness and uniformity (43–48 µm in diameter), whereas in M. giganteus it is more heterogeneous in size (23–45 µm in diameter). The pollen has a rounded, decorated pore with a diameter of 2.7–4.0 µm. Conclusions. According to the results of the conducted research, the morphological and cytological characteristics of the reproductive organs of M. sinensis, M. sacchariflorus and M. giganteus, namely: pistils, anthers and pollen, were provided. The data obtained should be taken into account in future breeding for the production of di- and triploid Miscanthus hybrids.

Purpose. Estimate phenological and morphological characteristics of Miscanthus giganteus J. M. Greef & Deuter ex Hodkinson & Renvoize, M. sacchariflorus (Maxim) Benth. and M. sinensis Anderss., obtained in vitro, and M. giganteus, propagated by rhizomimes (ex vitro) to attract them to the breeding process and create new forms of miscanthus for use in bioenergy. Methods. Seeds of M. sinensis, as well as M. sacchariflorus (2n), M. sacchariflorus (4n), introduced into culture and propagated in vitro according to commonly used methods (M. D. Melnychuk, A. Plazek et al.) were used in the studies. Phenological observations were carried out according to the methods of V. V. Zinchenko, M. V. Roik, D. B. Rakh­metov, and others. Statistical processing of the obtained data was carried out according to M. A. Shelamov and ot­hers. Results. M. sacchariflorus (2n) in the conditions of the Forest-Steppe of Ukraine does not enter into the flowering phase, whereas in M. sacchariflorus (4n) the flowering phase begins a month earlier than M. sinensis, which is an obstacle for transpollination of these species in the natural environment. M. giganteus, reproduced by rhizomes, in overwhelming majority of indicators (stem height and diameter, number of interstices and leaves, leaf area, length and width of cluster) dominate all species of mescanthus obtained in vitro. But the number of stems in the bush of M. sinensis is the highest (63 pcs.) and is almost 2–4 times higher than those of M. giganteus, obtained from risomes and in vitro. It has been revealed that the most promising forms for bioenergy use are M. sinensis, whose productivity is about 7 kg/m2 of green mass and M. giganteus, propagated by rhizomimes (ex vitro), where the mass of the aerial part is almost 9 kg/m2. But M. sacchariflorus (2n) and M. sacchariflorus (4n) should not be considered as promising species for use in bioenergy purposes, because their performance is very low compared to other species and is only 0.25 and 2.05 kg above ground mass from 1 m2. Conclusions. On the basis of the obtained data, the most promising forms of Miscanthus were established to attract them into the breeding process and to obtain new varieties with high biomass productivity for the needs of bioenergy. | Цель. Оценить фенологические и морфологические характеристики растений мискантуса гигантского (Miscanthus giganteus J.M.Greef & Deuter ex Hodkinson & Renvoize), мискантуса сахароцветного (M. sacchariflorus (Maxim) Benth.) и мискантуса китайского (M. sinensis Anderss.), полученных в культуре in vitro, и мискантуса гигантского, размноженного ризомами (ex vitro) для привлечения их в селекционный процесс и создания новых форм мискантуса для использования в биоэнергетике. Методы. В исследованиях использовали семена M. sinensis, а также M. sacchariflorus (2n), растения M. sacchariflorus (4n), введены в культуру и размножены в условиях in vitro по общепринятым методикам (М. Д. Мельничук и др., A. Plazek et al.). Фенологические наб­людения проводили по методикам В. А. Зинченко, М. В. Роика, Д. Б. Рахметова и др.; статистическую обработку полученных данных – по М. А. Шеламовой и др. Результаты. M. sacchariflorus (2n) в условиях Лесостепи Украины в фазу цветения не вступает, зато у M. sacchariflorus (4n) цветение начинается на месяц раньше, чем у M. sinensis, что является препятствием для переопыления этих видов в естественной среде. M. giganteus, размноженный ризомами, по подавляющиму большинству показателей (высота и диаметр стебля, количество междоузлий и листьев, площадь листьев, длина и ширина метелки) доминирует над всеми видами мискантуса, полученными в культуре in vitro. Однако количество стеб­лей в кусте у растений M. sinensis является наибольшим (63 шт.) и почти в 2–4 раза превышает показатели растений M. giganteus, полученных из ризом и в in vitro. Наиболее перспективными формами для использования в биоэнергетике является M. sinensis и размноженный ризомами (ex vitro) M. giganteus, урожайность зеленой массы которых составляла примерно 7 и 9 кг/м2 соответственно, тогда как M. sacchariflorus (2n) и M. sacchariflorus (4n) для этого непригодны, ведь формируют лишь 0,25 и 2,05 кг наземной массы с 1 м2. Выводы. На основе полученных данных установлены перспективные формы Miscanthus для привлечения их в селекционный процесс и получения новых сортов с высокой продуктивностью биомассы для нужд биоэнергетики. | Мета. Оцінити фенологічні та морфологічні характеристики рослин міскантусу гігантського (Miscanthus giganteus J.M.Greef & Deuter ex Hodkinson & Renvoize), міскантусу цукроквіткового (M. sacchariflorus (Maxim) Benth.) та міскантусу китайського (M. sinensis Anderss.), отриманих у культурі in vitro, та міскантусу гігантського, розмноженого ризомами (ex vitro) для залучення їх у селекційний процес і створення нових форм міскантусу для використання в біоенергетиці. Методи. У дослідженнях використовували насіння M. sinensis, а також M. sacchariflorus (2n), рослини M. sacchariflorus (4n), уведені в культуру та розмножені в умовах in vitro за загальноприйнятими методиками (М. Д. Мельничук, A. Plazek та ін.). Фенологічні спостереження проводили за методиками В. О. Зінченко, М. В. Роїка, Д. Б. Рахметова та ін.; статистичну обробку отриманих даних – за М. А. Шеламовой та ін. Результати. M. sacchariflorus (2n) в умовах Лісостепу України у фазу цвітіння не вступає, натомість у M. sacchariflorus (4n) цвітіння починається на місяць раніше, ніж у M. sinensis, що є перешкодою для перезапилення цих видів у природньому середовищі. M. giganteus, розмножений ризомами, за переважною більшістю показників (висота та діаметр стебла, кількість міжвузлів та листків, площа листків, довжина та ширина волоті) домінує над усіма видами міскантусу, отриманими в культурі in vitro. Проте кількість стебел у кущі в рослин M. sinensis є найбільшою (63 шт.) і майже у 2–4 рази перевищує показники рослин M. giganteus, отриманих із ризом та в in vitro. Найперспективнішими формами для використання в біоенергетиці є M. sinensis та розмножений ризомами (ex vitro) M. giganteus, урожайність зеленої маси яких становила приблизно 7 і 9 кг/м2 відповідно, тоді як M. sacchariflorus (2n) та M. sacchariflorus (4n) для цього є непридатними, адже формують лише 0,25 та 2,05 кгназемної маси з 1 м2. Висновки. На основі отриманих даних установлено найперспективніші форми Miscanthus для залучення їх у селекційний процес та отримання нових сортів з високою продуктивністю біомаси для потреб біоенергетики.

Purpose. Estimate phenological and morphological characteristics of Miscanthus giganteus J. M. Greef & Deuter ex Hodkinson & Renvoize, M. sacchariflorus (Maxim) Benth. and M. sinensis Anderss., obtained in vitro, and M. giganteus, propagated by rhizomimes (ex vitro) to attract them to the breeding process and create new forms of miscanthus for use in bioenergy. Methods. Seeds of M. sinensis, as well as M. sacchariflorus (2n), M. sacchariflorus (4n), introduced into culture and propagated in vitro according to commonly used methods (M. D. Melnychuk, A. Plazek et al.) were used in the studies. Phenological observations were carried out according to the methods of V. V. Zinchenko, M. V. Roik, D. B. Rakh­metov, and others. Statistical processing of the obtained data was carried out according to M. A. Shelamov and ot­hers. Results. M. sacchariflorus (2n) in the conditions of the Forest-Steppe of Ukraine does not enter into the flowering phase, whereas in M. sacchariflorus (4n) the flowering phase begins a month earlier than M. sinensis, which is an obstacle for transpollination of these species in the natural environment. M. giganteus, reproduced by rhizomes, in overwhelming majority of indicators (stem height and diameter, number of interstices and leaves, leaf area, length and width of cluster) dominate all species of mescanthus obtained in vitro. But the number of stems in the bush of M. sinensis is the highest (63 pcs.) and is almost 2–4 times higher than those of M. giganteus, obtained from risomes and in vitro. It has been revealed that the most promising forms for bioenergy use are M. sinensis, whose productivity is about 7 kg/m2 of green mass and M. giganteus, propagated by rhizomimes (ex vitro), where the mass of the aerial part is almost 9 kg/m2. But M. sacchariflorus (2n) and M. sacchariflorus (4n) should not be considered as promising species for use in bioenergy purposes, because their performance is very low compared to other species and is only 0.25 and 2.05 kg above ground mass from 1 m2. Conclusions. On the basis of the obtained data, the most promising forms of Miscanthus were established to attract them into the breeding process and to obtain new varieties with high biomass productivity for the needs of bioenergy.