تأثیر نوع محیط کشت و گونه بر القای بافت جنین­‌زا در جنین­‌زایی رویشی جنس کاج (Pinus L.)

نوع مقاله : علمی- پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تهران

2 استادیار، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تهران

3 دانشیار، دانشکده کشاورزی دانشگاه تهران

چکیده

امروزه تولید گیاهچه از طریق جنین­زایی رویشی به­عنوان روشی پربازده و امیدبخش به­منظور همگروه­سازی ژنوتیپ‌های منتخب و کاربرد آن در برنامه­های اصلاحی سوزنی­برگان مورد توجه قرار گرفته است. اگرچه هم­اکنون این روش در کشور ما جنبه پژوهشی دارد، ولی انتظار می­رود به زودی جایگزین روش­های سنتی گردد. هدف از تحقیق حاضر، تعیین محیط کشت مناسب و انتخاب گونه­های برتر از نظر تولید بافت جنین­زاست. بنابراین با استفاده از دو محیط کشت متفاوت، امکان جنین­زایی رویشی در 5 گونۀ متفاوت کاج مورد بررسی قرار گرفت. مرحله القای بافت جنین­زا با استفاده از ریزنمونه جنین زایشی بالغ و محیط کشت­های DCR و HLM-1 در گونه­های Pinus eldarica، P. brutia، P. nigra، P. radiata و P. sylvestris انجام شد. سطح مقطع بافت جنین­زا در دو مرحله (3 و 6 هفته پس از کشت اولیه) اندازه­گیری شد. طبق نتایج بدست آمده، اثر نوع محیط کشت و گونه بر مقدار القای بافت جنین­زا معنی­دار بوده و بهترین نتایج در گونۀ Pinus eldarica و محیط DCR حاصل شد. به­منظور پرآوری بافت­های جنین­زا، واکشت بافت­ها به‌مدت 10 هفته و هر دو هفته یک­بار در محیط کشت تازه انجام شد. سپس بافت­های جنین­زا به‌مدت 2 هفته در معرض دو پیش­تیمار محیط کشت بدون تنظیم­کننده رشد و محیط کشت محتوی 10 میکرومول در لیتر 2,4-D و 5 میکرومول در لیتر BA قرار گرفتند و درنهایت به­منظور بلوغ جنین رویشی از بافت جنین­زا، قطعه­های بافت جنین­زا با وزن تقریبی 75 تا 100 میلی­گرم به محیط کشت DCR حاوی 25 میلی­گرم در لیتر آبسیزیک اسید، 60 گرم در لیتر ساکارز و 4 گرم در لیتر ژلرایت انتقال یافتند. محیط کشت DCR با همین ترکیب ولی بدون آبسیزیک اسید به­عنوان شاهد در نظر گرفته شد. با وجود مشاهده ساختارهای پیش­جنینی در بافت جنین­زا، تبدیل پیش­جنین به جنین کامل انجام نشد و تنها در تعداد معدودی از بافت­های گونۀ P. eldarica ساختارهای جنینی غیرطبیعی (طویل و شیشه­ای) مشاهده شد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The effect of culture media type and species on embryogenic tissue induction in somatic embryogenesis of pine genus

نویسندگان [English]

  • Elahe Nasseri 1
  • Siamak Kalantari 2
  • Rouhangeiz Naderi 3
1 MSc. Student, Dept. of Horticulture, Faculty of Agriculture, University of Tehran
2 Assistant Professor, Faculty of Agriculture, University of Tehran
3 Associate Professor, Faculty of Agriculture, University of Tehran
چکیده [English]

Nowadays, plantlet production via somatic embryogenesis is considered as an efficient technique in clonal propagation of selected genotypes and breeding programs of conifers. Although it is in the phase of research in our country, but it is expected that traditional methods will be replaced by this technique soon. The main purpose of this survey is determination of suitable culture medium and selection of superior species with respect to embryogenic tissue production. The possibility of somatic embryogenesis has been studied in five different pine species, using two different culture mediums. The embryogenic tissue induction phase was performed using mature zygotic embryo explant and culture mediums DCR and HLM-1 in species Pinus eldarica, P. brutia, P. nigra, P. radiata and P. sylvestris. Cross section of embryogenic tissue was measured in two phase 3 and 6 weeks after the initial culture. The obtained results showed a significant effect of culture medium type and species on the amount of embryogenic tissue induction and the best results was obtained from P. eldarica in DCR medium. In order to proliferation of embryogenic tissues, subculture of tissues was performed every two weeks in new culture medium for ten weeks. Then, embryogenic tissues were exposed to two pretreatments of culture medium without growth regulator and culture medium with growth regulators BA and 2,4-D. Finally, in order to maturation of somatic embryo from embryogenic tissue, the segments of embryogenic tissue with an approximate weight of 75-100 mg were transferred to DCR culture medium containing 25 mg/l of ABA, 60 g/l of sucrose and 4 g/l of gelrite. The DCR culture medium with the same combination but without ABA was considered as control. In spite of pre-embryonic structures in embryogenic tissue, transformation of pre-embryo to the complete embryo did not accomplished and just in a small number of P. eldarica tissues, unnatural embryonic structures (long and vitreous) were observed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Mature zygotic embryo
  • pre-treatment
  • Growth regulator
  • pre-embryonic structure

مراجع

- Attree, S.M., Budimir, S. and Fowke, L.C., 1990. Somatic embryogenesis and plantlet regeneration from cultured shoots and cotyledons of seedling from stored seed of black and white spruce (Picea mariana and Picea glauca). Canadian Journal of Botany, 68: 30-34.
- Becwar, M.R., Noland, T.L. and Wann, S.R., 1987. Somatic embryo development and plant regeneration from embryogenic Norway spruce callus. Tappi Journal, 70: 155-160.
- Garin, E., Isabel, N. and Plourde, A., 1998. Screening of large numbers of seed families of Pinus strobus L. for somatic embryogenesis from immature and mature zygotic embryos. Plant Cell Reports, 18: 37-43.
- Häggman, H., Vuoska, J., Sarjala, T., Jokela, A. and Niemi, K., 2005. Somatic embryogenesis of pine species: from functional genomics to plantation forestry: 119-140. In: Mujib, A. and Samaj, J., (Eds.). Somatic Embryogenesis. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 369 p.
- Isabel, N. and Tremblay, F.M., 1995. Somatic embryogenesis in red spruce (Picea rubens Sarg.): 111-123. In: Jain, S., Gupta, P. and Newton, R., (Eds.). Somatic Embryogenesis in Woody Plants. Kluwer Academic, Netherlands, 388 p.
- Ishii, K., Maruyama, E. and Hosoi, Y., 2001. Somatic embryogenesis of Japanese conifers. Molecular Breeding of Woody Plants,  Proceedings of the International Wood Biotechnology Symposium (IWBS), 18:  297-305.
- Maruyama, E., Hosoi, Y. and Ishii, K., 2007. Somatic embryogenesis and plantlet regeneration in yakutanegoyon, Pinus armandii Franch. var. amamiana (Koidz.) Hatusima, an endemic and endangered species in Japan. In Vitro Cellular and Developmental Biology-Plant, 43: 28-34.
- Mathur, G., von Arnold, S. and Nadgauda, R., 2000. Studies on somatic embryogenesis from immature zygotic embryos of chir pine (Pinus roxburghii Sarg.). Research Communications Current Science, 79(7): 999-1004.
- Niskanen, A.M., Lu, J., Seitz, S., Keinonen, K., Weissenberg, K.V. and Pappinen, A., 2004. Effect of parent genotype on somatic embryogenesis in Scots pine (Pinus sylvestris). Heron Publishing-Victoria, Canada, 24: 1259-1265.
- Norgaard, J. and Krogstrup, P., 1991. Cytokinin induced somatic embryogenesis from immature embryos of Abies nordmanniana L., Plant Cell Reports, 9: 509-513.
- Park, Y.S., Lelu-Walter, M.A., Harvengt, L., Trontin, J.F., MacEacheron, I., Klimaszewska, K. and Bonga, J.M., 2006. Initiation of somatic embryogenesis in Pinus banksiana, P. strobus, P. pinaster and P. sylvestris at three laboratories in Canada and France. Plant Cell Tissue and Organ Culture, 86: 87-101.
- Salajova, T. and Salaj, J., 2005. Somatic embryogenesis in Pinus nigra: embryogenic tissue initiation, maturation and regeneration ability of established cell lines. Biologia Plantarum, 3: 333-339.
- Salajova, T., Salaj, J. and Kormutak, A., 1999. Initiation of embryogenic tissues and plantlet regeneration from somatic embryos of Pinus nigra Arn. Plant Science, 145: 33-35.
- Stasolla, C., Kong, L., Yeung, E.C. and Thorpe, T.A., 2002. Maturation of somatic embryos in conifers: morphogenesis, physiology, biochemistry, and molecular biology. In Vitro Cellular and Developmental Biology-Plant, 38: 93-105.
- Tang, W. and Newton, R.J., 2007. Micropropagation via organogenesis in slash pine: 15-22. In: Jain, S.M. and Häggman, H., (Eds.). Protocols for Micropropagation of Woody Trees and Fruits. Springer, 559 p.
- Tautorus, T.E., Attree, S.M., Fowke, L.C. and Dunstan, D.I., 1990. Somatic embryogenesis from immature and mature zygotic embryos and embryo regeneration from protoplasts in black spruce (Picea mariana Mill). Plant Science, 67: 115-124.
- Tremblay, F.M., 1990. Somatic embryogenesis and plantlet regeneration from embryos isolated from stored seed of Picea glauca. Canadian Journal of Botany, 68: 236-242.
- Wilson, S.M. and Thorpe , T.A., 1995. Somatic embryogenesis in Picea glauca (white spruce), P. engelmannii (engelmann spruce) and P. glauca engelmannii complex (interior spruce): 37-53. In: Jain, S., Gupta, P. and Newton, R., (Eds.). Somatic Embryogenesis in Woody Plants. Kluwer Academic, Netherlands, 388 p.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار