PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
2015 | 14 | 3 |

Tytuł artykułu

Effect of cytokinin, sucrose and nitrogen salts concentrations on the growth and development and phenolics content in Magnolia x soulangiana 'Coates' shoots in vitro

Treść / Zawartość

Warianty tytułu

PL
Wpływ różnego poziomu cytokininy, sacharozy i soli azotowych na wzrost i rozwój oraz poziom substancji fenolowych w pędach Magnolia x soulangiana 'Coates' in vitro

Języki publikacji

EN

Abstrakty

EN
Phenolics are believed to inhibit the shoot formation in magnolia in vitro. The aim of this study was to determine the influence of sucrose, nitrogen salts and cytokinin concentrations on the phenolics content in relation to shoot formation in Magnolia × soulangiana ‘Coates’ in vitro. The results showed that the concentration and ratios of benzylaminopurine (BAP), sucrose and nitrogen salts in the Murashige and Skoog (MS) medium had a significant effect on the leaf and axillary shoot formation as well as on the phenolics content. The highest multiplication rate (4.8 shoots/explant) and shoots of good quality were obtained on medium containing 0.2 mg·dm-3 BAP, 100% nitrogen salts in relation to the MS medium and 20 g·dm-3 sucrose. At this sucrose level, increasing BAP concentration from 0.2 to 1.0 mg·dm-3 resulted in the inhibition or slight stimulation of shoot formation depending on the nitrogen levels (100 and 75/50%, respectively). At low sucrose-to-nitrogen ratio in the medium, increased BAP levels induced the leaf browning. The highest inhibition of M. × soulangiana ‘Coates’ shoot formation has been observed on medium containing 30 g·dm-3 sucrose, reduced nitrogen salts levels and BAP at concentration 1.0 mg·dm-3. A medium with a high sucrose-to-nitrogen ratio stimulated also phenolics production in magnolia shoots. The addition of BAP lowered phenolics production compared with the control medium. At high sucrose-to-nitrogen ratio, increasing BAP levels significantly stimulated phenolics production. The results of the study showed that not in all the treatments did the enhanced phenolics levels in the shoots of M. × soulangiana ‘Coates’ coincide with decreased shoot formation.
PL
Substancje fenolowe wytwarzane podczas wzrostu magnolii in vitro są uważane za czynnik hamujący tworzenie się pędów. Celem badań było określenie wpływu i współdziałania różnego stężenia soli azotowych, sacharozy i cytokininy na wzrost i rozwój pędów Magnolia × soulangiana ‘Coates’ in vitro w zależności od poziomu substancji fenolowych. Badania wykazały, iż tworzenie zarówno pędów i liści, jak i substancji fenolowych, istotnie zależało od stężenia i wzajemnych proporcji cytokininy, sacharozy i soli azotu w pożywce Murashige and Skooga (MS). Najwyższy współczynnik mnożenia się pędów (4,8 pędów/eksplantat) uzyskano na pożywce zawierającej 0,2 mg·dm-3 benzyloaminopuryny (BAP), 100% soli azotowych wg MS i 20 g·dm-3 sacharozy. Przy tym poziomie sacharozy wzrost stężenia BAP (0,2–1,0 mg·dm-3) powodował silną inhibicję lub nieznaczną stymulację tworzenia się pędów w zależności od poziomu azotu, kolejno 100% i 75/50%. Przy niskim stosunku sacharozy do soli azotowych w pożywce, wzrost stężenia BAP indukował brązowienie liści. Czynnikiem istotnie hamującym tworzenie się pędów i liści magnolii in vitro była sacharoza zastosowana w stężeniu 30 g·dm-3, jednak jej działanie zależało od poziomu azotu i cytokininy. Przy wysokiej relacji sacharozy do soli azotowych, tworzenie się pędów było proporcjonalne do stężenia BAP. Wysoka relacja sacharozy do soli azotowych w pożywce wpływała również na podwyższony poziom substancji fenolowych w pędach. W porównaniu z kontrolą (bez cytokininy), pędy rosnące w obecności BAP produkowały mniej substancji fenolowych. Przy wysokim stosunku sacharozy do soli azotowych, wraz ze wzrostem stężenia cytokininy obserwowano jednak istotny wzrost ich poziomu. Na podstawie wyników badań wnioskuje się, że nie we wszystkich traktowaniach podwyższony poziom substancji fenolowych w pędach korelował z inhibicją tworzenia się pędów.

Słowa kluczowe

Wydawca

-

Rocznik

Tom

14

Numer

3

Opis fizyczny

p.51-62,fig.,ref.

Twórcy

autor
  • Research Institute of Horticulture, Pomologiczna 18, 96-100 Skierniewice, Poland
autor
  • Polish Academy of Sciences, Krakow, Poland
  • Research Institute of Horticulture, Pomologiczna 18, 96-100 Skierniewice, Poland

Bibliografia

  • Appel, H.M. (1993). Phenolics in ecological interactions: the important of oxidation. J. Chem. Ecol., 19, 1521–1552.
  • Bairu, M.W., Stirk, W.A., Van Staden, J. (2009). Factors contributing to in vitro shoot-tip necrosis and their physiological interactions. Plant Cell Tiss. Organ Cult., 98, 239–248.
  • Biedermann, I.E.G. (1987). Factors affecting establishment and development of magnolia hybrids in vitro. Acta Horticult., 212, 625–629.
  • Boudet, A.M. (2007). Evolution and current status of research in phenolic compounds. Phytochem., 6, 2722–2735.
  • Chée, R., Pool, R.M. (1987). Improved inorganic media constituents for in vitro shoot multiplication of Vitis vinifera. Sci. Hort., 32, 85–95.
  • Coruzzi, G.M., Zhou, L. (2001). Carbon and nitrogen sensing and signaling in plants: emerging ‘matrix effects’. Cur. Opin. Plant Biol., 4, 247–253.
  • Czekalski, M. (2007). Magnolie (Magnolias). Wyd. Plantpress, Kraków, 97.
  • Fritz, C., Palacios-Rojas, N., Feil, R., Stitt, M. (2006). Regulation of secondary metabolism by the carbon-nitrogen status in tobacco: nitrate inhibits large sectors of phenylpropanoid metabolism. Plant J., 46, 533–548.
  • Gabryszewska, E. (1997). Wpływ tidiazuronu i cytokinin na wzrost i rozwój pędów Magnolia × soulangiana ‘Alexandrina’ in vitro. In: Zastosowanie kultur in vitro w fizjologii roślin, Dubert, F., Skoczowski, A.(eds). PAN, Kraków, 79–82.
  • Gabryszewska, E., Kawa-Miszczak, L., Węgrzynowicz-Lesiak, E., Saniewski, M. (2008). Wpływ temperatury oraz zróżnicowanego poziomu węgla i azotu w pożywce na wzrost i rozwój Clematis pitcheri in vitro. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln., 524, 73–81.
  • Gabryszewska, E. (2011). Effect of various levels of sucrose, nitrogen salts and temperature on the growth and development of Syringa vulgaris L. shoots in vitro. J. Fruit Ornam. Plant Res., 19, 133–148.
  • Giannakoula, A.E., Ilias, I.F., Dragišić Maksimović, J.J. (2012). The effects of plant growth regulators on growth, yield, and phenolic profile of lentil plants. J. Food Compos. Anal., 28, 46–53.
  • Isac, V. (1996). Factors affecting the growth of apical and nodal bud explants. 4th International Symposium Biotechnology Now and Tomorrow, 26–27 September, Bucharest, Romania, 43.
  • Kamenická, A., Valova, M., Lanakova, M. (1996). Effects of culture media on the formation of axillary shoots of Magnolia × soulangiana Soul-Bod in vitro. Acta Agron. Hungar., 44, 53–57.
  • Kamenická, A., Lanakova, M. (2000). Effect of medium composition and type of vessel closure on axillary shoot production of magnolia in vitro. Acta Physiol. Plant., 22, 129–134.
  • Kiba, T., Kudo, T., Kojima, M., Sakakibara, H. (2011). Hormonal control of nitrogen acquisition: roles of auxin, abscisic acid, and cytokinin. J. Exp. Bot., 62, 1399–1409.
  • Krouk, G., Ruffel, S., Gutiérrez, R.A., Gojon, A., Crawford, N.M., Coruzzi, G.M., Lacombe, B. (2011). A framework intergrating plant growth with hormones and nutrients. Trends Plan. Sci., 16, 178–182.
  • Leser, S.R., Bannert, M., Treutter, D. (2002). Relationship between growth, secondary metabolism, and resistance of apple. Plant Biol., 4, 137–143.
  • Lorenzo, J.C., Blanco, M.A., Peláez, O., González, A., Cid, M., Iglesias, A., Gonzáles, B., Escalona, M., Espinosa, P., Borroto, C. (2001). Sugarcane micropropagation and phenolic excretion. Plant Cell Tiss. Organ Cult., 65, 1–8.
  • Lux-Endrich, A., Treutter, D., Feucht, W. (2000). Influence of nutrients and carbohydrate supply on the phenol composition of apple shoot cultures. Plant Cell Tiss. Organ Cult., 60, 15–21.
  • Mata-Rosas, M., Jimenez-Rodriguez, A., Chávez-Avila, V.M. (2006). Somatic embryogenesis and organogenesis in Magnolia dealbata Zucc. (Magnoliacea), an endangered, endemic Mexican species. HortSci., 41, 1325–1329.
  • Murashige, T., Skoog, F. (1962). A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiol. Plant., 15, 473–497.
  • North, J.J., Ndakimedi, P.A., Laubscher, C.P. (2012). Effects of antioxidants, plant growth regulators and wounding of phenolic compound excretion during micropropagation of Strelizia reginae. Int. J. Phys. Sci., 7, 638–646.
  • Ozyigit, I.I. (2008). Phenolic changes during in vitro organogenesis of cotton (Gossypium hirsutum L.) shoot tips. Afr. J. Biotech., 7, 1145–1150.
  • Palacio, L., Cantero, J.J., Cusido, R.M., Goleniowski, M.E. (2012). Phenolic compound production in relation to differentiation in cell and tissue cultures of Larrea divaricata (Cav.). Plant Sci., 194,1–7.
  • Parris, J.K., Touchel, D.H., Ranney, T.G., Adelberg, J. (2012). Basal salt composition, cytokinins, and phenolic binding agents influence in vitro growth and ex vitro establishment of Magnolia ‘Ann’. HortSci., 47, 1625–1629.
  • Podwyszyńska, M., Wojtania, A., Gabryszewska, E. (2000). M-topolina – mało znana cytokinina w mikrorozmnażaniu roślin. Zesz. Nauk. Inst. Sadow. Kwiac., 7, 173–180.
  • Singh, S., Lewis, N.G., Towers, G.H.N. (1998). Nitrogen recycling during phenylpropanoid metabolism in sweet pototo tubers. J. Plant. Physiol., 153, 316–323.
  • Standardi, A., Catalano, F. (1985). Tissue culture propagation of kiwi fruit. Comb. Proc. Int. Plant Prop. Soc., 34, 236–243.
  • Quiala, E., Cañal, M.J., Meijón, M., Rodriguez, R., Chávez, M., Valledor, L., de Feria, M., Barbón, R. (2012). Morhological and physiological responses of proliferating shoots of teak to temporary immersion and BAP treatments. Plant Cell Tiss. Organ Cult., 109, 223–234.
  • Radomir, A.M. (2012). Comparative study on the in vitro multiplicatipn potential of Magnolia stellata and Magnolia × soulangiana species. J. Hort. Forest. Biotechnol., 16, 39–44.
  • Rubio, V., Bustos, R., Irigoyen, M.L., Cardona-Lopez, X., Rojas-Triana, M., Paz-Ares, J. (2009). Plant hormones and nutrient signaling. Plant Mol. Biol., 69, 361–373.
  • Sha, L., McCown, B.H., Peterson, L.A. (1985). Occurrence and cause of shoot-tip necrosis in shoot cultures. J. Americ. Soc. Hort. Sci., 110, 631–634.
  • Singleton, V.S., Rossi, J.J.A. (1965). Colorimetry of total phenolics with phosphomolybdic phosphotungstic acid reagent. Am. J. Enol. Vitic., 16, 144–158.
  • Sokolov, R.S., Atanassova, B.Y., Iakimova, E.T. (2014). Physiological response of in vitro cultured Magnolia sp. to nutrient medium composition. J. Hortic. Res., 22, 49–61.
  • Wojtania, A., Gabryszewska, E., Podwyszyńska, M. ( 2011). The effect of growth regulators and sucrose concentration on in vitro propagation of Camellia japonica L. Propag. Ornam. Plants, 11, 177–183.
  • Wojtania, A., Gabryszewska, E., Podwyszyńska, M. (2012). Factors promoting and inhibiting the hyperhydricity and the shoot formation in Magnolia × soulangeana ‘Coates’ and ‘Burgundy’ in vitro. XIII Overall Polish In Vitro Culture and Plant Biotechnology Conference, Rogów, 24–27 September. Biotechnologia, 93(2), 258.
  • Zheng, Z.L. (2009). Carbon and nitrogen nutrient balance signaling in plants. Plant Signal. Behav., 4, 7, 584–591.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikatory

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.agro-5c54a1e1-ca5f-48eb-99b2-d88cd91b0ccd
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.