Optimization of the processes of sterilization and micropropagation of cup plant (Silphium perfoliatum L.) from apical explants of seedlings in in vitro cultures

• Autorzy: Tomaszewska-Sowa M. , Figas A.

Warianty tytułu

PL

Optymalizacja procesów sterylizacji i mikrorozmnażania roślin rożnika przerośniętego (Silphium perfoliatum L.) z eksplantatów wierzchołkowych siewek w warunkach kultur in vitro

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Cup plant (Silphium perfoliatum L.) is a tall, reaching up to 2.5 m, perennial plant that represents the Asteraceae family. Silphium perfoliatum L can be applied in medicine, animal feeding, and as a decorative, honey-producing and energy production plant which proves its multi-functional features. Sowing material currently available in Poland is insufficient, which justifies the present attempts at propagating these plants in in vitro cultures. Therefore, Silphium perfoliatum L. seed sterilization and micropropagation processes were studied under controlled conditions in in vitro cultures. Among the tested methods, ACE proved to be the most effective for sterilization. The apical parts of seedlings were used as explants; they were placed onto MS media with growth regulators added. 4 growth regulator concentration variants were applied. The highest percentage of explants with lateral shoots (41.7%) and callus (90.3%) was obtained on MS medium with 5 mg x dm-3 BAP + 1 mg × dm-3 NAA added. Shoots were isolated and transferred onto MS rooting medium without growth regulators. The rooted plants were transferred to the greenhouse and acclimatised to ex vitro conditions.

PL

Rożnik przerośnięty jest wysoką, osiągającą 2,5 metra byliną, należącą do rodziny Asteraceae. Gatunek ten może być uprawiany jako roślina lecznicza, paszowa, ozdobna, energetyczna i miododajna. W związku z tym jest wykorzystywana w wielu gałęziach przemysłu. Jednakże występujące w Polsce źródła materiału siewnego nie zaspokajają rosnącego zainteresowania producentów tym gatunkiem. Z tego powodu podjęto badania nad procesem sterylizacji i mikrorozmnażania Silphium perfoliatum L. w warunkach kultur in vitro. Spośród zastosowanych metod sterylizacji nasion najbardziej skuteczną okazało się zastosowanie ACE. Jako eksplantatów do procesu mikropropagacji użyto wierzchołkowych części siewek, które wykładano na pożywkę MS modyfikowaną poprzez dodanie regulatorów wzrostu i rozwoju roślin. Zastosowano 4 warianty pożywki różniące się składem i koncentracją fitohormonów. Najwyższy procent eksplantatów z pąkami przybyszowymi (41.7%) i kalusem (90.3%) zaobserwowano na pożywce MS zawierającej 5 mg × dm-3 BAP + 1 mg × dm-3 NAA. Uzyskane pędy izolowano i ukorzeniano na pożywce MS bez regulatorów wzrostu i rozwoju a ukorzenione rośliny przenoszono do szklarni i aklimatyzowano do warunków ex vitro.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Agrobotanica
• Rocznik: 2011
• Tom: 64
• Numer: 4
• Opis fizyczny: p.3-10,fig.,ref.

Twórcy

autor

Tomaszewska-Sowa M.

• Department of Plant Physiology and Fundamentals of Biotechnology, University of Technology and Life Sciences in Bydgoszcz, Bernardynska 6, 85-029 Bydgoszcz, Poland

autor

Figas A.

• Department of Plant Physiology and Fundamentals of Biotechnology, University of Technology and Life Sciences in Bydgoszcz, Bernardynska 6, 85-029 Bydgoszcz, Poland

Bibliografia

• A l t a f N. , K h a n R .A. , A l i L . , B h a t t i A . , 2009. Tissue Culture of gerbera. Pak. J. Bot. 41(1): 7-10.
• A r o r a R . , B h o jwa n i S . S . , 1989. In vitro propagation and low temperature storage of Saussurea lappa C. B. Clarke – and endangered, medicinal plant. Plant Cell Rep. 8: 44-47.
• As s im M. , K h awa r K .M. , Ö z c a n S . , 2008. In vitro micropropagation from shoot meristems of Turkish cowpea (Vigna unguiculata L.) CV. Akkiz. Bangladesh J. Bot. 37(2): 149-154.
• Aswa t h C . , C h o u d h a r y M. L . , 2002. Rapid plant regeneration from Gerbera jamesonii Bolus callus cultures. Acta Bot. Croat. 61: 125-134.
• Ba i y e r i , K . P. , M b a h B .N. , 2006. Surface sterilization and duration of seed storage influenced emergence and seedling quality of African breadfruit (Treculia africana Decne). Afr. J. Biotechnol. 5 (15): 1393-1396.
• E l - S aye d N.H. , Woj c i ń s ka M., Dr o s t -Ka r b ows k a K ., Ma t ł aws k a I ., W i l l i ams J. , Ma b r y T. J . , 2002. Kaempferol triosides from Silphium perfoliatum. Phytochemistry, 60: 835-838.
• F a r i a R .T. , I l l g R .D. ,1995. Micropropagation of Zingiber spectabile. Griff. Sci Horticulturae, 62: 132-137.
• F ig a s A ., Toma s z ews k a - Sowa M., L i s i a k W. , 2010. Mikrorozmnażanie roślin rożnika przerośniętego (Silphium perfoliatum L.) w kulturach in vitro. / In vitro micropropagation of cup plant (Silphium perfoliatum L.). Ekol. i Tech. 5: 237-242 (in Polish).
• Ha s b u l l a h N.A. , Ta h a R.M. , Awa l A. , 2008. Growth and Organogenesis of Gerbera Jamesonii Bolus ex. Hook f. in vitro. Pakistan J. Biol. Sci. 11 (11): 1449-1454.
• Hu C .Y. , Wa n g P. J . , 1983. Meristem, shoot-tip and bud culture. Handbook of Plant Cell Culture, 1: 177-277.
• Hu s s e i n G.M., I sma i l I . A ., H a s h im E . -S.M. , E l -Me n i aw y M . S . , A b d a l l a h N .A. , 2008. In vitro regeneration of gerbera. Landbauforschung – vTI AG. 58: 97-102.
• K a nwa r J .K. , K uma r S . , 2008. In vitro propagation of Gerbera – a review. Hort. Sci. (Prague), 35(1): 35-44.
• K l imo n t K. , 2007. Ocena przydatności wybranych gatunków roślin użytkowych do rekultywacji terenów zdewastowanych przez przemysł i gospodarkę komunalną. / Evaluation of the usefulness of selected species of crop plants for remediation of land devastated by industry and municipal waste disposal. Problemy Inżynierii Rolniczej, 2: 27-36 (in Polish).
• Kowa l s k i R . , 2002. Ocena zawartości oleanozydów w organach nadziemnych i podziemnych rożnika przerośniętego Silphium perfoliatum L. / Evaluation of oleanosides content in above- and underground organs of Silphium perfoliatum L. Acta Sci. Pol. Hort. Cult. 1(2): 5-15 (in Polish).
• Kowa l sk i R . , Kę d z i a B. , 2007. Antibacterial Activity of Silphium perfoliatum Extracts. Pharm. Biol. 45(6): 494-500.
• Kowa l sk i R . , Wi e r c i ń s k i J . , 2004. Ocena niektórych gatunków Silphium jako surowców inulinowych. / Evaluation of some species of Silphium as alternative inulin raw material. Annal. UMCS, Sect. E, 59(1): 189-195 (in Polish).
• Kowa l s k i R . , Wo l s k i T. , 2003a. TLC and HPLC analysis of the phenolic acids in Silphium perfoliatum L. leaves, inflorescences and rhizomes. J. Planar Chromatogr. 16: 230-236.
• Kowa l s k i R . , Wo l s k i T. , 2003b. Evaluation of phenolic acid content in Silphium perfoliatum L. leaves, inflorescences and rhizomes. EJPAU, Horticulture, 6(1): 3.
• Mu r a s h i g e T. , S k o o g F. , 1962. A revised medium for rapid growth and bioassay with tobacco tissue cultures. Physiol. Plant. 15: 473-497.
• Pa r k i n s o n M ., P r e n d e r g a s t M ., S ayeg h A . J. , 1996. Sterilisation of explants and cultures with sodium dichloroisocyanurate. Plant Growth Regul. 20: 61-66.
• P i ł a t J., Maj t kowsk i W., Maj t kowsk a G. , M i ko ł a j c z a k J . , G ó r a l s k a A . , 2007. The usefulness for ensiling of chosen plant forms of species of Silphium genus. J. Cent. Eur. Agr. 8 (3): 363-368.
• P o d b i e l k ows k i Z . , 1995. Fitogeografia części świata 2. Państwowe Wydawnictwa Naukowe Warszawa: 90-91 (in Polish).
• R a k o c z y -Tr o j a n ows k a M. , Ma l e p s z y S . , 1993. Genetic factors influencing regeneration ability in rye (Secale cereale L.) I. immature inflorescences. Theor. Appl. Genet., 86: 406-410.
• Reynoird J. P., Chriqui D., Noin M., Brown S., Marie D., 1993. Plant propagation from in vitro leaf culture of several gerbera species. Plant Cell Tiss. Org. 33: 203-210.
• Roxas N.J.L., Tashiro Y., Miyazaki S., Isshiki S., Takeshita A., 1996. In vitro Propagation of Higo Chrysanthemum (Dendranthema x grandiflorum (Ramat.) Kitam.); Bull. Fac, Agr., Saga Univ., 80 : 57-67.
• Ru t k ows k i L . , 1998. Klucz do oznaczania roślin naczyniowych Polski niżowej. Państwowe Wydawnictwa Naukowe Warszawa, 473 (in Polish).
• S awi l s k a A . , F i g a s A . , 2006. Micropropagation of Helichrysum arenarium (L) Moench. Biotechnology, Scientific Pedagogical Publishing , Č. Budějovice. Czech Republic: 721-723.
• St ol a r s k i M . , Sz c z u kows k i S . , Two r kowsk i J . , 2008. Biopaliwa z biomasy wieloletnich roślin energetycznych. / Biofuels from biomass of perennial energy crops. Energetyka i Ekologia, 1: 77-80 (in Polish).
• We b b K . J . , S t r e e t H . E . , 1977. Morphogenesis in vitro of Pinus and Picea. Acta Hortic. 78: 259-266.
• We n n y D. L . , K a s t e n -Dum r o e s e R . , 1987. Germination of Conifer Seed Surface-Sterilized With Bleach. Tree Planters’ Note, 38(3): 18-21.
• Woź n i a k M. , Gó r a l S . , 1998. Sylfia – rożnik przerośnięty (Sylphium perfoliatum l.) Potencjalny gatunek do rekultywacji terenów zdegradowanych i gruntów bezglebowych oraz do produkcji pasz. / Cup plant as a potential species for remediation of degraded land and soilless land as well as for feed production. Zeszyty Prob. Post. Nauk Rol. 463: 661-668 (in Polish).
• Wr ó b l ews k a A. , 1997. Badania wartości pszczelarskiej Silphium perfoliatum L. / Research on the apicultural value of Silphium perfoliatum L. Mat Konf. Biologia kwitnienia, nektarowania i zapylania roślin, Lublin 13-14 listopada: 59-65 (in Polish).