Establishing an efficient explant superficial sterilization protocol for in vitro micropropagation of bear’s garlic (Allium ursinum L.)

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

Warianty tytułu

PL

Opracowanie wydajnego protokołu sterylizacji powierzchniowej eksplantatów w kulturach in vitro czosnku niedżwiedziego (Allium ursinum L)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Allium ursinum L. has a commercial value due to its high contents of bioactive compounds and mild, garlic-like taste. In vitro culture played an important role in obtaining Allium species with the desired characteristics and in the production of healthy reproductive material. Developing an effective method of sterilization bear’s garlic bulbs. To obtain sterile shoots of garlic several methods of sterilization involving such factors as ACE, H2O2, HgCl2, and UV-C were tested. In order to obtain sterile shoots of bear’s garlic, several sterilization procedures were tested. The best procedure was based on a two-step disinfection, where the whole onions were treated with ethanol and H2O2 for 20 min. Thereafter, the isolated apical buds were sterilized in ACE for 10 min, rinsed in double-distilled water and transferred onto MS medium for growing. Up to 95% of the inoculated explants formed shoots, which were sub-cultured on MS with 4 mg dm-3 BAP in order to enable further propagation. After optimization and stabilization, this procedure may become the basic concept of a proper and reliable propagation method of bear’s garlic on commercial scale.

PL

Allium ursinum L. wykazuje wysoką wartość handlową dzięki temu, iż charakteryzuje się dużą zawartością substancji czynnych oraz łagodnym, czosnkowym smakiem. Kultury in vitro odegrały istotną rolę w uzyskaniu gatunków Allium o pożądanych cechach Establishing an efficient explant superficial sterilization protocol for in vitro micropropagation of bear’s garlic... i produkcji zdrowego materiału rozmnożeniowego. Opracowanie efektywnej metody sterylizacji cebul czosnku niedźwiedziego. Metody: W celu pozyskania sterylnych pędów czosnku przetestowano kilka metod sterylizacji z udziałem takich czynników jak ACE, H2O2, HgCl2 i UV-C. Wyniki: Procedura, która przyniosła najlepsze efekty, polegała na dwustopniowej dezynfekcji, w której całe cebule poddane zostały działaniu alkoholu etylowego i H2O2 przez 20 min. Wyizolowane z cebul eksplantaty sterylizowano w ACE przez 10 min, a po przepłukaniu w wodzie bidestylowanej wyjałowione pąki inokulowano na pożywkę MS, na której kontynuowały wzrost. Spośród wyłożonych na pożywkę eksplantatów aż 95% formowało pędy. Uzyskane w ten sposób pędy pasażowano na pożywkę MS z dodatkiem 4 mg dm-3 BAP w celu ich dalszego namnożenia. Wnioski: Po przeprowadzeniu procesu optymalizacji i stabilizacji opisana metoda sterylizacji może być odpowiednim i niezawodnym sposobem rozmnażania czosnku niedźwiedziego na skalę przemysłową.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Herba Polonica
• Rocznik: 2015
• Tom: 61
• Numer: 4
• Opis fizyczny: p.66-77,fig.,ref.

Twórcy

autor

Tomaszewska-Sowa M.

• Department of Genetics, Physiology, and Biotechnology of Plants, University of Science and Technology, Bydgoszcz, Poland, Bernardynska 6, 85-029 Bydgoszcz, Poland

autor

Figas A.

• Department of Genetics, Physiology, and Biotechnology of Plants, University of Science and Technology, Bydgoszcz, Poland, Bernardynska 6, 85-029 Bydgoszcz, Poland

autor

Keutgen N.

• Division of Vegetables and Ornamentals, Department of Crop Sciences, BOKU – University of Natural Resources and Life Sciences, Gregor-Mendel-Str. 33,1180 Vienna, Austria

autor

Keutgen

• Division of Vegetables and Ornamentals, Department of Crop Sciences, BOKU – University of Natural Resources and Life Sciences, Gregor-Mendel-Str. 33,1180 Vienna, Austria

Bibliografia

• 1. Djurdjevic L, Dinic A, Pavlovic P, Mitrovic M, Karadzic B, Tesevic V. Allelopathic potential of Allium ursinum L. Biochemical Systematics and Ecology 2004; 32:533-544.
• 2. Clarke OR. The Encyclopedia of Grapes. Websters Int Publ 2001:192.
• 3. Štajner D, Popović MB, Čanadanović-Brunet J, Štajner M. Antioxidant and scavenger activities of Allium ursinum. Fitoterapia 2008; 79:303-305.
• 4. Preuss HG, Clouatre D, Mohamadi A, Jarrell ST. Wild garlic has a greater effect than regular garlic on blood pressure and blood chemistries of rats. Int Urol Nephrology 2001; 32:525-530.
• 5. Błażewicz-Woźniak M, Michowska A. The growth, flowering and chemical composition of leaves of three ecotypes of Allium ursinum L. Acta Agrobot 2011; 64(4):171-180.
• 6. Żuraw B. Biological value and morphological traits of pollen of selected garlic species Allium L. Acta Agrobot 2007; 60(1):67-71.
• 7. Briggs M, Briggs P. Encyklopedia roślin i zwierząt Europy. Studio 64. Warszawa, 2007:151. 8. Činčura F, Ferákowá V, Májovský J, Šomšák L, Záborský J. Pospolite rośliny środkowej Europy. PWRiL, Warszawa 1990:312.
• 9. Krzaczyńska J. Zioła i rośliny lecznicze, łatwe i pewne rozpoznawanie. Ożarów Mazowiecki, Olesiejuk 2007.
• 10. Krzyściak- Kosińska R, Kosiński M. Atlas roślin. Pascal, Bielsko- Biała 2007:216.
• 11. Thiem B, Kikowska M. Zapewnienie jakości roślin leczniczych rozmnażanych w kulturach in vitro. Herba Pol 2008; 54(4):168-178.
• 12. Bhojwani SS. In vitro propagation of garlic by shoot proliferation. Sci Hortic 1980; 13:47-52.
• 13. Gantait S. An overview on in vitro culture of genus Allium. Am J Plant Physiol 2010; 5(6):325-337.
• 14. Seif El-Nasr H, Gad El Hak, Kasem Z Ahmed, Yasser MM Moustafa, Asmaa S. Ezzat. Growth and cytogenetical properties of micro-propagated an successfully acclimatized garlic (Allium sativum L.) Clones with a modified shoot tip culture protocol. JHSOP 2011; 3(2):115-129.
• 15. Murashige T, Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassay with tobacco tissue cultures. Physiol Plant 1962; 15:473-497.
• 16. Eady C, Weld R, Lister C. Agrobacterium tumefaciens–mediated transformation and transgenic-plant regeneration of onion (Allium cepa L.). Plant Cell Rep 2000; 19(4):376-381.
• 17. Eady C, Davis S, Catanach A, Kenel F, Hunger S. Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation of leek (Allium porrum) and garlic (Allium sativum). Plant Cell Rep 2005; 24(4):209-215.
• 18. Kenel F, Eady C, Brinch S. Efficient Agrobacterium tumefaciens–mediated transformation and regeneration of garlic (Allium sativum) immature leaf tissue. Plant Cell Rep 2010.; 29(3): 223-230.
• 19. Kamstaityte D, Stanys V. Micropropagation of onion (Allium cepa L.). Acta Univ Latviensis. Biol gy 2004; 676:173-175.
• 20. Nagakubo T, Nagasawa A, Ohkawa H. Micropropagation of garlic through in vitro buiblet formation. Plant Cell Tiss Org 1993; 32:175-183.
• 21. Zel J, Debeljak N, Ucman R, Ravnikar M. The effect of jasmonic acid, sucrose and darkness on garlic (Allium sativum L. cv. Ptujski Jesenski) bulb formation in vitro. In vitro Cell Dev Biol Plant 1997; 33:231- 235.
• 22. Ziv M, Hertz N, Biran Y. Vegetative reproduction of Allium ampeloprasum L. in vivo and in vitro. Israel J Bot 1983; 32:1-9.
• 23. Robledo-Paz A, Villalobos-Araambula VM, Jofre-Garfias AE. Efficient plant regeneration of garlic (Allium sativum L.) by root- tip culture. In Vitro Cell Dev Biol – Plant 2000; 36:416-419.
• 24. Sata SJ, Bagatharia VS, Thaker SB. Induction of direct somatic embryogenesis in garlic (Allium sativum). methods Cell Sci 2001; 22:299-304.
• 25. Haque S, Wada T, Hattori K. Shoot regeneration and bulblet formation from shoot and root meristem of garlic cv. Asian J Plant Sci 2003; 2(1):23-27.
• 26. Ravnikar M, Žel J, Plaper I, Špacapan A. Jasmonic acid stimulates shoot and bulb formation of garlic in vitro. J Plant Growth Regul 1993; 12(2):73-77.
• 27. Ucman R, Žel J, Ravnikar M. Thermotherapy in virus elimination from garlic: influences on shoot multiplication from meristems and bulb formation in vitro. Sci Hort 1998; 73(4):193-202.
• 28. Tiemi Kashiwabuchi R, Khan Y, Ramos de Souza Carvalho F, Hirai F, Silveira Campos M, McDonnell PJ. Antimicrobial susceptibility of photodynamic therapy (UVA/riboflavin) against Staphylococcus aureus. Arq Bras Oftalmol 2012; 75(6):423-426.
• 29. Yen S, Sokolenko S, Manocha B, Blondeel EJM, Aucoin MG, Patras A et al. Treating cell culture media with UV irradiation against adventitious agents: Minimal impact on CHO performance. Biotechnol Prog 2014; 30(5):1190-1195.
• 30. Mercier J, Baka M, Reddy B, Corcuff R, Arul J. Shortwave ultraviolet irradiation for control of decay caused by Botrytis cinerea in bell pepper: induced resistance and germicidal effects. Amer Soc Hort Sci 2001; 126(1):128-133.
• 31. Wiendl T A, Keutgen J., Pawelzik E. Ultraviolet treatment to control botrytis cinerea infection in fresh raspberry fruits (Rubus idaeus L.). In: 3rd Symposium-cum-Workshop, Recife. Brazil. 2003:9pp.
• 32. Luckey TD. Hormesis with Ionising Radiation. CRC Press. Inc. Boca Raton. Florida 1980.
• 33. Stevens C, Khan VA, Lu JY, Wilson CL, Pusey PL, Kabwe MK et al. The germicidal and hormetic effects of UV-C light on reducing brown rot disease and yeast microflora of peaches. Crop Prot 1998; 17(1):75-84.

Identyfikatory

DOI

10.1515/hepo-2015-0032