PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
2008 | 524 |
Tytuł artykułu

The role of osmotic stress during in vitro regeneration of Triticum aestivum L. and Vicia faba ssp. minor

Warianty tytułu
PL
Rola stresu osmotycznego podczas regeneracji in vitro Triticum aestivum L. i Vicia faba ssp. minor
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
Developmental processes during in vitro culture are influenced by many environmental factors, which are required to start regeneration programs encoded in the genome. Isolation of explants and their in vitro culture might cause oxidative imbalance in cells. The aim of the experiment was to determine the effects of osmotic potential of medium on the in vitro regeneration focusing on the oxidative stress. Regenerating callus of Triticum aestivum and Vicia faba ssp. minor were obtained from immature embryos and non-regenerating from mature embryos. Callus after four week induction was placed for three weeks on the media with 3% sucrose (ok. -0.42 MPA), 6% sucrose (ok. -0.71 MPA), and 3% sucrose together with 7% mannitol (ok. -1.33 MPA). After that, the amount of endogenous H₂O₂ and activity of SOD, CAT and POD were measured during the subsequent days of callus culture. 6% sucrose inhibited regeneration of wheat callus, and addition of 7% mannitol stimulated shoot regeneration in comparison with 3% sucrose, whereas did not change regeneration potential of field bean callus. Regenerating callus of wheat accumulated less endogenous H₂O₂ than nonregenerating one and showed a higher activity of SOD, CAT and POD. Regenerating callus of field bean showed a higher amount of endogenous H₂O₂ and antioxidative enzymes. The results of the experiments indicated that the oxidative stress caused by changes of osmotic potential of medium and type of carbohydrates play an important role in regulation of regeneration processes. The activities of antioxidative enzymes and endogenous level of H₂O₂ can be used in prognosis for the ability of tissues to differentiate and regenerate.
PL
Na procesy rozwojowe w kulturach in vitro wpływa wiele czynników środowiskowych, które mogą indukować proces regeneracji zakodowanego w genomie. Izolacja eksplantatów i indukcja kalusa w warunkach in vitro może powodować zmiany potencjału oksydo-redukcyjnego komórki. Celem eksperymentu było określenie wpływu potencjału osmotycznego pożywki na regenerację w kulturach in vitro z uwzględnieniem stresu oksydacyjnego. Regenerujący kalus Triticum aestivum i Vicia faba ssp. minor uzyskano z niedojrzałych zarodków, a nieregenerujący z dojrzałych zarodków. Kalus po 4-tygodniowej indukcji rósł przez trzy tygodnie na pożywkach z 3% sacharozą (ok. -0,42 MPA), 6% sacharozą (ok. -0,71 MpA) i 3% sacharozą z dodatkiem 7% mannitolu (ok. -1,33 MPA). Po tym czasie, ilość endogennego H₂O₂ i aktywność SOD, CAT i POD była mierzona w kolejnych dniach regeneracji kalusa. 6% sacharoza hamowała regeneracj ę kalusa pszenicy, a 7% mannitolu stymulował regenerację pędów w porównaniu z 3% sacharozą, ale nie zmieniał zdolności regeneracyjnych kalusa bobiku. Regeneruj ący kalus pszenicy akumulował mniej endogennego H₂O₂ niż nieregenerujący i wykazywał większą aktywność SOD, CAT i POD. Regenerujący kalus bobiku akumulował większą ilość H₂O₂ i wykazywał wyższą aktywność enzymów antyoksydacyjnych. Wyniki eksperymentu wykazuj ą, że stres oksydacyjny indukowany przez zmiany potencjału osmotycznego pożywki oraz rodzaj zastosowanych węglowodanów odgrywają rolę w regulacji procesu regeneracji. Aktywności enzymów antyoksydacyjnych i endogenny poziom H₂O₂ mogą być stosowane do prognozowania zdolności regeneracyjnych tkanek.
Wydawca
-
Rocznik
Tom
524
Opis fizyczny
p.221-230,fig.,ref.
Twórcy
autor
  • Institute of Plant Physiology, Polish Academy of Sciences, Niezapominajek 21, 30-239 Krakow, Poland
autor
autor
Bibliografia
  • Aebi H. 1984. Catalase in vitro. Meth Enzymol. 105: 121 - 126.
  • Beauchamp C. O., Fridovich I. 1971. Superoxide dismutase: improved assays and an assay applicable to acrylamide gels. Anal Biochem. 44: 276 - 287.
  • Blanc G., Lardet L., Martin A., Jacob J. L., Carron M. P. 2002. Differential carbohydrate metabolism conducts morphogenesis in embryogenic callus of Hevea brasiliensis (Mull. Arg.). J. Exp. Bot. 53(373): 1453 - 1462.
  • Blanc G., Michaux-Ferricre N., Teisson C., Lardet L., Carron M. P. 1999. Effects of carbohydrate addition on the induction of somatic embryogenesis in Hevea brasiliensis. Plant Cell Tiss. Organ Cult. 59(2): 103 - 112.
  • Bradford M. 1976. A rapid and sensitive method for the quantitation of microprogram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal. Biochem. 72: 248 - 254.
  • Choi Y. E., Soh W. Y. 1997. Enhanced somatic single embryo formation by plasmolyzing pretreatment from cultures of ginseng cotyledons. Plant Sci. 130: 197 - 206.
  • Chu C. C., Hill R. D., Brule-Babel A. I. 1990. High frequency of pollen embryoid formation and plant regeneration in Triticum aestivum L. on monosaccharide containing media. Plant Sci. 66: 255 - 62.
  • Iantcheva A., Slavov S., Prinsen E., Vlahova M., van Onckelen H., Atanassov A. 2005. Embryo induction and regeneration from root explants of Medicago truncatula after osmotic pre-treatment. Plant Cell Tiss Organ Cult. 81: 37 - 43.
  • Ishikawa T., Takeda T., Shigeoka S., Hirayama O., Mitsunaga T. 1993. Hydrogen peroxide generation in organelles of Euglena gracilis. Phytochem. 33: 1297 - 1299.
  • Jain R. K., Davey M. R., Cocking E. C., Wu R. 1997. Carbohydrate and osmotic requirements for high frequency plant regeneration from protoplast-derived colonies of Indica and Japonica rice varieties. J. Exp. Bot. 48(308): 751 - 758.
  • Jain R. K., Jain S., Wu R. 1996. Stimulatory effect of water stress on plant regeneration in aromatic Indica rice varieties. Plant Cell Rep. 15(6): 449 - 454.
  • Kamada H., Kobayashi K., Kiyosue T., Harada H. 1989. Stress induced somatic embryogenesis in carrot and its application to synthetic seed production. In Vitro Cell. Dev. Biol. Plant 25: 1163 - 1166.
  • Krsnik-Rasol M. 1991. Peroxidase as a developmental marker in plant tissue culture. Int. J. Dev. Biol. 35(3): 259 - 263.
  • Li S.-H., Kuoh Ch.-S., Chen Y.-H., Chen H.-H., Chen W.-H. 2005. Osmotic sucrose enhancement of single-cell embryogenesis and transformation efficiency in Oncidium. Plant Cell Tiss. Organ. Cult. 81: 183 - 192.
  • Lou H., Kako S. 1995. Role of high sugar concentrations in inducing somatic embryogenesis from cucumber cotyledons. Sci. Hort. 64: 11 - 20.
  • Lück H. 1962. Methoden der enzymatisch en Analyse. Verlag Chemie, GmbH Weinheim: 895 - 897.
  • McCord J. M., Fridovich i. 1969. Superoxide dismutase an enzymic function for ery-trocuperein (hemocuperein). J. Biol. Chem. 244: 6049 - 6055.
  • Murashige T., Skoog F. 1962. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiol. Plant. 15: 473 - 497.
  • Navarro-Alvarez W., Baenziger P. S., Eskridge K. M., Shelton D. R., Gustafson V. D., Hugo M. 1994. Effect of sugars in wheat anther culture media. Plant Breed. 112: 53 - 62.
  • Pasternak T. P., Prinsen E., Ayaydin F., Miskolczi P., Potters G., Asard H., Van Onckelen H. A., Dudits D., Feher A. 2002. The role of auxin, pH, and stress in the activation of embryogenic cell division in leaf protoplast-derived cells of alfalfa. Plant Physiol. 129: 1807 - 1819.
  • Shen B., Jensen R. G., Bohnert H. J. 1997. Increased resistance to oxidative stress in transgenic plants by targeting mannitol biosynthesis to chloroplasts. Plant Physiol. 113(4): 1177 - 1183.
  • Strickland S. G., Nichol J. W., McCau C. M., Stuart D. A. 1987. Effect of carbohydrate source on alfalfa somatic embryogenesis. Plant Sci. 48: 113 - 121.
  • Wetherell D. F. 1984. Enhanced adventitive embryogenesis resulting from plasmolysis of cultured wild carrot cells. Plant Cell Tiss. Organ. Cult. 3: 221 - 227.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikatory
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.dl-catalog-d249d26b-e237-4427-af37-c16706ea3e02
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.