Androgenic response of Capsicum interspecific hybrids and capsaicinoid characteristics of DH lines

• Autorzy: Nowaczyk L. , Banach-Szott M. , Olszewska D. , Nowaczyk P.

Warianty tytułu

PL

Odpowiedź androgeniczna mieszańców międzygatunkowych Capsicum i charakterystyka kapsaicynoidowa linii DH

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the research on induced androgenesis, eight groups of plants, the progeny of interspecific hybrid of Capsicum frutescens L. x C. annuum L., were used. Half of them were standard hard-flesh forms, while the others have represented SS or Ss genotype conditioning the soft flesh of ripe fruit. Anthers from the plants of six groups produced mixoploid callus and the DNA content ranged from 1C to 16C. Three groups formed embryos which converted into plants. The total number of regenerants was 19, included both androgenic haploids (13) and diploids (6). The results did not allow to present the simple relationship between the physiological feature of soft-flesh and the effectiveness of androgenesis. Pungent, soft-flesh genotypes appeared as a poor responsive in anther culture. The R2 and R3 generation of two soft-flesh diploids, evaluated in two-year experiments, showed full phenotypic uniformity, proofing the androgenic origin of diploids. These DH lines were different with regard to capsaicinoid profiles. The content of capsaicinoids ranged from 0.056 to 2.170 and from 0.019 to 1.610 g·kg-1 for capsaicin and dihydrocapsaicin, respectively. The highest concentration of the compounds was observed in the placenta. Although the androgenic effectiveness was not fully satisfactory, the doubled haploid technology can be used for the rapid genetic stabilization of soft-flesh Capsicum spp. recombinants and the special attention should be paid to the spontaneous androdiploids.

PL

W badaniach nad indukowaną androgenezą wykorzystano osiem grup roślin będących potomstwem mieszańców międzygatunkowych Capsicum frutescens L. x C. annuum L. Połowa z nich była standardowymi formami twardoowocowymi, podczas gdy pozostałe reprezentowały fenotyp miękkiego miąższu warunkowany przez dominujący allel S. Pylniki z sześciu grup roślin wytwarzały miksoploidalny kalus, a zawartość DNA wahała się w zakresie od 1C do 16C. Trzy grupy formowały zarodki, które przeszły skuteczną konwersję w rośliny. Ogólna liczba regeneratów wyniosła 19, wliczając w to zarówno haploidy (13), jak też diploidy (6). Uzyskane rezultaty nie pozwoliły na zaprezentowanie zależności między fizjologiczną cechą miękkiego miąższu a efektywnością androgenezy. Ostre formy typu soft-flesh okazały się mało wydajne w kulturze pylników. Pokolenia R2 i R3 dwóch diploidów soft-flesh, ocenione w dwuletnich badaniach wykazały całkowite wyrównanie fenotypowe, potwierdzając tym androgeniczne pochodzenie. Pokolenia te były zróżnicowane pod względem profili kapsaicynoidowych, a zawartość wymienionych metabolitów wahała się między 0,056–2,170 a 0,019–1,610 g·kg-1 odpowiednio dla kapsaicyny i dihydrokapsaicyny, przy czym największą koncentrację stwierdzono w łożysku. Chociaż obserwowana efektywność androgenezy nie była w pełni satysfakcjonująca, to technologia podwojonych haploidów może być wykorzystywana do szybkiej stabilizacji genetycznej rekombinantów soft-flesh Capsicum spp. Szczególną uwagę należy poświęcić spontanicznym androdiploidom.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Herba Polonica
• Rocznik: 2014
• Tom: 60
• Numer: 4
• Opis fizyczny: p.50-59,fig.,ref.

Twórcy

autor

Nowaczyk L.

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

autor

Banach-Szott M.

• Department of Environmental Chemistry, University of Technology and Life Sciences in Bydgoscz, Bernardynska 6, 85-029 Bydgoszcz, Poland

autor

Olszewska D.

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

autor

Nowaczyk P.

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

Bibliografia

• 1. Pickersgill B. Genetic resources and breeding of Capsicum spp. Euphytica 1997; 96:129-133.
• 2. Nowaczyk P, Nowaczyk L, Banach M. Przyborowska D. Technological Characteristics of Capsicum spp. Soft-Flesh Forms. Acta Hortic 2007; 744:455-459.
• 3. Chambonnet D. Production of haploid pepper plants. Bulletin Interne de la Station d‘Amelioration des Plantes Maraicheres d‘ Avignon-Montfavete. France 1988:1-10.
• 4. Supena EDJ, Muswita W, Suharsono S, Custers JBM. Evaluation of crucial factors for implementing shed-microspore culture of Indonesian hot pepper (Capsicum annuum L.) cultivars. Scientia Horticulturae, 2006; 107:226-232.
• 5. Kim M, Jang I, Kim J, Park E, Yoon M, Lee Y. Embryogenesis and plant regeneration of hot pepper (Capsicum annuum L.) through isolated microspore culture. Plant Cell Reports 2007; 27:425-434.
• 6. Lantos C, Juhasz AG, Somogyi G, Otvos K, Vagi P, Mihaly R, Kristof Z, Somogyi N, Pauk J. Improvement of isolated microspore culture of pepper (Capsicum annuum L.) via co-culture with ovary tissues of pepper or wheat. Plant Cell Tiss Organ Cult 2009; 97:285-293.
• 7. Nowaczyk P, Kisiała A, Olszewska D. Induced androgenesis of Capsicum frutescens L. Acta Physiol Plant 2006; 28:523-527.
• 8. Irikova T, Grozeva S, Rodeva V. Anther culture in pepper (Capsicum annuum L.) in vitro. Acta Physiol Plant 2011; 33:1559-1570.
• 9. Galbraith DW, Harkins KR, Maddox M, Ayres NM, Sharma DP, Firoozabady E. Rapid flow cytometric analysis of cell cycle in intact plant tissue. Science 1983; 220:1049-1051.
• 10. Collins MD, Wasmund LM, Bosland PW. Improved method for quantyfying capsaicinoides in Capsicum using high-performance liquid chromatography. Hort Sci 1995; 30:137-139.
• 11. Matsubara S, Yamamoto M, Hyuan JM, Murakami K. Embryoid and callus formation from microspores by anther culture from July to November in pepper (Capsicum annuum L.). Sci Rep Fac Agric, Okayama University, 1998; 87:117-122.
• 12. Koleva-Gudeva LR, Spasenovski M, Trajkova F. Somatic embryogenesis in pepper anther culture: The effect of incubation treatments and different media. Sci Hortic 2007; 111:114-119.
• 13. Ercan N, Sensoy FA, Sensoy AS. Influence of growing season and donor plant age on anther culture response of some pepper cultivars (Capsicum annuum L.). Sci Horticult 2006; 111:16-20.
• 14. Supena EDJ, Suharsono S, Jacobsen E, Custers JBM. Successfull developement of a shed – microspore culture protocol for double haploid production in Indonesian hot peppers. Plant Cell Rep 2004; 20:1-10.
• 15. Morrison RA, Konig RE, Evans DA. Anther culture of an interspecific hybrids of Capsicum. J Plant Physiol 1996; 126:1-9.
• 16. Regner F. Anther and microspore culture in Capsicum. In: Jain SM, Sopory SK, Veilleux RE (eds.). In vitro haploid production in higher plants. Kluwer Academic Publisher, The Netherlands. 1996:77-89.
• 17. Mityko J, Fari M. Problems and results of doubled haploid plants production in pepper (Capsicum annuum L.) via anther and microspore culture. Acta Horticult 1997; 447:281-288.
• 18. Rao GU, Paran I. Polygalacturonase: a conditate gene for the soft-flesh and deciduous fruit mutation in Capsicum. Plant Molec Biol 2003; 51:135-141.
• 19. Nowaczyk P, Olszewska D, Kisiała A. Individual reaction of Capsicum F2 genotypes in anther cultures. Euphytica 2009; 168:225-233.
• 20. Kurian AL, Starks AN. HPLC analysis of capsaicinoids extracted from whole orange Habanero chili peppers. J Food Sci 2002; 67:956-962.
• 21. Cisneros-Pineda O, Torres-Tapia LW, Gutierres-Pacheco LC, Contreras-Martin F, Gonzales-Estrada T, Peraza-Sanchez SR. Capsaicinoids quantification in chilli peppers cultivated in the state of Yucatan, Mexico. Food Chem 2007; 104:755-1760.
• 22. Ayuso MC, Bernalte MJ, Lozano M, Garcia MI, Montero de Espinosa V, Perez MM, Hernandez MT Somogyi N. Quality characteristics of different red pepper cultivars (Capsicum annuum L.) for hot paprika production. Eur Food Res Technol 2008; 227:557-563.

Identyfikatory

DOI

10.1515/hepo-2015-0004