Induction of autotetraploidy in dragonhead [Dracocephalum moldavica L.] by colchicine treatment

• Autorzy: Omidbaigi R , Yavari S. , Hassani M.E. , Yavari S.

Warianty tytułu

PL

Indukcja autotetraploidalnosci u pszczelnika moldawskiego [Dracocephalum moldavica L.] za pomoca kolchicyny

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The genome doubling agent colchicine was used effectively to obtain tetraploid plants in dragonhead. Treatment of apical meristem of seedlings was carried out in two stages. The first stage was when the cotyledon leaves emerged. The second stage was when the two true leaves emerged. Six levels of colchicine concentrations: 0, 0.05, 0.1, 0.2, 0.5, and 0.75% were applied in each of these stages. Seedling treatment in the stage of emergence of two true leaves with 0.1% colchicine solution proved to be the most effective in producing autotetraploids. Morphological, cytological and flow cytometry analyses showed the increase of chromosome numbers from 2n=2x=10 to 2n=4x=20. The increase of ploidy levels caused major changes in some morphological and physiological traits and active substances in dragonhead.

PL

Kolchicyna, substancja powodująca podwojenie liczy chromosomów, została zastosowana do wytworzenia tetraploidalnych ro ślin pszczelnika mołdawskiego. Traktowanie merystemu apikalnego siewek przeprowadzono w dwóch fazach rozwojowych - pojawienia się liści zarodkowych oraz pojawienia się dwóch liści w Mściwych. W każdej z tych faz zastosowano sześć stężeń kolchicyny: 0; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 oraz 0,75%. Traktowanie w fazie dwóch liści właściwych przy stężeniu kolchicyny na poziome 0,1% okazało się najbardziej efektywne dla otrzymania autotetraploidów. Analizy morfologiczne, cytologiczne oraz cytometria przepływowa wykazały zwiększenie liczby chromosomów z 2n=2x=10 do 2n=4x=20. Wzrost poziomu ploidalności spowodował duże zmiany niektórych cech morfologicznych i fizjologicznych oraz w zawartości i składzie substancji aktywnych u pszczelnika mołdawskiego.

Słowa kluczowe

EN

dragonhead; Dracocephalum moldavica; colchicine; tetraploid plant; flow cytometry; chromosome; herbaceous plant; medicinal property

• Wydawca: -
• Czasopismo: Journal of Fruit and Ornamental Plant Research
• Rocznik: 2010
• Tom: 18
• Numer: 1
• Opis fizyczny: p.23-35,fig.,ref.

Twórcy

autor

Omidbaigi R

• Tarbiat Modares University, P.O. Box 16415-381, Tehran, Iran

autor

Yavari S.

autor

Hassani M.E.

autor

Yavari S.

Bibliografia

• Adaniya S., Shirai D. 2001. In vitro induction of tetraploid ginger (linger officinalis Roscoe) and its pollen fertility germinability. SCI. HORT. 88: 277-287.
• Ajalin I., Kobza F., Dolezel J. 2002. Ploidy identification of doubled chromosome number plants in Viola^wittrockiana Gams. M 1- generation. HORT. SCI. 29: 35-40.
• Bernath J. 2002. Strategies and recent achievements in selection of medicinal and aromatic plants. ACTA HORT. 576:115-128.
• Bertea C.M., Azzolin C.M.M., Bossi S., Doglia G., Maffei M.E. 2005. Identification of an EcoRI restriction site for a rapid and precise determination of P-asarone-free Acorus calamus cytotypes. PHYTOCHEMISTRY 66: 507-514.
• Dastmalchi K., Dorman H.J.D., Kosar M., Hiltunen R. 2007. Chemical composition and in vitro antioxidant evaluation of a water-soluble Moldavian balm (Dracocephalum moldavica L.) extract. FOOD SCI. TECHNOL. 40: 239-248.
• Dhawan O.P., Lavania U.C. 1996. Enhancing the productivity of secondary metabolites via induced polyploidy: a review. EUPHYTICA 87: 81-89.
• Dijkestra H., Speckmann G.J. 1980. Autotetraploidy in Caraway (Carum carvi L.) for the increase of aetheric oil content of the seed. EUPHYTICA 29: 89-96.
• European pharmacopoeia, 1983. Vol. 1. Maissoneuve, SA. Sainte Rufine.
• Gabler J. 2002. Breeding for resistance to biotic and abiotic factors in medicinal and aromatic plants: general situation and current results in annual caraway. J. HERBS SPICES MED. PLANTS 9: 1-11.
• Gonzalez L.D.J., Weathers P.J. 2003. Tetraploid Artemisia annua hairy roots produce more artemisinin than diploids. PLANT CELL REP. 21: 809-813.
• Gu X.F., Yang A.F., Meng H., Zhang J.R. 2005. In vitro induction of tetraploid plants from diploid Zizyphus jujuba Mill. cv. Zhanhua. PLANT CELL REP. 24: 671-676.
• Lavania U.C. Srivastava S. 1991. Enhanced productivity of tropane alkaloids and fertility in artificial autotetraploids of Hyoscyamus niger L. EUPHYTICA 52: 73-77.
• Omidbaigi R. 2005. Production and processing of medicinal plants. Vol. 3 (5th).
• Pundir R.P.S., Rao N.K., Maesen L.J.G. 1983. Induced autotetraploidy in Chickpea (Cicer arientinum L.). THEOR. APPL. GENET. 65: 119­122.
• Roy A.T., Leggett G., Koutoulis A. 2001. In vitro tetraploid induction and generation of tetraploids from mixoploids in hop (Humulus lupulus L.). PLANT CELL REP. 20: 489­495.
• Saharkhiz M.J. 2007. The effects of some environmental factors and ploidy level on morphological and physiological characteristics of feverfew (Tanacetum parthenium L.) medicinal ornamental plant. PhD. thesis, Tarbiat Modarres University, Iran.
• Tambong J.T., Sapra V.T., Garton S. 1998. In vitro induction of tetraploids in colchicine-treated cocoyam plantlets. EUPHYTICA 104: 191­197.
• Tamura M., Tao R., Sugiura A. 1996. Production of dodecaploid plants of Japanese persimmon (Diospyros kaki L.) by colchicine treatment of protoplasts. PLANT CELL REP. 15: 470-473.
• Yan G.X., Zhang S.Z., Xue F.H., Wang L.Y., Yun J.F., Fu X.Q. 2000. The chromosome numbers and natural distribution of 38 forage plants in north China. GRASSLAND OF CHINA (ZHONGGUO CAOYUAN) 5: 1-5.
• Yokoya K., Roberts A.V., Mottley J., Lewis R., Brandham P.E. 2000. Nuclear DNA amounts in roses. ANN. BOT. 85: 554­561.
• Zhang Y.X. 1994. Studies on chromosomes of some plants from Guandi mountain, shanix. J. WUHAN BOT. RES. 12: 201-206