PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
2004 | 496 | 2 |

Tytuł artykułu

Stress as a trigger for androgenesis induction in isolated microspore culture of wheat (Triticum aestivum L.)

Treść / Zawartość

Warianty tytułu

PL
Wpływ stresu na indukcję androgenezy w kulturach izolowanych mikrospor pszenicy (Triticum aestivum L.)

Języki publikacji

EN

Abstrakty

EN
The effect of various stress treatments (cold, heat, starvation) and its combinations on androgenesis induction in isolated microspore cultures of spring wheat (Triticum aestivum L.) was under the study. On the basis of our preliminary experiments, spring wheat cultivar Minaret recognized as responsive for androgenic development was selected and used in the study. The anthers were aseptically isolated from freshly cut or cold-pretreated (9-14 days at 4°C) tillers. The anthers were precultured in starvation B medium or rich AT3 medium at 5, 26 or 33°C. After 4 days, microspores were mechanically isolated and cultured in AT3 medium at a density 1 x 10⁵ microspores per cm³, at 26°C, in the dark. Well-developed embryos were transferred to solid 190-2 medium and cultured at 26°C, in the dim light. Cytological observations were done in 2-weeks intervals with inverted light microscope. The analysis of the number of spontaneously shed microspores and its cytological characterization conducted after 4-day anther pre-culture was a good indicator of culture androgenic potential. The effectiveness of androgenesis induction was depended on the type and sequence of stress treatments. The highest intensity of stress treatment (combination of cold pretreatment of tillers with heat and carbohydrate/nitrogen starvation stresses applied to anthers) induced the most effective androgenic development and as result a great number (about 100 per dish) of multicellular androgenic structures were formed. However, the final effect (the number of globular embryos big enough to be transferred onto regeneration medium) was not satisfying (max 50 embryos per dish). Cold shock applied both to tillers or anthers enhanced androgenic development and plant regeneration. The percentage of regenerating embryos ranging from 0 to 50%. However all regenerates were chlorophyll-lacking (albino) plants. In the control cultures (no stress treatment) microspores continued their normal gametophytic development.
PL
W przedstawionej pracy badano zdolności do rozwoju androgenicznego w kulturach izolowanych mikrospor pszenicy jarej poddanej działaniu różnych czynników stresowych. Ze świeżo ściętych lub uprzednio traktowanych chłodem kłosów (9-14 dni w 4°C) izolowano pylniki wykładając je na płynną pożywkę hodowlaną AT3 lub płynną pożywkę „głodową” B. Kultury umieszczano w temperaturze 5, 26 lub 33°C. Mikrospory izolowano mechanicznie i hodowano w pożywce AT3, w ciemności, w 26°C. Zregenerowane zarodki przenoszono na stałą pożywkę 190-2 i hodowano w 26°C. Hodowli towarzyszyły obserwacje cytologiczne wykonywane przy użyciu świetlnego mikroskopu odwróconego. W kulturach izolowanych mikrospor badanego genotypu pszenicy jarej, stres okazał się być czynnikiem niezbędnym dla zaindukowania rozwoju androgenicznego; mikrospory niepoddane działaniu stresu kontynuowały gametofityczną drogę rozwoju. Dobór czynnika indukującego stres wpływał znacząco na efektywność androgenezy i zdolności regeneracyjne zarodków. Wstępne traktowanie chłodem kłosów nie było czynnikiem niezbędnym dla zaindukowania androgenezy, jednakże niska temperatura działająca na kłosy i/lub izolowane pylniki wyraźnie podnosiła efektywność indukcji i zdolności regeneracyjne zarodków. Najbardziej efektywnym w indukowaniu androgenezy było połączenie działania stresu temperaturowego (33°C) ze stresem głodowym (20-100 wielokomórkowych struktur na obiekt). Liczba zarodków zdolnych do regeneracji wynosiła od 0 do 50%, jednakże nie uzyskano roślin zielonych.

Słowa kluczowe

Wydawca

-

Rocznik

Tom

496

Numer

2

Opis fizyczny

p.591-599,fig.,ref.

Twórcy

autor
  • Institute of Plant Physiology, Polish Academy of Sciences, Podluzna 3, 30-239 Krakow, Poland
autor
  • Institute of Plant Physiology, Polish Academy of Sciences, Podluzna 3, 30-239 Krakow, Poland
autor
  • Institute of Plant Physiology, Polish Academy of Sciences, Podluzna 3, 30-239 Krakow, Poland
autor
  • Institute of Plant Physiology, Polish Academy of Sciences, Podluzna 3, 30-239 Krakow, Poland
  • Institute of Plant Physiology, Polish Academy of Sciences, Podluzna 3, 30-239 Krakow, Poland

Bibliografia

  • Atanassov A., Zagorska N., Boyadjiev P., Djilianov D. 1995. In vitro production of haploid plants. World J. Microb. Biot. 11: 400-408.
  • Day A., Ellis T.H.N. 1984. Chloroplast DNA deletions associated with wheat plants regenerated from pollen: possible basis for maternal inheritance of chloroplasts. Cell 39: 359-368.
  • Day A., Ellis T.H.N. 1985. Deleted forms of plastid DDNA in albino plants from cereal anther culture. Curr. Genet. 9: 671-678.
  • Gaillard A., Vergne P., Beckert M. 1991. Optimization of maize isolation and conditions for reliable plant regeneration. Plant Cell Rep. 10: 55-58.
  • Gustafson V., Baenziger P.S., Wright M.S., Stroup W.W., Yen Y. 1995. Isolated wheat microspore culture. Plant Cell Tissue Org. Cult. 42: 207-213.
  • Harada T., Sato T., Asaka T., Matsukawa I. 1991. Large-scale deletions of plastid DNA in the rice anther culture. Theor. Appl. Genet. 81: 157-161.
  • Hofinger B.J., Ankele E., Gülly CH., Heberle-Bors E., Pfosser M.F. 2000. The involvement of the plastid genome in albino plant regeneration from microspores in wheat. ‘Biotechnological approaches for utilisation of gametic cells’. Materials from COST 824 final meeting, Bled, Slovenia, 1-5 VII 2000: 215-228.
  • Hu T.C., Kasha K.J. 1997. Improvement of isolated microspore cultures of wheat (Triticum aestivum L.) through ovary co-culture. Plant Cell Rep. 16: 520-525.
  • Huang B., Sunderland N. 1982. Temperature-stress pretreatment in barley anther culture. Ann. Bot. 49: 77-88.
  • Indrianto A., Heberle-Bors E., Touraev A. 1999. Assessment of various stresses and carbohydrates for their effect on the induction of embryogenesis in isolated wheat microspores. Plant Sci. 143: 71-79.
  • Kasha K.J., Ziauddin A., Simon E., Simon A.A., Chen Yu Rong 1990. Barley and wheat microspore culture. Plant Cell Rep. 9: 69-72
  • Kunz C., Islam S.M.S., Berberat J., Peter S.O., Büter B., Stamp P., Schmid J.E. 2000. Assessment and improvement of wheat microspore derided embryo induction and regeneration. J. Plant Physiol. 156: 190-196.
  • Kyo M., Harada H. 1986. Control of the developmental pathway of tobacco pollen in vitro. Planta 168: 427-432.
  • Lazar M.D., Schaeffer G.W., Baenziger P.S. 1990. The effects of interactions of culture environment with genotype on wheat (Triticum aestivum L.) anther culture response. Plant Cell Rep. 8: 525-529.
  • Moieni A., Sarrafi A. 1995. Genetic analysis for haploid-regeneration responses of hexaploid-wheat anther cultures. Plant Breeding 114: 247-249.
  • Ohnoutková L., Novotný J., Müllerová E., Vagera J., Kučera L. 2000. Is a cold pretreatment really needed for induction of in vitro androgenesis in barley and wheat? „Biotechnological approaches for utilisation of gametic cells”. Materials from COST 824 final meeting, Bled, Slovenia, 1-5 VII 2000: 33-37.
  • Raina S.K. 1997. Doubled haploid breeding in cereals. Plant Breeding Reviews 15: 141-186.
  • Torp A.M., Hansen A.L., Holme I.B., Andersen S.B. 2000. Genetic markers for haploid formation in wheat anther culture. „Biotechnological approaches for utilisation of gametic cells”. Materials from COST 824 final meeting, Bled, Slovenia, 1-5 VII 2000: 269-273.
  • Touraev A., Ilham A., Vicente O., Heberle-Bors E. 1996a. Stress induced microspore embryogenesis from tobacco microspores: an optimized system for molecular studies. Plant Cell Rep. 15: 561-565.
  • Touraev A., Indrianto I., Wratschko I., Vicente O., Heberle-Bors E. 1996b. Efficient microspore embryogenesis in wheat (Triticum aestivum L.) induced by starvation at high temperature. Sex. Plant Reprod. 9: 209-215.
  • Touraev A., Vicente O., Heberle-Bors E. 1997. Initiation of microspore embryogenesis by stress (a review). Trends Plant Sci. 2: 285-323.
  • Zhuang J.J., Xu J. 1983. Increasing differentiation frequencies in wheat pollen callus, in: Cell and tissue culture techniques for cereal crop. Hu H., Vega M.R. (eds). Improvement Science Press, Beijing: 431.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikatory

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.agro-d8201435-5b54-41c6-ab69-9653b1337ca4
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.