Indukowanie tetraploidów liliowca w kulturach in vitro

• Autorzy: Podwyszynska M. , Gabryszewska E. , Jasinski A. , Strycharczuk K.

Warianty tytułu

EN

In vitro tetraploid induction in daylily (Hemerocallis L.)

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wśród liliowców wiodącą pozycję zajmują obecnie tetraploidy. Ich kwiaty są niezwykle okazałe. Jednakże podczas przechodzenia z form diploidalnych do tetraploidalnych, przy użyciu kolchicyny, oprócz kompletnych tetraploidów powstają chimery - miksoploidy. Ponadto ze względu na silne działanie kancerogenne kolchicyny, coraz szerzej stosuje się antymitotyki mniej szkodliwe dla człowieka - oryzalinę, trifluralinę i amiprofos metylu. Celem badań było opracowanie efektywnej metody poliploidyzacji in vitro liliowca z wykorzystaniem alternatywnych dla kolchicyny, mniej szkodliwych dla człowieka antymitotyków. Do badań użyto ustabilizowane kultury pędów przybyszowych liliowca trzech diploidalnych genotypów: Hemerocallis multiflora, H. hybrida ‘Blink of An Eye’ i ‘Fizziwig’. Antymitotyki (mg·dm-3) - kolchicynę (500), oryzalinę (5 i 15), amiprofos metylu (5 i 10) oraz trifluralinę (50 i 100) dodawano do pożywki. Traktowano nimi kultury pędów przez 2 lub 7 dni, następnie pędy przenoszono na pożywkę stymulującą regenerację pędów (bez antymitotyków), na której utrzymywano je przez 2 lub 4 kolejne 6-tygodniowe cykle namnożeniowe, po czym je ukorzeniano i sadzono w szklarni. Po 2. i 4. cyklu namnożeniowym w zregenerowanych pędach oceniano poziom ploidalności metodą cytometrii przepływowej. Tetraploidy uzyskano odpowiednio dla każdego z genotypów: H. multiflora - 8 (13,1%), ‘Fizziwig’ - 6 (5,6%), ‘Blink of An Eye’ - 20 (15,4%). Najwięcej tetraploidów uzyskano przy zastosowaniu oryzaliny i APM. Kolchicyna w badanym stężeniu - 500 mg·dm-3 okazała się dla jednego genotypu wysoce fitotoksyczna - pędy zamarły. Efektywność uzyskania tetraploidów - średnia dla wszystkich genotypów i traktowań, wyniosła 11,4%. Wykryto także 9,4% miksoploidów.

EN

Tetraploids have a leading position among the daylily cultivars due to the desirable traits such as vigorous growth and large flowers. However, during the induction of polyploidy using colchicine, except the solid tetraploids, the mixiploids also occur. Moreover, colchicine is toxic to humans. Therefore this antimitotic agent should be substituted by other agents, such as amiprophos methyl, oryzalin or trifluralin, which are known to be less harmful. The objective of this study was to obtain daylily tetraploids and to develop an effective method of polyploidization using an alternative to the colchicine antimitotic agents. In vitro shoot cultures of three daylily diploid genotypes were used in this study: Hemerocallis multiflora, H. hybrida cultivars ‘Blink of An Eye’ and ‘Fizziwig’. Antimitotic agents (mg·dm-3), colchicine (500), oryzalin (5 and 15), amiprophos methyl (APM) (5 and 10) and trifluralin (50 and 100) were added to a regeneration medium. Shoot clumps were exposed to the antimitotic agents for two or seven days and then transferred on the same medium without these agents. On those media, the explants were subcultured two or four times every six weeks. Then the regenerated shoots were rooted in vitro and planted in a greenhouse. Ploidy level was evaluated using flow cytometry. Tetraploids were detected for each genotype, eight (13.1%) in Hemerocallis multiflora, six (5.6%) in the cultivar ‘Fizziwig’, and twenty ones (15.4%) in ‘Blink of An Eye’. The highest numbers of tetraploids, approximately 20%, were obtained for the treatments with APM and trifluralin. Colchicine at the tested concentration revealed a highly phytotoxic effect, all explants of one of the genotypes died. The efficiency of polyploidization, an average for all genotypes and treatments, was 11.4%. There were also 9.4% mixoploids detected.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
• Rocznik: 2010
• Tom: 551
• Opis fizyczny: s.263-274,tab.,wykr.,fot.,bibliogr.

Twórcy

autor

Podwyszynska M.

• Pracownia Kultur Tkankowych Roślin Ozdobnych, Instytut Sadownictwa i Kwiaciarstwa, ul.Pomologiczna 18, 96-100 Skierniewice

autor

Gabryszewska E.

autor

Jasinski A.

autor

Strycharczuk K.

Bibliografia

• Arisumi T. 1972. Stabilites of colchicine-induced tetraploid and cytochimeral daylilies. The Journal of Heredity 63: 15-18.
• Bajer A.S., Mole-Bajer J. 1986. Drugs with colchicyne-like effects that specifically dissasemble plant but not animal microtubules. Ann. N.Y. Acad Sci. 466: 767-784.
• Carvalho J.F.R.P., Carvalho C.R., Otoni W.C. 2005. In vitro induction of polyploidy in annatto (Bixa orellana). Plant Cell Tiss. Org. Cult. 80: 69-75.
• Chalak L., Legave M.J. 1996. Oryzalin combined with adventitious regeneration for an efficient chromosome doubling of trihaploid kivifruit. Plant Cell Rep. 16: 97-100.
• Chunsheng L., Bridgen M.P. 1997. Chromosome doubling and fertility study of Alstroemeria aurea x A. caryophyllaea. Euphytica 94: 75-81.
• Cohen D., Yao J.L. 1996. In vitro chromosome doubling of nine Zantedeschia cultivars. Plant Cell Tiss Org. Cult. 47: 43-49.
• Dolezel J., Binarova P. 1989. The effect of colchicine on ploidy level, morphology and embryogenic capacity of alfalfa suspension cultures. Plant Sci. 64: 213-219.
• Eeckhaut T., Van Huylenbroeck J., De Schepper S., Van Labeke M.C. 2006. Breeding for polyploidy in Belgian azalea (Rhododendron simsii hybrids). Acta Hort. 714: 113-118.
• Gabryszewska E., Wojtania A. 2005. Metody rozmnażania liliowca. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln. 504: 575-583.
• Gatlin F.L., Brennan J.R. 2002. Tetraploid daylilies. The New Daylily Handbook. American Hemerocallis Society Inc, USA: 251-264.
• Jakše M., Havey M.J., Bohanec B. 2003. Chromosome doubling procedures of onion (Allium cepa L.) gynogenic embryos. Plant Cell Rep. 21: 905-910.
• Lemańska U., Gabryszewska E. 2000. Rozmnażanie liliowca in vitro. Zesz. Nauk. Inst. Sadown. i Kwiaciar. 7: 291-296.
• Morejohn L.C., Fosket D.E. 1984. Inhibition of plant mictotubule polymerization in vitro by the phosphoric amide herbicide amiprophos-methyl. Science 224: 874-876.
• Petersen K.K., Hagberg P., Kristiansen K. 2003. Colchicine and oryzalin mediated chromosome doubling in different genotypes of Miscanthus sinensis. Plant Cell Tiss. Org. Cult. 73: 137-146.
• Podwyszyńska M., Gabryszewska E., Jasiński A., Sochacki D. 2009. Histogenic identification by cytological analysis of colchicine-induced polyploids of Hemerocallis. Acta Hort (in press).
• Rogalska S.M., Achrem M., Kalinka A. 2007. Mechanizmy zmian genomowych i zmian w ekspresji genów w mieszańcowych poliploidach roślin. Kosmos 56(3-4): 421-433.
• Saito H., Mizunashi K., Tanaka S., Adachi Y., Nakano M. 2003. Ploidy estimation in Hemerocallis species and cultivars by flow cytometry. Sci. Hortic. 97: 185-192.
• Song P., Kang W., Peffley E.B. 1997. Chromosome doubling of Allium fistulosum x A. cepa interspecific F1 hybrids through colchicines treatment of regenerating callus. Euphytica 93: 257-262.
• Stanys V., Weckman A., Staniene G., Duchovskis P. 2006. In vitro induction of polyploidy in Japanese quince (Chaenomeles japonica). Plant Cell Tiss. Org. Cult. 84: 263-268.
• Śliwińska E. 1996. Flow cytometric analysis of the cell cycle of sugar-beet seed during germination. J. Apel. Genet. 37A: 254-257.
• Śliwińska E. 2008. Zastosowanie cytometrii przepływowej do oznaczania zawartości DNA u roślin. Postępy Biologii Komórki 35, supl. 24: 165-176.
• Śliwińska E., Jansen R. 1997. Estimation of the share of components of different ploidy in anisoploid sugar-beat (Beta vulgaris L.) populations by flow cytometry. J. Appl. Genet. 38: 151-160.
• Väinölä A. 2000. Polyploidization and early screening of Rhododendron hybrids. Euphytica 112: 239-244.
• Wojciechowicz M.K. 2009. Anti-mitotic agents in Salix viminalis polyploid plant induction. Acta Biol. Cracov. Ser. Botanica, 51 suppl. 1: 26.

Uwagi

PL

Rekord w opracowaniu