بررسی القاء و باززائی کالوس کشت جنین نابالغ در شرایط درون شیشه‌ای گندم دوروم

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده علوم و مهندسی کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه رازی، کرمانشاه ایران.

2 مرکز تحقیقات غلات، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران.

چکیده

مقدمه: گندم دوروم به عنوان هشتمین محصول مورد کشت در دنیا جهت تولید اسپاگتی و ماکارونی کاربرد زیادی دارد. هم چنین از روش­های کشت درون شیشه­ای در مطالعات زیادی جهت کوتاه کردن دوره­های اصلاحی استفاده زیادی شده است.  جنین نابالغ گندم به عنوان بهترین ریزنمونه در استفاده از ریزنمونه­های مختلف گیاه گندم در تولید کالوس شناخته شده است. باززائی گیاه از کالوس نیز یک پدیده مورفوژنتیکی پیچیده است که تحت تأثیر عوامل مختلف داخلی و خارجی قرار می گیرد.
مواد و روش‌ها: به منظور بررسی القای کالوس از جنین نابالغ آزمایش بر اساس طرح پایه کاملاً تصادفی در پنج تکرار و با 11 ژنوتیپ گندم دوروم و برای مرحله باززائی از کالوس نیز آزمایش به­صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملاٌ تصادفی با دو فاکتور ژنوتیپ (11 سطح) و غلظت­های متفاوت هورمون بنزیل آمینوپورین در (سه سطح) در سه تکرار اجرا گردید.
یافته‌ها: تجزیه­های آماری صفات درصد القای کالوس، سرعت رشد (CGR) و درصد باززائی کالوس مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج در مرحله کالوس­زائی جنین نابالغ نشان داد که بین ژنوتیپ­ها از نظر درصد القای کالوس و سرعت رشد اختلاف معنی­دار وجود داشت. در باززائی نیز بین ژنوتیپ‌ها و سطوح مختلف تنظیم کننده­های رشد گیاهی از نظر درصد باززائی نیز اختلاف معنی­دار مشاهده شد(P≤%1). نتایج مقایسه میانگین نیز نشان داد که برای صفت سرعت رشد کالوس به ترتیب ژنوتیپ های Stj3//Bcr/lks4 و Quadalete//Erp/mol/3/unk/4/Mrb3/Mnal بیشترین سرعت رشد و برای درصد القاء کالوس ژنوتیپ25-25-1-5  بیشترین میزان القاء را نشان دادند. در مرحله باززائی نیز با بررسی سه غلظت متفاوت تنظیم کننده رشد گیاهی بنزیل آمینو پورین و تأثیر آن بر باززائی کالوس، ژنوتیپ­های 409 و Stj3//Bcr/lks4 بیشترین و ژنوتیپ 25-25-1-5 کمترین درصد باززائی را نشان دادند. بنابراین بر اساس نتایج به­دست آمده ژنوتیپ Stj3//Bcr/lks4 در بین ژنوتیپ­های مورد مطالعه به علت دارا بودن میزان کالوس­زائی و باززائی بیشتر به عنوان ژنوتیپ برتر در بین ژنوتیپ­ها در شرایط کشت درون شیشه­ای شناسائی گردید.
نتیجه‌گیری: بنابراین با توجه به در دسترس بودن جنین گندم می­توان آن را به عنوان یک منبع مؤثر در کشت بافت از طریق عوامل غیر وابسته که ممکن است در هسته یا سیتوپلاسم قرار گرفته به حساب آورد. طبق نتایج می­توان بیان داشت که موفقیت در کشت بافت تحت تأثیر عوامل مختلفی از قبیل ژنوتیپ، نوع ریز نمونه و غلظت تنظیم کننده­های رشد می­باشد که از نحوه پاسخ­دهی از رقمی به رقم دیگر نیز متفاوت است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Estimate of Callus Induction and Regeneration via Immature Embryo Culture to in vitro in Durum Wheat

نویسندگان [English]

  • leila akbari 1
  • kianoosh cheghamirza 1 2
  • Ezzatolah Farshadfar 1
1 Department of Plant Production and Genetics, Campus of Agriculture and Natural Resources, Razi University, Kermanshah, Iran.
2 Department of Plant Production and Genetics, Campus of Agriculture and Natural Resources, Razi University, Kermanshah, Iran. |Cereal Research Center, Razi University, Kermanshah, Iran.
چکیده [English]

Introduction: Durum wheat is known as the eighth agricultural product in the world and is used for spaghetti and pasta. In many studies, in vitro cultivation methods have been used a lot to shorten breeding periods. The use of different explants in the production of wheat embryo callus is known as the best explant in the production of callus. Plant regeneration from callus is also a complex morphogenetic phenomenon that can be affected by various internal and external factors.
Materials and methods: An experiment was conducted to study callus induction and regeneration of immature embryos with 11 genotypes of durum wheat. In the callus induction stage, two characteristics, callus induction, and callus growth rate based on the completely randomized design with five replications were measured. Callus derived from an immature embryo was conducted in MS medium containing BAP (0.5, 1 and 1.5 g/l) using an 11*3 factorial experiment based on the completely randomized design with three replications.
Results: Statistical analysis results in the callus induction stage showed a significant difference in the percentage of callus induction and callus growth rate among genotypes. Mean comparison results indicated that in the callus growth rate of genotypes, respectively Stj3//Bcr/lks4 and Quadalete//Erp/mol/3/unk/4/Mrb3/Mnal, had the fastest growth rate and at percentage callus induction genotype 25-25-1-5 showed the highest induction. In the regeneration phase with different concentrations of BAP growth regulator, genotypes 409 and Stj3//Bcr/lks4 showed the highest regeneration. Therefore, based on the results obtained in this study, Genotype Stj3//Bcr/lks4 was introduced as the best genotype among others due to giving the highest callus induction and regeneration.
Conclusion: Therefore, according to the availability of wheat embryos, it can be considered a suitable source in tissue culture through independent factors, which are located in the nucleus or cytoplasm. According to the results, it could be stated that the success in tissue culture is influenced by various factors such as genotype, type of micro sample, and concentration of growth regulators, which differs from one cultivar to another.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Regeneration
  • Callus induction
  • Immature embryo
  • Durum wheat
  • Growth Regulator

مراجع

Afridi, S., Imran, M., Hassan, S., Swati, Z, A., Shah, S, H. 2002. Callogenesis and plant regeneration in sugarcane. ScientificKhyber. 15(2):37-34
Ahmadian Tehrani, P., Amiri, M., Fazelzadeh, A. 2006. Effect of temperature treatment on callus regeneration in cultured immature embryos of various barley genotypes. Journal of Agricultural Science. 37-1(3): 521-529.
Arzani, A,. Myrodjagh, Sh.1998. Regeneration from immature embryo response of durum wheat varieties. Journal of Agricultural Science. 2(3): 61-70.
Bennacear, M. 2000. Callus formation and plant regeneration from young wheat spikes: Effect of genotypes. CIHEAM - Options Mediterraneennes. 40: 121-124.
Birsin, A, M., Onde, S,. Ozgen, M. 2007. Callus induction and plant regeneration from mature embryos of oat (Avena sativa L.). Turk J Biol.25:427- 437.
Fazeli-Nasab, B., Omidi, M., Amiritokaldani, M. 2012. Callus induction and plant regeneration of wheat mature embryos under abscisic acid treatment. International Journal of Agriculture and Crop Sciences. 4(1): 17-23
Golkar, P,. Arzani, A,. Mirmohammadi S, E, meibodi, M. 2005. Evaluation callus induction and plant regeneration from immature embryos of wheat. Journal of Agricultural Science. 9(1): 39-50
Grigoryeva, L. P., Shletser, I. A. 2006. Screening wheat cultures for morphogenesis ability in immature embryo in vitro. Biologe 30-41.
Hamdy, M., Areff, EI. 2002. Employment of maize immature embryo culture for improving drought tolerance. Proceeding of the Scientific Conference Agriculture Sciences, Fac of Agric. Assiut Univ., Assiut, Egypt. 463- 477.
IhsanShah, S., Swati, S. 2002. Genotype and hormonal effect on callus formation and regeneration in oat. Agric. 18(3):295-298.
IhsanShah, M., M, Jabeen., I, Ilahi. 2003. In vitro callus induction, its proliferation and regeneration in seed explants of wheat (Triticum aestivum L.) var.lu-26s. Pak. J. Bot. 35(2): 209-217.
Inagaki, M.1986. Callus induction and plant regeneration from immature haploid embryos of wheat. J. Breed. 36:49-53.
Karimi, H. 1992. Wheat. Academic Publishing Center.
Kahrizi, D,. Arminian, E,. Masumi asl,. A. 2005. In vitro plant breeding. Razi University Press.
Kourda, S,. Kato, H,. Ikeda, R. 1998. Heterosis and combining ability for callus growth rate in rice. Crop Science. 38: 333-336
Mirodjagh, S, Sh., Arzani, A. 1998. Study of plant regeneration from immature embryo culture in durum wheat (Triticum turgidium var. durum) cultivars. J. Agric. Sci & Nat. 2(3): 71-79.
Nasircilar, G., Turgut, K., Fiskin, K. 2006. Callus induction and plant regeneration from mature embryos of different wheat genotypes. Pak. Bot. 38(2): 637-645.
Ozgen, M, Turret, M,. Ozcan, S., Sancak, C. 1996. Callus induction and plant regeneration from immature and mature embryo of winter durum wheat genotypes. Plant Breed. 115(6):455-458.
Ozgen, M,. Turet, M,. Altinok, S,. Sancak, C. 1998. Efficient callus induction and plant regeneration from mature embryo culture of winter wheat (Triticum aestivum L.) genotypes. Plant Cell. 18: 331-335.
Pellegrineschi, A., Brito, R, M., Mclean, S., Hoisington, D. 2004. Effect of 2,4- dichlorophenoxyacetic acid on the establishment of callus and plant regeneration in durum and bread wheat. Plant Cell Tissue and Organ Culture. 77: 245-250.
Rahman, M, M., Shams Uddin, A, K, M., Asad., A. 2008. In vitro regeneration from mature embryos in spring wheat. Crop Prod. 3(2):76- 89.
Ruiming, B, T., Wany, H. 2008. Primary studies on tissue culture from mature embryos in diploid and tetraploid wheat. Agric. 2(3): 262-265.
Sarker, R, H., Biswas, A. 2002. In vitro plantlet regeneration and agrobacterium mediated genetic transformation of wheat. Plant Tissue Culture .12(2):155-165.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار