ارزیابی غلظت های مختلف تنظیم کننده‌های رشد بر باززایی کشت جنین بالغ ژنوتیپ‌های گندم دوروم

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 ارزیابی اثر تنظیم کننده‌های رشد بر باززایی کشت جنین بالغ ژنوتیپ‌های گندم دوروم در شرایط این ویترو

2 موسسه تحقیقات کشاورزی دیم کشور، معاونت سرارود، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرمانشاه، ایران

چکیده

مقدمه: مهم‌ترین و مؤثرترین شاخص در کشت درون‌شیشه‌ای، باززایی گیاه از کالوس القاء شده است که تحت تأثیر ژنوتیپ و ریزنمونه اولیه قرار می‌گیرد.
مواد و روش‌ها: در این بررسی، پنج ژنوتیپ مختلف گندم دوروم به باززایی کالوس تحت تأثیر تنظیم کننده­های رشد با استفاده از کشت جنین بالغ در آزمایشگاه کشت بافت دانشکده کشاورزی دانشگاه رازی مورد بررسی قرار گرفت. بدین ترتیب که جنین­های بالغ ژنوتیپ­های مورد مطالعه جدا و در محیط MS تحت تأثیر تنظیم کننده رشد BAP (6-benzylaminopurine) و IAA (Indole-3-acetic acid) کشت داده شدند. کالوس­های حاصل از جنین­های بالغ در ژنوتیپ­های مورد بررسی، تحت تأثیر چهار سطح تیمار هورمون BAP (5/0، 1، 2 و 5/2 میلی­گرم در لیتر) و 1 میلی­گرم در لیتر IAA قرار داده شدند. این آزمایش بصورت فاکتوریل 5×4 در قالب طرح کاملاً تصادفی، با نمونه برداری در سه تکرار و با چهار نمونه در هر تکرار اجرا شد. دو تا چهار هفته بعد از انتقال کالوس‏ها به اتاقک رشد، درصد کالوس­های باززایی شده در هر ژنوتیپ یادداشت برداری شد.
یافته‌ها: نتایج تجزیه واریانس نشان داد که بین ژنوتیپ‎های مورد مطالعه از نظر باززایی اختلاف بسیار معنی‌داری در سطح احتمال یک درصد و بین سطوح مختلف هورمون  BAPدر سطح احتمال پنج درصد اختلاف آماری معنی­داری وجود داشت. بررسی اثر هورمون BAP در مرحله باززایی بر روی کالوس حاصل از جنین بالغ گندم دوروم نشان داد که اثر متقابل بین ژنوتیپ و سطوح مختلف هورمون، معنی‌دار نگردیده است. این می‌تواند نشان دهد که سطوح مختلف هورمون در تمامی ژنوتیپ‌ها دارای رفتار مشابهی بوده است. نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل آماری نشان داد که در بین ژنوتیپ‎های مورد مطالعه از نظر درصد باززایی گیاهچه، ژنوتیپ 37-24-2-3 از بیشترین درصد باززایی برخوردار بوده و ژنوتیپ 240 دارای کمترین میزان باززایی بود. مقایسه میانگین بین سطوح مختلف هورمون BAP نشان داد که سطح هورمون 5/0 میلی­گرم در لیتر بیشترین باززایی و سطح هورمون 5/2 میلی­گرم در لیتر کمترین باززایی را نشان داد و اثر متقابل ژنوتیپ در سطح هورمون معنی­دار نبود. تنوع قابل توجهی بین ژنوتیپ­های گندم دوروم از لحاظ درصد باززایی مشاهده گردید که نشان‎دهنده وابستگی معنی­دار این صفت به ژنوتیپ می‌باشد. بین درصد باززایی و سطوح مختلف هورمون رابطه خطی معنی‌دار مشاهده گردید که بیانگر کاهش میزان باززایی با افزایش سطح هورمون تا 5/2 میلی‌گرم بر لیتر بود.
نتیجه‌گیری: پاسخ متفاوت ژنوتیپ‌های گندم دوروم به القاء کالوس و باززایی گیاهچه می‌تواند حاکی از متفاوت بودن ظرفیت ژنوتیپ‌ها در استفاده از آن‌ها در برنامه‌های به نژادی از طریق کشت جنین باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Evaluation of different concentrations of growth regulators on the regeneration of mature embryo cultures of durum wheat genotypes

نویسندگان [English]

  • Mahasti Abbasi 1
  • Reza Mohammadi 2
1 Agricultural and Natural Resources Engineering Organization, Kermanshah, Iran, and MSc graduated in Plant Breeding, Faculty of Agricultural Sciences and Engineering, Razi University, Kermanshah, Iran
2 Dryland Agricultural Research Institute, Sararood Branch, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Kermanshah, Iran
چکیده [English]

Introduction: The most important and effective index in in vitro culture is plant regeneration from induced callus, which are influenced by genotype and initial explant.
Materials and methods: In this study, the response of five different durum wheat genotypes to callus regeneration under the influence of growth regulators was investigated using adult embryo culture in the tissue culture laboratory of the Faculty of Agriculture, Razi University, Iran. In this method, mature embryos of studied genotypes were isolated and cultured in an MS environment under the influence of BAP (6-benzylaminopurine) and IAA (Indole-3-acetic acid) growth regulators. Calluses obtained from mature embryos in the studied genotypes were subjected to four treatment levels of BAP hormone (0.5, 1, 2 and 2.5 mg/liter) and 1 mg/liter IAA. This experiment was carried out as a factorial 5×4 in the form of a completely randomized design in three replicates and with four samples in each replication. The percentage of regenerated calli was recorded in each genotype two to four weeks after transfer to the growth chamber.
Results: The analysis of variance showed a very significant difference between the studied genotypes in terms of regeneration at the 1% probability level, and there was a significant difference between the different levels of BAP hormone at the 5% probability level. Investigating the effect of BAP hormone in the regeneration stage on the callus obtained from mature durum wheat embryos showed that the interaction between genotype and different hormone levels was insignificant. This shows that different hormone levels had similar behavior in all genotypes. The results of the statistical analysis showed that among the studied genotypes in terms of seedling regeneration percentage, Genotype "24-3-37" had the highest percentage of regeneration, and Genotype "240" had the lowest percentage of regeneration. The average comparison between different BAP hormone levels showed that the hormone level of 0.5 mg/liter showed the highest regeneration and the hormone level of 2.5 mg/liter showed the least regeneration, and the interaction effect of genotype on the hormone level was insignificant. Significant variation was observed between durum wheat genotypes in terms of regeneration percentage, indicating this trait's significant dependence on the genotype effect. A significant linear relationship was observed between the percentage of regeneration and different levels of hormones, which indicated a decrease in regeneration with increasing levels of hormones up to 2.5 mg/liter.
Conclusion: The different responses of durum wheat genotypes to callus induction and seedling regeneration can indicate the different capacities of genotypes when using them in breeding programs through embryo culture.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Durum wheat
  • embryo culture
  • plant regeneration

مراجع

Abumhadi, N., Kamenarova, K., Todorovska, E., Dimov, G., Trifonova, A., Gecheff, K., & Atanassov, A. 2005. Callus induction and plant regeneration from barley mature embryos (Hordeum vulgare L.). Biotechnology and Biotechnology Equipment, 19 (3), 32-38.
Agarwal, M. 2015. Tissue culture of (Momordica charantia L.). A review. Journal of Plant Science, 3(1-1), 24-32.
Ağıl, F., Örgeç, M., Karakaş, F.P., Verma, S.K., Zencirci, N., 2022. In vitro mature embryo culture protocol of einkorn (Triticum monococcum ssp. monococcum) and bread (Triticum aestivum L.) wheat under boron stress. Plant Cell Tissue Organ Culture, 148(2), 293-304.
Aydin, M., Taspinar., M.S., Arslan., E., Sigmazb, B., & Agar. G. 2015. Auxin effects on somaclonal variation and plant regeneration from mature embryo of barley (Hordeum vulgare L.). Pakistan Journal of Botany, 47(5), 1749-1757.
Badr Eldin, A., Saeed., E., Marmar., A., Siddig, E., Osman, A.O., & Hussein A.E. 2012. A simple and efficient protocol for callus induction and regeneration from wheat (Triticum aestivum L.) Mature Embryos. International Journal of Science and Research, 3(7), 1698-1702.
Erkoyuncu, M.T., & Yorgancilar, M. 2016. Efficient callus induction and plantlets regeneration from mature embryo cculture of barley (Hordeum vulgare L.). Genotypes. International Journal of Agricultural and Biosystems Engineering, 10(6), 347-353.
Gholami, A. A., & Tarinejad, A. 2018. Callus induction and regeneration of bread wheat cultivars from Different explants. Journal of Cell and Tissue, 9(1), 37-56.
Gholami, A.A., & Tarinezhad, A. 2019. Effect of MS and N6 media and auxin and cytokinin hormones on regeneration of bread wheat lines from coleoptile explants. Iranian Journal of Seed Science and Research, 6(2), 15-227.Hakam, N., Udupa, S.M., Rabha, A., Ibriz, M., & Iraq, D. 2015. Efficient callus induction and plantlets regeneration in bread wheat using immature and mature embryos. International Journal of Biotechnology Research, 3(1), 1-9.
Kahrizi, D., Arminian, E., & Masumiasl, A. 2005. In vitro plant breeding. Razi University Press.
Kamrani, M., Ebadi, A., & Mehreban, A. 2016. Evaluation of grain yield-based drought tolerance indices for screening durum wheat genotypes. Jordan Journal of Agricultural Sciences, 12(2), 649-665.
MacKey, J. 2005. Wheat: its concept, evolution, and taxonomy. In ‘Durum wheat breeding’. (Eds C Royo, N Di Fonzo) pp. 35–94. (CRC Press: Boca Raton, FL, USA)
Mobaseri Moghadam, M., Fakheri, B., Kamaladiny, H., Solouki, M., & Haddadi, F. 2023. Evaluation of the effect of growth regulators on the micropropagation process of medicinal plant (Momordica charantia), and identification of secondary compounds of different organs using GC-MS. Journal of Crop Science Research in Arid Regions, 4(2):533-546.
Murashige, T., & Skoog, F. 1962. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiologia Plantarum, 15, 473-497.
Nasircilar, G., Turgut, K., & Fiskin, K. 2006. Callus induction and plant regeneration from mature embryos of different wheat genotypes. Pakistan Journal of Botany, 38(3), 637-645.
Pati, P.K., Rath, S.P., Sharma, M., Sood, A., & Ahuja, P.S. 2005. In vitro propagation of rosea-review. Biotechnology Advances, 24(1), 94-114.
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.
Ren, J., Wang, X., & Yın, J. 2010. Dicamba and sugar effects on callus induction and plant regeneration from mature embryo culture of wheat. Agricultural Science in China, 9(1), 31-37.
Shan, X.Y., Li., D.S., & R. D Qu. 2000. Thidiazuron promotes in vitro regeneration callus of wheat and barley. In Vitro Cellular & Developmental Biology – Plant, vol 36, 207-210.
Sugandh, S. 2017. Plant tissue culture: a promising tool of quality material production with special reference to micropropagation of banana. Biochemical and cellular Archives, 17(1), 1-26.
Yan, L., Li, X., & Wu, D. 2010. The comparison in tissue culture ability of mature embryo in different cultivars of rice. Agricultural Sciences in China, 9(6), 840-846.
Yu, G., Wang, J., Miao, L., Xi, M., Wang, Q., & Wang, K. 2019. Optimization of mature embryo-based tissue culture and Agrobacterium-mediated transformation in model grass Brachypodium distachyon. International Journal of Molecular Science, 20(21), 5448.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار