Биоморфологические и цитогенетические изменения в Calendula officinalis L. после химического мутагенеза
Аннотация
Проведено исследование по воздействию химических мутагенов ДМС (диметилсульфат) и ДЭС (диэтилсульфат) различной концентрации на сорта календулы (Calendula officinalis L.) ‘Райский сад’ и ‘Золотое море’ и дана оценка их биолого-морфологическим и цитогенетическим изменениям в поколении М1 и М2. Показано, что число растений с морфологическими изменениями после обработки мутагенами в М1 больше в процентном соотношении у ‘Золотого моря’ по сравнению с ‘Райским садом’. Выявлено, что мутагены оказали ингибирующее действие на всхожесть семян календулы, а также на выживаемость рассады в полевых условиях. Обнаружены достоверные различия по высоте растений, числу разветвлений и количеству листьев у сортов календулы при обработке мутагенами. Обработка мутагенами у сорта ‘Райский сад’ привела к увеличению числа соцветий, в отличие от ‘Золотого моря’ в М1 и М2 поколениях.
Анализ мейоза показал дозозависимое повышение частоты мультивалентов в МКП при повышении концентрации мутагенов. Кариотип сортов и мутантных форм состоит из 16 пар мелких хромосом размером 3,5–5,0 мкм. В кариотипах сортов и мутантных форм ноготков не выявлены хромосомные аномалии. Изучение рисунка Ag-ЯОР-окрашивания выявило наличие транскрипционно активных районов (Ag-положительных) в области вторичных перетяжек спутничных хромосом.
Скачивания
Metrics
Литература
Ahloowalia B. S., Maluszynski M. 2001. Induced mutations a new paradigm in plant breeding. Euphytica 118, 2: 167–173. DOI: 10.1023/A:1004162323428.
Амосова А. В., Подугольникова О. А., Каминир Л. Б. Количественная оценка площади Ag-окрашенных ядрышкообразующих районов хромосом человека // Цитология, 1986. Т. 28, № 1. С. 113–116.
Амосова А. В., Бадаев Н. С., Дьяченко Л. Ф., Оноприенко В. С., Каминир Л. Б. Площадь Ag-окрашенных ядрышкообразующих районов хромосом мягкой пшеницы коррелирует с содержанием рибосомальных генов // Доклады Академии наук СССР, 1989. Т. 305, № 2. С. 453–456.
Бадаева Е. Д., Салина Е. А. Структура генома и хромосомный анализ растений // Вавиловский журнал генетики и селекции, 2013. Т. 17, № 4/2. C. 1017–1043.
Badr M, El-Torky M. G., El-Shennawy O., El-Nashar Y. 2000. Effect of chemical mutagens on Tagetes erecta. J. Agr. Sci. Mansoura Univ. 25: 5241–5256.
Bhat T. A., Wani A. A. 2017. Mutagenic Effects on Meiosis in Legumes and a Practical Case Study of Vicia faba L. Chromosome Structure and Aberrations 11: 219–244. DOI: 10.1007/978-81-322-3673-3_11
Bissa S., Bohra A. 2011. Antibacterial potential of pot marigold. J. Microbiol. Antimicrob. 3, 3: 51–54.
Chardigny J. M., Hasselwander O., Genty M., Kraemer K., Ptock A., Sebedio J. L. 2003. Effect of conjugated FA on feed intake, body composition, and liver FA in mice. Lipids 38, 9: 895–90. DOI: 10.1007/s11745-003-1142-5.
Chopra V. L. 2005. Mutagenesis investigating the process and processing the outcome for crop improvement. Curr. Sci. 89: 353–359.
Cruceriu D., Balacescu O., Rakosy E. 2018. Calendula officinalis: Potential roles in cancer treatment and palliative care. Integrative Cancer Therapies 17, 4: 1068–1078. DOI: 10.1177/1534735418803766.
Cvejić, S., Jocić, S., Prodanović, S., Terzić, S., Miladinović, D., Balalić I. 2011. Creating new genetic variability in sunflower using induced mutations. HELIA 34, 55: 47–54. DOI: 10.2298/HEL1155047C.
Дрягина И. В., Потапов С. П., Равкин А. С. Методические указания по использованию мутагенных факторов в селекции садовых вегетативно-размножаемых растений. М.: ВАСХНИЛ, 1979. 75 с.
El-Nashar Y. 2006. Effect of chemical mutagens (sodium azide and diethyl sulphate) on growth, flowering and induced variability in Amaranthus caudatus L. and A. hypochondriacus L. Doctoral thesis, Faculty of Agriculture Alexandria University, 217 pp.
El-Nashar Y. I., Asrar A. A. 2016. Phenotypic and biochemical profile changes in calendula (Calendula officinalis L.) plants treated with two chemical mutagenesis. Genetics and Molecular Research 15, 2: 1–14. DOI: 10.4238/gmr.15028071
El-Torky M. G. 1992. Effect of EMS (Ethyl methane sulphonate, on variegation type and some other horticultural traits in Euonymus japonicus, Linn. Alex. J. Agric. Res. 37, 1: 249–260.
Васильченко И. Т. Calendula L. – Календула // Флора CCCР. Т. 26. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1961. С. 857–861.
Gaul H. 1964. Mutation in plant breeding. Radiat. Bot. 4: 155–232.
Голубовская И. Н. Генетический контроль поведения хромосом в мейозе // Цитология и генетика мейоза. М.: Наука, 1975. С. 321–338.
Cruceriu D., Balacescu O., Rakosy E. 2018. Calendula officinalis: Potential roles in cancer treatment and palliative care. Integrative Cancer Therapies. 17(4): 1068–1078. DOI: 10.1177/1534735418803766
Guerra M. 2000. Patterns of heterochromatin distribution in plant chromosomes. Gen. Mol. Biol. 23, 4: 1029–1041. DOI: 10.1590/S1415-47572000000400049.
Hiller K., Melzig M. F. 2010. Lexikon der Heilpflanzen und Drogen, 2. Auflage. Heidelberg: Spektrum, Akademischer Verlag. S. 106–107.
Haensel R., Sticher O. 2007. Pharmakognosie-Phytopharmazie. 8. Ueberarbeitete und aktialisierte Auflage. Heidelberg: Springer. S. 1151–1155.
Hussein H. A. S.; Sallam S. H., Kamel H. A., Labib T. 1974. The mutagenic effects of EMS on Saliva splendens. Egypt. J. Genet. Cytol. 30: 193–203.
Jiménez-Medina E, Garcia-Lora A, Paco L, Algarra I, Collado A, Garrido F. 2006. A new extract of the plant Calendula officinalis produces a dual in vitro effect: cytotoxic anti-tumor activity and lymphocyte activation. BMC Cancer 6: 119. DOI: 10.1186/1471-2407-6-119.
Khalid A. K., Silva J. A. 2012. Biology of Calendula officinalis Linn. – Focus on Pharmacology, Biological Activities and Agronomic Practices. Med Aromat Plant Sci Biotechnol. 6, 1: 12–27.
Khan S., Al-Qurainy F., Anwar F. 2009. Sodium azide: A chemical mutagen for enhancement of agronomic traits of crop plants. Environ. We Int. J. Sci. Tech. 4: 1–21.
Хазиева Ф. М., Басалаева И. В., Тоцкая С. А., Грязнов М. Ю., Сидельников Н. И., Бурова А. Е. Влияние химических мутагенов на Calendula officinalis L. // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии, 2014. № 4. С. 66–67.
Muravenko O. V., Yurkevich O. Yu., Bolsheva N. L., Samatadze T. E., Nosova I. V., Zelenina D. A., Volkov A. A., Popov K. V., Zelenin A. V. 2009. Comparison of genomes of eight species of sections Linum and Adenolinum from the genus Linum based on chromosome banding, molecular markers and RAPD analysis. Genetica 135, 2: 245–255. DOI: 10.1007/s10709-008-9273-7.
Муравенко О. В., Зеленин А. В. Исследование хромосомной организации геномов мелкохромосомных растений // Генетика, 2009. Т. 45, №. 11. C. 1516–1529.
Oladosu Y., Rafii M. Y., Abdullah N., Hussin G., Ramli A., Rahim H.A., Miah G., Usman M. 2016. Principle and application of plant mutagenesis in crop improvement: a review. Biotechnology & Biotechnological Equipment 30, 1: 1–16. DOI: 10.1080/13102818.2015.1087333.
Поддубная-Арнольди В. А. Цитоэмбриология покрытосеменных растений. М.: Наука, 1976. 508 c.
Predieri S. 2000. Mutation induction and tissue culture in improving fruits. Plant Cell Tissue Organ Culture 64, 23: 185–210. DOI: 10.1023/A:1010623203554.
Рапопорт И. А. Открытие химического мутагенеза. Избранные труды. М.: Наука, 1993. 304 с.
Roychowdhury R., Tah J. 2011. Chemical mutagenic action on seed germination and related agro-metrical traits in M1 Dianthus generation. Curr. Bot. 2: 19–23.
Roychowdhury R., Datta S., Gupta P., Tah J. 2012. Analysis of genetic parameters on mutant populations of Mungbean (Vigna radiate L.) after ethyl methane sulphonate treatment. Not. Sci. Biol. 4: 137–143.
Sak K., Nguyen T. H., Ho V. D., Do T. T., Raal A. 2017. Cytotoxic effect of chamomile (Matricaria recutita) and marigold (Calendula officinalis) extracts on human melanoma SK-MEL-2 and epidermoid carcinoma KB cells. Cogent Medicine 4: 2–7. DOI: 10.1080/2331205X.2017.1333218.
Саматадзе Т. Е., Муравенко О. В., Большева Н. Л., Амосова А. В., Гостимский С. А., Зеленин А. В. Изучение хромосом сортов и транслокационных линий гороха посевного (Pisum sativum L.) с использованием FISH, Ag-ЯОР и DAPI- дифференциального окрашивания // Генетика, 2005. T. 41, №. 12. C. 1665–1673.
Samatadze T. E., Zoshchuk S. A., Khomik A. S., Amosova A. V., Svistunova N. Yu., Suslina S. N., Hazieva F. M., Yurkevich O. Yu., Muravenko O. V. 2018a. Molecular cytogenetic characterization, leaf anatomy and ultrastructure of the medicinal plant Potentilla alba L. Genet. Res. Crop. Evol. 65, 6: 1637–1647. DOI: 10.1007/s10722-018-0640-7
Саматадзе Т. Е., Бадаева Е. Д., Попов К. В., Большева Н. Л., Левинских М. А., Зощук В. А., Юркевич О. Ю., Амосова А. В., Сычев В. Н., Муравенко О. В. «Космические» растения гороха (Pisum sativum L.) и пшеницы (Triticum compactum host.) как объекты цитогенетических исследований // Известия РАН. Серия биол., 2018. T. 45, № 6. C. 603–611. DOI: 10.1134/S0002332918060115
Shu Q. Y., Forster B. P., Nakagawa H. 2012. Principles and applications of plant mutation breeding. Plant mutation breeding and biotechnology. Wallingford: CABI. Pp. 301–325.
Singh J., Singh S. 2001. Induced mutations in basmati rice (Oryza sativa L.). Diamond Jub. Symp. New Delhi 212 pp.
Sinhamahapatra S. P., Rakshit S. C. 1990. Respose to selection for plant height in X-ray treated population of jute (Corchorus caspularis L.) c. v. JRC 212. Euphytica 51: 95–99.
Suzuki R., Noguchi R., Ota T., Abe M., Miyashita K., Kawada T. 2001. Cytotoxic effect of conjugated trienoic fatty acids on mouse tumor and human monocytic leukemia cells. Lipids 36, 5: 477–482.
Ukiya M., Akihisa T., Yasukawa K., Tokuda H., Suzuki T., Kimura Y. 2006. Anti-inflammatory, anti-tumorpromoting, and cytotoxic activities of constituents of marigold (Calendula officinalis) flowers. Journal of Natural Products 69: 1692–1696.
Yasui Y., Hosokawa M., Kohno H., Tanaka T., Miyashita K. 2006. Growth inhibition and apoptosis induction by all-trans-conjugated linolenic acids on human colon cancer cells. Anticancer Res 26 (3A): 1855–1860.
Yurkevich O. Yu., Naumenko-Svetlova A. A., Bolsheva N. L. Samatadze T. E., Rachinskaya O. A., Kudryavtseva A. V., Zelenina D. A., Volkov A. A., Zelenin A. V., Muravenko O. V. 2013. Investigation of genome polymorphism and seed coat anatomy of species of section Adenolinum from the genus Linum. Genet. Res. Crop. Evol. 60, 3: 661–676. DOI: 10.1007/s10722-012-9865-z.
Zeerak N. A. 1992. Cytogenetical effects of gamma rays and ethyl methane sulphonate in tomato (Lycopersicon esculentum var. Cerasiforme). Phytomorphology 42: 81–86.
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NoDerivatives» («Атрибуция — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
Уведомление об авторских правах
Turczaninowiа является "золотым издателем", так как мы позволяем самоархивирование, но самое главное, мы полностью прозрачны в своих правах.
Авторы могут представить и обсудить свои выводы перед публикацией: в биологических или научных конференций, на допечатной серверах, в общедоступных базах данных, а также в блогах, вики, твиттерах и другие неформальных каналах связи.
Turczaninowiа позволяет авторам внести рукописи (находящуюся в настоящее время на рассмотрении или тех, которые предполагается предоставить в Turczaninowia) для архивирования в некоммерческих, допечатных серверах, таких как ArXiv.
Авторы, публикующиеся в этом журнале согласны со следующими условиями: авторы сохраняют свои авторские права и предоставляют журналу право первой публикации в связи с работой, которая одновременно распространяется по лицензии Creative Commons Attribution и позволяют другим иметь доступ к работе с признанием авторства этой работы и первоначальной публикацией в этом журнале. Авторы могут заключать отдельные, дополнительные договорные соглашения по неисключительному распространению опубликованной версии (например, разместить ее в институтском репозитории или опубликовать в книге), с признанием ее первоначальной публикации в этом журнале.
Авторам разрешается и рекомендуется размещать их работу в Интернете (например, в институциональных хранилищах или на их сайте) до и во время процесса подачи, так как это может привести к продуктивным обменам, а также увеличению цитирования опубликованных работ (см. Политика открытого доступа)
Политика открытого доступа.
Заявление о конфиденциальности
Имена и адреса электронной почты, поданные при публикации в этом журнале, сайт будет использоваться исключительно для заявленных целей данного журнала, и они не будут доступны для любых других целей или какой-либо другой стороне.
Наша публикационная этика журнала основана, в значительной степени, на руководящих принципах и стандартах, разработанных Комитетом по этике публикации (COPE). Соответствующие обязанности и права авторов, рецензентов и редакторов журнала изложены ниже.
ОБЯЗАННОСТИ АВТОРОВ
Отправляя рукопись "Turczaninowia", автор (ы) гарантирует, что они отправляют рукопись как свою собственную, оригинальную работу, и что она не имеет ни были опубликованы ранее, и в настоящее время не рассматривается для публикации в других изданиях. Они также гарантируют, что источники каких-либо идей и / или слов в рукописи, которые не являются их собственными, были должным образом приписаны с помощью соответствующего цитирования.
Автор обычно не должен издавать рукописи, описывающие по существу те же исследования, в нескольких журналах или прочих публикациях. Такая избыточная публикация обычно считается неэтичным поведением, и в случае обнаружения, может привести к отклонению рассматриваемой рукописи рассматриваемого отвергаются, или опубликованная статья будет изъята.
Авторы рукописей, освещающих оригинальные исследования должны представить точный отчет о выполненной работе, в сопровождении объективного обсуждения его значения. Основополагающие данные должны быть представлены точно и полно в рукописи. Рукопись должна содержать достаточно подробные данные и ссылки, чтобы позволять другим дублировать работу. Подтасовка результатов и изготовление поддельных или заведомо неточных утверждений является неэтичным поведением и может быть причиной для отклонения или изъятия рукописи или опубликованной статьи.
Там, где в статьях есть отчеты о использовании коммерческого программного обеспечения, аппаратных средств или других продуктов, авторы должны подать декларацию в начале рукописи, в которой они должны заявить, что никакого конфликта интересов не существует или описать характер любого потенциального конфликта. Все источники финансовой поддержки для исследования также должны быть раскрыты в рукописи.
Автор (ы) рукописи соглашаются, что, если рукопись принята к публикации в "Turczaninowia", опубликованная статья будет характьеризоваться авторскими правами с использованием "Attribution-Unported" лицензии Creative Commons. Эта лицензия позволяет автору (ам) сохранить авторские права, но и позволяет другим свободно копировать, распространять и отображать произведение и производные работы, основанные на ней, при определенных заданных условиях.
Имена авторов должны быть перечислены на статье в порядке их вклада в статью, и все авторы берут на себя ответственность за свои собственные результаты. Только те люди, которые внесли существенный вклад, должны быть перечислены в качестве авторов; те, чьи вклады являются косвенными или маргинальными (например, коллег или руководителей, которые рассмотрели проекты работы или оказывали помощь в корректуре, и руководители научно-исследовательских институтов / центров / лабораторий) должны быть названы в разделе «Выражение признательности» в конце статьи, непосредственно предшествующему Списку литературы.
Автор, подающий статью, должен обеспечить, чтобы все соавторы былм включены в статью, и что все соавторы видели и одобрили окончательный вариант статьи и согласились на его публикацию.
Там, где автор обнаруживает существенную ошибку или неточность в статье, которая была уже опубликована в "Turczaninowia", он / она обязана незамедлительно уведомить редакцию и сотрудничать с ними, чтобы исправить статью или отозвать ее в случае необходимости.
ОБЯЗАННОСТИ РЕЦЕНЗЕНТОВ
В журнале "Turczaninowia" рецензенты выполняют работу для журнала на добровольной основе. Учитывая, что большинство из этих людей находятся в полной занятости, их рецензирование для "Turczaninowia" должна выолняться по мере необходимости, а не быть их главным приоритетом. Рецензенты могут свободно отклонять приглашения для рассмотрения конкретных рукописей по своему усмотрению, например, если их текущая нагрузка, занятость и / или другие обязательства могут сделать ее непомерно высокой для того, чтобы завершить обзор своевременно и уделить должное время рецензированию. Они также не должны принимать рукописи на рецензию, в тематике которых они не чувствуют себя подходящим специалистом.
Рецензенты, которые приняли рукописи, как правило, должны предоставить свои рецензии в течение трех недель. Они должны отказаться от рецензии, если становится очевидным для них на любой стадии, что они не обладают необходимыми знаниями для выполнения рецензии, или что они могут иметь потенциальный конфликт интересов при проведении рецензии (например, в результате конкурентных исследований, совместных или других отношений или связей с кем-либо из авторов, учреждений или компаний, связанных с рукописью).
Информация или идеи, полученные рецензентами в процессе рецензирования должны храниться в тайне и не используются для личной выгоды. Любые рукописи, полученные для рассмотрения, должны рассматриваться как конфиденциальные документы, и не должны быть показаны или обсуждены с другими, если только это не санкционировано редакторами "Turczaninowia".
При проведении своих рецензий, рецензентам необходимо сделать это как можно более объективно, воздерживаться от участия в личной критики автора (ов). Им предлагается высказать свое мнение четко, объясняя и оправдывая все рекомендации. Они всегда должны пытаться представить подробную и конструктивную обратную связь, чтобы помочь автору (ам) в повышении эффективности их работы, даже если рукопись, по их мнению, не подлежит опубликованию.
Рецензенты должны определить в своих рецензиях соответствующие опубликованные работы, которые не были названы автором (ами), вместе с любыми примерами, где не было сделано надлежащее цитирование источников. Они должны привлечь внимание ответственного редактора в отношении каких-либо серьезных сходств между рукописью, поданной на рассмотрение и других опубликованных статей, или статей, о которых им известно, а также предотвратить любые проблемы, которые могут иметь место по отношению к этической приемлемости исследований, представленных в рукописи.
ОБЯЗАННОСТИ РЕДАКЦИИ
Редактор журнала "Turczaninowia" несет полную ответственность за решение о публикации рукописи, которая представляется в "Turczaninowia", и при этом руководствуется политикой журнала, и в соответствии с определенными редакцией "Turczaninowia" юридическими требованиями в отношении клеветы, нарушения авторских прав и плагиата. Редактор может проконсультироваться с заместителями Редактора и другими членами редакционной коллегии, а также с рецензентами, для принятии решений о публикации.
Редакция будет оценивать рукописи с точки зрения ее интеллектуального содержания без учета расы, цвета кожи, пола, сексуальной ориентации, религиозных убеждений, этнического происхождения, гражданства или политической философии автора (ов). Они не будут никому разглашать какую-либо информацию о рукописи, кроме автора (ов), рецензентов и потенциальных рецензентов, а в некоторых случаях членов редакционной коллегии "Turczaninowia" и членов команды управления журналом, в зависимости от обстоятельств. Кроме того, редакция будет прилагать все усилия, чтобы обеспечить целостность процесса слепого рецензирования, не раскрывая личности автора (ов) рукописи для рецензентам этой рукописи, и наоборот.
При оценке рукописи для публикации, в дополнение к рассмотрению стандартных критериев, относящихся к строгости рукописи, качеству ее предоставления, а также ее вклад в область научных знаний, редакторы также будут руководствоваться тем, насколько этические нормы были соблюдены, и вред был сведен к минимуму при проведении исследования. Они также оценивают насколько полученные научные и практические выгоды перевешивают вред в случае конкретного исследования.
Так как "Turczaninowia" приветствует предоставление рукописей из любой страны, необходимо признать, что законы и нормативные акты, касающиеся этики научных исследований и этического утверждения, различаются во всем мире. Таким образом, редакторам, возможно, придется обратиться за разъяснениями в связи с этим к автору (ам) с просьбой о том, чтобы они представили письмо от соответствующего институционального комитета по этике или совета, который одобрил исследование.
Редакция будет руководствоваться Руководством CORE для изъятия статей при рассмотрении любых спорных вопросов, которые были опубликованы в AASRJ. Редакторы готовы работать в тесном сотрудничестве с научно-исследовательскими организациями и учреждениями в соответствии с рекомендациями CORE о сотрудничестве между научно-исследовательскими институтами и журналами в области публикационной этики и этики проведения исследований.
"Turczaninowia" является журналом открытого доступа, что означает, что все его содержимое свободно и доступно бесплатно для пользователя или его / ее учреждения. Пользователи могут читать, загружать, копировать, распространять, печатать, выполнять поиск, делать ссылки на полные тексты статей в этом журнале, не спрашивая предварительного разрешения от издателя или автора. Это легитимно в соответствии с определением BOAI об открытом доступе.
Наш сайт демонстрирует знак Creative Commons, и это исключительное право автора, если он / она хочет, чтобы его / ее статьи были в свободном доступе или нет. Но мы должны опубликовать Резюме и метаданные статьи в полном доступе в любом случае.
