Влияние аскорбиновой кислоты и глутатиона на индукцию соматического эмбриогенеза Picea pungens Engelmann

T. V. Zheleznichenko, T. I. Novikova

Аннотация


Показано влияние экзогенных антиоксидантов – аскорбиновой кислоты (АК) и восстановленного глутатиона (ВГ) – на процесс инициации и пролиферации соматических зародышей ели голубой (Picea pungens) в культуре изолированных зародышей в зависимости от стадии развития эксплантов, генотипов деревьев-доноров, состава питательной среды с использованием цитологического анализа. Инициацию соматического эмбриогенеза проводили на базовых средах ½ DCR и ½ LV с добавлением АК (0 и 300 мг/л) и/или ВГ (0 и 300 мг/л). Наибольшую частоту каллусообразования (от 60 до 100 %) получили при введении в культуру зиготических зародышей на стадии сформировавшихся семядолей. Используя цитологический анализ, отмечено образование эмбрионально-суспензорной массы (ЭСМ) на этапе инициации. Максимальная частота формирования ЭСМ достигала 8,4 % на среде ½ DCR и 28 % на среде ½ LV, дополненных 300 мг/л АК. Активная пролиферация отмечена только у одного из трех исследуемых генотипов. Применение антиоксидантов АК и ВГ стимулировало как частоту формирования каллуса, так и ЭСМ, но на развитие соматических зародышей влияло дифференцированно. Использование АК на стадиях инициации и пролиферации способствовало формированию соматических зародышей, а ВГ, напротив, замедлял их развитие. Формирование большого количества соматических зародышей достигнуто при оптимальном сочетании использования антиоксидантов: инкубации культур на этапе инициации с АК и внесении в среду ВГ на этапе пролиферации.


Ключевые слова


аскорбиновая кислота; глутатион; культура in vitro; соматический эмбриогенез; эмбрионально-суспензорная масса; Picea pungens

Полный текст:

PDF

Литература


Afele J. C., Saxena P. K. 1995. Somatic embryogenesis in blue spruce (Picea pungens Engelmann). In: Somatic Embryogenesis in Woody Plants Forestry Sciences. Eds. S. M. Jain, P. K. Gupta, R. J. Newton. Springer Science+Business Media Dordrecht, 44–46: 99–109.

Afele J. C., Senaratha T., Saxena P. 1992. Somatic embryogenesis and plant regeneration from zygotic embryo culture Picea pungens. Plant Cell Reports 11: 299–303.

Belmonte M. F., Stasolla C. 2009. Altered HBK3 expression affects glutathione and ascorbate metabolism during the early phases of Norway spruce (Picea abies) somatic embryogenesis. Plant Physiol Biochem. 47: 904–911.

Cram W. H. 1984. Needle color and vigor of inbred progenies of Picea pungens. HortScience. 19: 125–126.

Daubenmire R. 1972. On the relation between Picea pungens and Picea engelmannii in the Rocky Mountains. Canadian Journal of Botany 50: 733–742.

Dunstan D. I., Bekkaoui F., Pilon M., Fowke L. C., Abrams S. M. 1988. Effects of abscisic acid and analogues on the maturation of white spruce (Picea glauca) somatic embryos. Plant Sci. 58: 77–84.

Filonova H. L., Bozhkov P. V., von Arnold S. 2000. Developmental pathway of somatic embryogenesis in Picea abies as revealed by time-lapse tracking. J. Exp. Bot. 51: 249–264.

Gifford E. M., Foster A. S. 1989. Morphology and evolution of vascular plants.W. H. Freeman and Company, New York, 327 pр.

Gupta P. K., Durzan D. J. 1985. Shoot multiplication from mature trees of Douglas-fir (Pseudotsuga menziesii) and sugar pine (Pinus lambertiana). Plant Cell Repts. 4: 177–179.

Gupta P. K., Durzan D. J. 1986. Plantlent regeneration via somatic embryogenesis from subcultured callus of mature embryos of Picea abies (Norway spruce). In Vitro Cellular and. Developmental Biology - Plant 22: 685–688.

Hakman I., Rennie P., Fowke L. C. 1987. A light and electron microscopy study of Picea glauca (white spruce) somatic embryos. Protoplasma 140: 100–109.

Hakman I., von Arnold S. 1985. Plantlet regeneration through somatic embryogenesis in Picea abies. J. Plant Physiol. 121: 149–158.

Krogstrup P. 1986. Embryo-like structures from cotyledons and ripe embryos of Norway spruce (Picea abies). Can. J. For. Res. 16: 664–668.

Lelu M.-A., Bornman C. H. 1990. Induction of somatic embryogenesis in excised cotyledons of Picea abies and Picea mariana. Plant Physiol. Biochem. 28: 785–791.

Liso R., Calabrese G., Bitonti M. B., Arrigoni O. 1984. Relationship between ascorbic acid and cell division. Exp. Cell Res. 150: 314–320.

Litvay J. D., Verma D. C., Jonson M. A. 1985. Influence of loblolly pine (Pinus taeda L.) culture medium and its components on growth and somatic embryogenesis of wild carrot (Daucus carota L.). Plant Cell Rep. 4: 325–328.

Malabadi R. B., Johannes V. S. 2005. Role of antioxidants and amino acids on somatic embryogenesis of Pinus patula. In Vitro Cellular and. Developmental Biology - Plant 41: 181–186.

Misra S. 1994. Conifer zygotic embryogenesis, somatic embryogenesis, and seed germination: biochemical and molecular advances. Seed Sci. Res. 4: 357–384.

Pullman G. S., Zeng X., Copeland–Kamp B., Crockett J., Lucrezi J., May S. W., Bucalo K. 2015. Conifer somatic embryogenesis: improvements by supplementation of medium with oxidation–reduction agents. Tree Physiol. 35(2): 209–224.

Roberts D. R., Flinn B. S., Webb D. T., Webster F. B., Sutton B. C. S. 1989. Characterization of immature embryos of interior spruce by SDS-PAGE and microscopy in relation to their competence for somatic embryogenesis. Plant. Cell. Rep. 8: 285–288.

Roberts D. R., Shutton B. C. S., Flinn B. S. 1990. Synchronous and high-frequency germination of interior spruce somatic embryos following partial drying at high relative humidity. Canadian Journal of Botany 68: 1086–1090.

Savella L. 1965. Propagation of Picea pungens glauca cultivars. The International Plant Propagators' Society Proceedings. 15: 199–202.

Shalaev E. A., Tret’yakova I. N. 2011. Induction of somatic embryogenesis of Рicea ajanensis in culture in vitro. In: Khvoynyye borealnoy zony [Coniferous of boreal region] XXVIII, 1–2: 69–71 [In Russian]. (Шалаев Е. А., Третьякова И. Н. Индукция соматического эмбриогенеза у ели аянской в культуре in vitro // Хвойные бореальной зоны, 2011. Т. XXVIII, № 1–2. С. 69–71).

Stasolla C. 2010. Glutathione redox regulation of in vitro embryogenesis. Plant Physiology and Biochemistry. 48: 319–327.

Stasolla C., Yeung E. C. 1999. Ascorbic acid improves conversion of white spruce somatic embryos. In Vitro Cellular and. Developmental Biology - Plant 35: 316–319.

Stasolla C., Yeung E. C. 2003. Recent advances in conifer somatic embryogenesis: improving somatic embryo quality. Plant Cell, Tissue and Organ Culture. 74: 15–35.

Tret’yakova I. N., Barsukova A. V. 2010. Conservation of coniferous species genetic resources of Siberia using in vitro somatic embryogenesis – modern method of biotechnology. In: Khvoynyye borealnoy zony [Coniferous of boreal region] XXVII, 1–2:180–186 [In Russian]. (Третьякова И.Н., Барсукова А.В. Сохранение генофонда хвойных видов Сибири при помощи соматического эмбриогенеза in vitro – современного метода биотехнологии // Хвойные бореальной зоны, 2010. Т. XXVII. № 1–2. С. 203–206).

Tret’yakova I. N., Barsukova A. V. 2012. Somatic Embryogenesis in in vitro Culture of Three Larch Species. Russian Journal of Developmental Biology. 43: 353–361.

Tret’yakova I. N., Voroshilova E. V. Shuvaev D. N. Pak M. E. 2012. The prospects of clonal micropropagation of coniferous using in vitro culture via somatic embryogenesis. In: Khvoynyye borealnoy zony [Coniferous of boreal region] ХХХ, 1–2: 180–186 [In Russian]. (Третьякова И. Н., Ворошилова Е. В., Шуваев Д. Н., Пак М. Э. Перспективы микроклонального размножения хвойных в культуре in vitro через соматический эмбриогенез // Хвойные бореальной зоны, 2012.Т. ХХХ. № 1–2. С. 180–186).

Trigiano R. N., Gray D. J. 2000. Plant Tissue Culture Concepts and Laboratory Exercises, 2nd edition. Boca Raton, USA: CRC Press, 454 pp.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NoDerivatives» («Атрибуция — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.

Адрес:  656049, Барнаул, пр. Ленина, 61, Алтайский государственный университет. 

Редакция журнала "Turczaninowia".  

Факс: (3852) 67-09-28; Тел.: (3852) 67-09-27, 36-86-39.

Журнал публикуется в издательстве Алтайского государственного университета.

С полным архивом журнала "Turczaninowia" можно ознакомиться на старой версии сайта.

Для настройки уведомлений о появлении новых выпусков журнала "Turczaninowia" на сайте, либо получении актуальной информации, в том числе объявлений, событий процесса отправки, рецензирования и пр., Вы можете воспользоваться модулем настройки уведомлений (справа на главной странице).

ISSN 1560-7259 Print, ISSN 1560-7267 Online

Электронное периодическое издание "Turczaninowia (Турчаниновия)" зарегистрировано как средство массовой информации.

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ №ФС77-47579 от 30 ноября 2011 г. выдано Роскомнадзором РФ.


All contents licensed under GNU General Public License


© 1998 Turczaninowia