Каллусогенез у растений баклажана Solanum melongena L. в in vitro культурах
21.11.2023
Авторы:
Название:
Каллусогенез у растений баклажана Solanum melongena L. в in vitro культурах
Страницы:
204-212
Баклажан (Solanum melongena L.) является важной овощной культурой из семейства Пасленовые и одной из самых популярных овощных культур во многих странах мира. Трансформация растений баклажана остается одной из главных проблем генной инженерии растений ввиду относительно низкой эффективности каллусогенеза у разных сортов данной культуры. В нашем исследовании проведен анализ каллусообразования двух белоплодных сортов баклажана на стандартной регенерационной среде с добавлением разных концентраций и сочетаний гормонов в 5 вариантах. В работе использовали фитогормоны 1-нафтилуксусной кислоты (НУК), кинетин, который является цитокинином – растительным гормоном, способствующим делению клеток в присутствии ауксина, и широко используется для образования каллуса или для индуцирования роста побегов, 6-бензиламинопурин (6-БАП), который используется для ускорения роста растений. Вариант I с 0,5 мг/л 6-БАП и 2,0 мг/л НУК, вариант II с 5,0 мг/л 6-БАП и 0,1 мг/л НУК, вариант III с 2,0 мг/л 6-БАП и 0,1 мг/л НУК, вариант IV с 2,0 мг/л 6-БАП и 2,0 мг/л кинетином, вариант V и 10,0 мг/л 6-БАП и 0,2 мг/л НУК. Наиболее подходящими оказались вариант 2, где некоторые каллусы образовывали наросты в виде корней, а у других появлялись зачатки микрорастений, и вариант 3, где образовывался очень рыхлый каллус белого или светло-коричневого цвета, на которых также появлялись зачатки микрорастений. Но в дальнейшем в обоих вариантах все каллусы погибали. В вариантах 1, 4 и 5 семядольные экспланты окрашивались в коричневый цвет сначала по краям, а потом и полностью, затем погибали. К сожалению, в рамках нашего исследования не были подобраны оптимальные сочетания гормонов, которые подходили бы для эффективного каллусогенеза разных сортов баклажанов и работа будет продолжена.
- Abu-Romman S.M., Al-Hadid K.A., Arabiyyat A.R. Kinetin is the most effective cytokinin on shoot multiplication from cucumber // Journal of Agricultural Science. 2015. V. 7(10). P. 159–165. doi:10.5539/jas.v7n10p159 2. Ashrafuzzaman M., Hossain M.M., Ismail M.R., Haque M.S., Shahidullah S.M., Uz-zaman S. Regeneration potential of seedling explants of chilli (Capsicum annuum) // African Journal of Biotechnology 2009. V. 8(4). P. 591–596. 3. Bhat S.V., Jadhav A.S., Pawar B.D., Kale A.A., Chimote V.P., Pawar S.V. In vitro shoot organogenesis and plantlet regeneration in brinjal (Solanum melongena L.) // The Bioscan. 2013. V. 8(3). P. 821–824. 4. Bhatti K.H., Jamil M.D., Tufail M. Direct organogenesis (shoot and root) of eggplant (Solanum melongena L.) through tissue culture // World Applied Sciences Journal. 2014. V. 30(3). P. 317–321. 5. Bhatti K.H., Kausar N., Rashid U., Hussain K., Nawaz K., Siddiqi E.H. Effects of biotic stresses on eggplant (Solanum melongena L.) // World Applied Sciences Journal. 2013. V. 26(3). P. 302–311. 6. Borjian L, Arak H. A study on the effect of different concentration of plant hormones (BAP, NAA, 2, 4-D, and Kinetin) on callus induction in Brassica napus // International Research Journal of Applied and Basic Sciences. 2013. V. 5. P. 519–521 7. Collonnier C., Fock I., Kashyap V., Rotino G.L., Daunay M.C., Lian Y., Mariska I.K., Rajam M.V., Servaes A., Ducreux G., Sihachakr D. Applications of biotechnology in eggplant // Plant Cell, Tissue and Organ Culture. 2001. V. 65(2). P. 91–107. doi:10.1023/A:1010674425536 8. Daunay M.C., Laterrot H., Janick J. Iconography and history of Solanaceae: Antiquity to the 17th century. In J Janick (ed.), Horticultural Reviews. 2008. V. 34. Hoboken: John Wiley & Sons, Inc. doi:10.1002/9780470380147.ch1 9. Deshwal R.K., Trivedi P. Effect of kinetin on enhancement of tuberous root production of Chlorophytum borivilianum // International Journal of Innovations in Biological and Chemical Sciences. 2011. V. 1. P. 28–31. 10. Foo P.C., Lee Z.H., Chin C.K., Subramaniam S., Lynn C.B. Shoot Induction in White Eggplant (Solanum melongena L. Cv. Bulat Putih) using 6-Benzylaminopurine and Kinetin // Tropical Life Sciences Research. 2018. V. 29(2). P. 119–129. doi:10.21315/tlsr2018.29.2.9 11. Fukuoka H., Yamaguchi H., Nunome T., Negoro S., Miyatake K., Ohyama A. Accumulation, functional annotation, and comparative analysis of expressed sequence tags in eggplant (Solanum melongena L.), The third pole of the genus Solanum species after tomato and potato // Gene. 2010. V. 450(1). P. 76–84. doi:10.1016/j.gene.2009.10.006 12. Huda A., Bari M.A., Rahman M., Nahar N. Somatic embryogenesis in two varieties of eggplant (Solanum melongena L.) // Research Journal of Botany. 2007. V. 2. P. 195–201. doi:10.3923/rjb.2007.195.201 13. Jamil M.D., Parvaiz M., Tufail M., Arshad J., Hussain S., Imtiaz S. Callogenesis, regeneration of shoot and root of brinjal (Solanum melongena L.) // World Applied Sciences Journal. 2013. V. 26. P. 1039–1045. 14. Kashyap V., Kumar S.V., Collonnier C., Fusari F., Haicour R., Rotino G.L., Rajam M.V. Biotechnology of eggplant // Scientia Horticulturae. 2003. V. 97(1). P. 1–25. doi:10.1016/S0304-4238(02)00140-1 15. Kaviani B., Hesar A.A., Tarang A., Zanjani S.B., Hashemabadi D., Ansari M.H. Effect of kinetin (Kn) and naphthalene acetic acid (NAA) on the micropropagation of Matthiola incana using shoot tips, and callus induction and root formation on the leaf explants // African Journal of Agricultural Research. 2013. V. 8(30). P. 4134-4139. doi:10.5897/AJAR11.921 16. Magioli C., Mansur E. Eggplant (Solanum melongena L.): Tissue culture, genetic transformation and use as an alternative model plant // Acta Botonica Brasilica. 2005. V. 19(1). P. 139–148. doi:10.1590/S0102-33062005000100013 17. Magioli C., Pinheiro M.M., Mansur E. Establishment of an efficient Agrobacterium mediated transformation system for eggplant and study of a potential biotechnologically useful promoter // Journal of Plant Biotechnology. 2000. V. 2(1). P. 43–49. 18. Magioli C., Rocha A.P.M., De Oliveira D.E., Mansur E. Efficient shoot organogenesis of eggplant (Solanum melongena L.) induced by thidiazuron // Plant Cell Reports. 1998. V. 17(8). P. 661-663. doi:10.1007/s002990050461 19. Niggeweg R., Michael A.J., Martin C. Engineering plants with increased levels of the antioxidant chlorogenic acid // Nature Biotechnology. 2004. V. 22(6). P. 746–754. doi:10.1038/nbt966 20. Pratap D., Kumar S., Raj S.K., Sharma A.K. Agrobacterium-mediated transformation of eggplant (Solanum melongena L.) using cotyledon explants and coat protein gene of cucumber mosaic virus // Indian Journal of Biotechnology. 2011. V. 10(1). P. 19–24. 21. Rattan P., Kumar S., Salgotra R.K., Samnotra R.K., Sharma F. Development of interspecific F1 hybrids (Solanum melongena × Solanum khasianum) in eggplant through embryo rescue technique // Plant Cell, Tissue and Organ Culture. 2015. V. 120(1). P. 379–386. doi:10.1007/s11240-014-0591-4 22. Riefler M., Novak O., Strnad M., Schmülling T. Arabidopsis cytokinin receptor mutants reveal functions in shoot growth, leaf senescence, seed size, germination, root development, and cytokinin metabolism // The Plant Cell. 2006. V. 18. P. 40–54. doi:10.1105/tpc.105.037796 23. Robinson J.P., Saranya S. An improved method for the In Vitro propagation of Solanum melongena L. // International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences. 2013. V. 2(6). P. 299–306. 24. Rodriguez de S.D.V., Hadley M. Chlorogenic acid modifies plasma and liver concentrations of: cholesterol, triacylglycerol, and minerals in (fa/fa) Zucker rats // Journal of Nutritional Biochemistry. 2002. V. 13(12). P. 717–726. doi:10.1016/S0955-2863(02)00231-0 25. Rotino G.L. Anther culture in eggplant (Solanum melongena L.) // Methods in Molecular Biology. 2016. V. 1359. P. 453–66. doi:10.1007/978-1-4939-3061-6_25 26. Salas P., Rivas-Sendra A., Prohens J., Seguí-Simarro J.M. Influence of the stage for anther excision and heterostyly in embryogenesis induction from eggplant anther cultures // Euphytica. 2012. V. 184(2). P. 235–250. doi:10.1007/s10681-011-0569-9 27. Sarker R.H., Yesmin S., Hoque M.I. Multiple shoot formation in eggplant (Solanum melongena L.) // Plant Tissue Culture and Biotechnology. 2006. V. 16(1). P. 53–61. 28. Scalzo R.L., Fibiani M., Francese G., D’Alessandro A., Rotino G.L., Conte P., Mennell G. Cooking influence on physico-chemical fruit characteristics of eggplant (Solanum melongena L.) // Food Chemistry. 2016. V. 194. P. 835–842. doi:10.1016/j.foodchem.2015.08.063 29. Shah S.H., Ali S., Jan S.A., Din J., Ali G.M. Callus induction, in-vitro shoot regeneration and hairy root formation by the assessment of various plant growth regulators in tomato (Solanum lycopersicum Mill.) // Journal of Animal and Plant Sciences. 2015. V. 25(2). P. 528–538. 30. Swamynathan B., Nadanakunjidam S., Ramamourti A., Sindhu K., Ramamoorthy D. In vitro plantlet regeneration through somatic embryogenesis in Solanum melongena (Thengaithittu variety) // Academic Journal of Plant Sciences. 2010. V. 3(2). P. 64–70. 31. Tucker M.R., Laux T. Connecting the paths in plant stem cell regulation // Trends in Cell Biology. 2007. V. 17(8). P. 403–410. doi:10.1016/j.tcb.2007.06.002 32. Van Dijk A.E., Olthof M.R., Meeuse J.C., Seebus E., Heine R.J., Van Dam R.M. Acute effects of decaffeinated coffee and the major coffee components chlorogenic Acid and trigonelline on glucose tolerance // Diabetes Care. 2009. V. 32(6). P. 1023–1025. doi:10.2337/dc09-0207 33. Wan F., Pan Y., Li J., Chen X., Pan Y., Wang Y., Tian S., Zhang X Heterologous expression of Arabidopsis C-repeat binding factor 3 (AtCBF3) and cold-regulated 15A (AtCOR15A) enhanced chilling tolerance in transgenic eggplant (Solanum melongena L.) // Plant Cell Rep. 2014. V. 33. P. 1951–1961. DOI:10.1007/s00299-014-1670-z 34. Wang F., Li G., Chen S., Jiang Y., Wang S. Callus induction and cell suspension culture of eggplant (Solanum melongena L.) // Journal of Agricultural Science and Technology. 2013. V. 14(9). P. 1220 35. Yarra R., Kirti P.B. Expressing class I wheat NHX (TaNHX2) gene in eggplant (Solanum melongena L.) improves plant performance under saline condition // Functional & Integrative Genomics. 2019. V. 19. P. 541–554. doi:10.1007/s10142-019-00656-5 36. Zayova E., Nikova V., Ilieva K., Philipov P. Callusogenesis of eggplant (Solanum melongena L.) // Comptes Rendus de l'Academie Bulgare Des Sciences. 2008. V. 63(12). P. 1749–1756.