Використання манітолу для попередньої холодової обробки ізольованого колосся та як компоненту живильного середовища для культури пиляків in vitro ярого ячменю

  • О. В. Білинська Інститут рослинництва ім. В. Я. Юр’єва НААН України, Україна, 61060, м. Харків, проспект Московський, 142 https://orcid.org/0000-0003-1963-3679
DOI: https://doi.org/10.7124/FEEO.v30.1459
Ключові слова: Hordeum vulgare L., культура пиляків in vitro, попередня обробка, манітол, агар, хімічно модифікований крохмаль

Анотація

Мета. Порівняння ефективності додавання манітолу до розчину для попередньої холодової обробки ізольованого колосся та до живильного середовища для одержання гаплоїдів ярого ячменю у культурі пиляків in vitro. Методи. Донорні рослини вирощували у польових умовах. Пагони було вміщено у воду і витримано впродовж 5 діб за температури +4 ⁰C. Ізольоване колосся було попередньо оброблене у 0,3 М розчині манітолу впродовж 10 діб за тієї ж температури. Пиляки було інокульовано на індукційні середовища, які містили макро- та мікроелементи відповідно за прописами N6 та MS, органічні компоненти, мальтозу ((9,0 %), і різнилися загусниками та додаванням 0,1 М манітолу. Результати. У чутливої до андрогенезу in vitro лінії  ДГ00-126 досягнуто майже дворазове зростання кількості зелених рослин-регенерантів в усіх дослідних варіантах (до 58 рослин на 100 пиляків) порівняно з контролем. У сорту Mebere з низькою андрогенною здатністю найвищий вихід зелених рослин одержано за поєднання попередньої обробки пагонів у воді з подальшим культивуванням пиляків на середовищі з 0,1 М манітолом і хімічно модифікованим крохмалем. Висновки. Обидва методичні підходи є придатними для підвищення ефективності одержання гаплоїдів ярого ячменю у культурі пиляків in vitro.

Посилання

Sing V., Abihishek A. Plant embryology and experimental biology. New Delhi: Educational Publishers and Destributers, 2018. 147 p.

Seguí-Simarro J.M., Nuez F. How microspores transform into haploid embryos: changes associated with embryogenesis induc-tion and microspore-derived embryogenesis. Physiol. Plant. 2008. Vol. 134. P. 1–12. doi: 10.1111/j.1399-3054.2008.01113.x.

Islam S.M., Tuteja N. Enhancement of androgenesis by abiotic stress and other pretreatments in major crop species. Plant Sci. 2012. Vol. 182. P. 134–144. doi: 10.1016/j.plantsci.2011.10.001.

Roberts-Oehlschlager S.L., Dunwell J.M. Barley anther culture: pretreatment on mannitol stimulates production of microspore-derived embryos. Plant Cell, Tissue and Organ Culture. 1990. Vol. 20. P. 235–240. doi: 10.1007/BF00041887.

Lazaridou T.B., Mavromatis A.G., Xynias I.N. Effect of culture medium and mannitol pre-treatment on durum wheat an-ther.culture response. Cytol. Genet. 2021. Vol. 55. P. 590–597. doi: 10.3103/S0095452721060074.

Jacquard C., Asakavičiute R., Hamlian A.M., Sangwan R.S., Davaux P., Clément C. Barley anther culture: effects of annual cycle and spike position on microspore embryogenesis. 2006. Plant Cell Rept. 2006. Vol. 25. P. 375–381. doi: 10. 1007/s00299-005-0070-9.

7.Shariatpanahi M.E., Belogradova K., Hessamvaziri L., Heberle-Bors E., Touraev A. Efficient embryogenesis and regeneration in freshly isolated and cultured wheat (Triticum aestivum L.) microspores without stress pretreatment. Plant Cell. Rep. 2006. Vol. 25. P. 1294–1299. doi: 10.1007/s00299-006-0205-7.

Testillano P.S. Microspore embryogenesis: Targeting the determinant factors of stress-induced cell reprogramming for crop im-provement. J. Exp. Bot. 2019. Vol. 70. P. 2965–2978. doi: 10.1093/jxb/ery464.

Huang B., Sunderland N. Temperature-stress pretreatment in barley anther culture. 1982. Ann. Bot. Vol. 49. P. 77–88. doi: 10.1093/oxfordjournals.aob.a086232.

El Goumi Y., Fakiri M., Benbachir M. Effect of cold pretreatment, anthers orientation, spikelet position and donor tiller on the callusing response in barley anther in vitro culture. Int. J. Med Biotechnol. Genetics. 2017. S2 (003). P. 33−38. doi: 10.19070/2379-1020-SI02003.

Bárány I, Berenguer E, Solís MT, Pérez-Pérez Y, Santamaría ME, Crespo JL, Risueño M.C., Díaz I., Testillano P.S. Autoph-agy is activated and involved in cell death with participation of cathepsins during stress-induced microspore embryogenesis in barley. J. Exp. Bot. 2018. Vol. 69. P. 1387–1402. doi: 10.1093/jxb/erx455.

Solís M.T., Rodríguez-Serrano M., Meijón M., Cañal M.J., Cifuentes A., Risueño M.C., Testillano P.S. DNA methylation dy-namics and MET1alike gene expression changes during stress-induced pollen reprogramming to embryogenesis. J. Exp. Bot. 2012. Vol. 63. P. 6431–6444. doi: 10.1093/jxb/ers298.

Belinskaya E.V. Influence of pretreatment of ears on efficiency of induction of barley haploids in anther culture in vitro. Fiziologi-ia i biokhimiia kul'turnykh rasteniy. 2005. Vol. 37 (5). P. 436−442. [in Russian]

Chu C.C. The N6 medium and its application to anther culture of cereal crops. Proc. Symp. Plant Tissue Culture. Peking: Science press, 1978. P. 43–50.

Murashige T., Skoog F. A revised medium for growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiol. Plant. 1962. Vol. 15. P. 473–497. doi: 10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x.