Morphogenetic processes in shoot apical meristem culture of wheat and their relationship

Autor: Pykalo, S. V., Yurchenko, T. V., Prokopik, N. I., Kharchenko, M. V.
Jazyk: ukrajinština
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Myronivka Bulletin; Том 8 (2019); 59-72
Мироновский вестник; Том 8 (2019); 59-72
Миронівський вісник; Том 8 (2019); 59-72
ISSN: 2518-7910
Popis: Purpose. To study morphogenetic processes in in vitro culture of apical meristem of 3-day-old seedlings of bread winter wheat varieties and to reveal the relationship between them. Methods. There were used 12 bread winter wheat varieties: MIP Kniazhna, Horlytsia myronivska, Rozkishna, Hordovyta, Elehiia, Shchedra nyva, Zira, Statna, MIP Valensiia, Albatros odeskyi, Poliska 90, Podolianka. Methods of plant tissue and organ in vitro culture and statistical evaluation were used. Results. The response of bread winter wheat varieties to in vitro culture of apical meristem of 3-day-old seedlings was investigated and the relationship of morphogenetic processes was studied. Two types of callus by morphophysiological properties were identified: morphogenic and nonmorphogenic one. Development of regenerated plants from wheat calli occurred via both gemmorhizogenesis and somatic embryogenesis. The variety Podolianka was characterized with the highest regeneration ability; from its explants the greatest numbers of regenerated plants were obtained. The lowest regeneration potential was found in the variety Poliska 90. Strong positive statistically significant correlation (r = 0.84) was established between formation of morphogenic callus and shoot regeneration which indicates the possible existence of general genetic system that controls these processes. Strong negative correlation (r = -0.88) between rhizogenesis and shoot regeneration was revealed. Significant correlation between callus induction and morphogenetic processes was not found, indicating no direct relation between genetic factors which control them. Conclusions. In the varieties studied the frequencies of callus induction and shoot regeneration were defined by genotype of explant. The results obtained contribute to the study of theoretical aspects of in vitro morphogenesis processes in wheat and can be used as elements of biotechnological programs. The variety Podolianka is recommended as a model object for plant cell engineering, as well as for further research in wheat biotechnology.
Цель. Исследовать процессы морфогенеза in vitro в культуре апикальных меристем 3-дневных проростков сортов озимой мягкой пшеницы и выявить взаимосвязь между ними. Методы. Исследовали 12 сортов озимой мягкой пшеницы: МІП Княжна, Горлиця миронівська, Розкішна, Гордовита, Елегія, Щедра нива, Зіра, Статна, МІП Валенсія, Альбатрос одеський, Поліська 90, Подолянка. Использованы методы культуры тканей и органов in vitro, статистического анализа. Результаты. Изучена реакция сортов озимой мягкой пшеницы на условия культивирования апикальных меристем 3-суточных проростков и исследована взаимосвязь морфогенетических процессов in vitro. По морфофизиологическим свойствам выделены два типа каллуса: морфогенный и неморфогенный. Формирование растений-регенерантов из каллусов пшеницы происходило путем как гемморизогенеза, так и соматического эмбриоидогенеза. Установлено, что высокой регенерационной способностью характеризовался сорт Подолянка, из эксплантов которого было получено наибольшее количество растений-регенерантов. Самый низкий регенерационный потенциал выявлен у сорта Поліська 90. Установлена сильная положительная статистически достоверная корреляция (r = 0,84) между частотой образования морфогенного каллуса и регенерации побегов, что свидетельствует о возможном существовании общей генетической системы, контролирующей эти процессы. Выявлена сильная отрицательная связь (r = -0,88) между частотой индукции ризогенеза и регенерации побегов. Между частотой каллусогенеза и морфогенетических процессов достоверной зависимости не обнаружено, что указывает на отсутствие прямой связи между контролирующими их генетическими факторами. Выводы. У исследуемых сортов частота каллусогенеза и регенерации побегов определяется генотипом экспланта. Полученные результаты вносят определенный вклад в изучение теоретических аспектов процессов морфогенеза in vitro пшеницы и могут применяться как элементы биотехнологических программ. Сорт Подолянка рекомендован в качестве модельного объекта в клеточной инженерии, а также для дальнейших исследований в биотехнологии пшеницы.
Мета. Дослідити процеси морфогенезу in vitro в культурі апікальних меристем 3-добових проростків сортів пшениці м’якої озимої та виявити взаємозв’язок між ними. Методи. Досліджували 12 сортів пшениці м’якої озимої: МІП Княжна, Горлиця миронівська, Розкішна, Гордовита, Елегія, Щедра нива, Зіра, Статна, МІП Валенсія, Альбатрос одеський, Поліська 90, Подолянка. Застосовано методи культури тканин і органів in vitro, статистичного аналізу. Результати. Вивчено реакцію сортів пшениці м'якої озимої на умови культивування апікальних меристем 3-добових проростків та досліджено взаємозв’язок морфогенетичних процесів in vitro. За морфофізіологічними властивостями виділено два типи калюсу: морфогенний і неморфогенний. Формування рослин-регенерантів з калюсів відбувалося шляхом як геморизогенезу, так і соматичного ембріоїдогенезу. Встановлено, що високою регенераційною здатністю характеризувався сорт Подолянка, з експлантів якого було отримано найбільшу кількість рослин-регенерантів. Найнижчий регенераційний потенціал виявлено у сорту Поліська 90. Встановлена сильна позитивна статистично достовірна кореляція (r = 0,84) між частотою утворення морфогенних калюсів і регенерації пагонів, що свідчить про можливе існування загальної генетичної системи, яка контролює ці процеси. Виявлено сильний зворотний зв’язок (r = -0,88) між частотою індукції ризогенезу і регенерації пагонів. Між частотою калюсогенезу та морфогенетичних процесів вірогідної кореляції не виявлено, що вказує на відсутність прямого зв’язку між генетичними чинниками, які їх контролюють. Висновки. У досліджених сортів частоти калюсогенезу та регенерації пагонів визначаються генотипом експланта. Отримані результати є певним внеском у вивчення теоретичних аспектів процесів морфогенезу in vitro пшениці та можуть застосовуватись як елементи біотехнологічних програм. Сорт Подолянка рекомендований як модельний об’єкт у клітинній інженерії, а також для подальших досліджень у біотехнології пшениці.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: