Вплив вуглецевого компонента живильного середовища на ефективність андрогенезу in vitro Oryza sativa L.

Aims. Study the effect of different carbon sources (sucrose and maltose) in the culture medium on the efficiency of androgenesis in vitro in anther culture of rice. Methods. Obtaining of rice double haploid lines by anther culture in vitro. The statistical methods. Results. The influence different...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:Фактори експериментальної еволюції організмів
Datum:2015
Hauptverfasser: Замбріборщ, І.С., Шестопал, О.Л., Шпак, Д.В.
Format: Artikel
Sprache:Ukrainian
Veröffentlicht: Інститут молекулярної біології і генетики НАН України 2015
Schlagworte:
Online Zugang:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/177516
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Вплив вуглецевого компонента живильного середовища на ефективність андрогенезу in vitro Oryza sativa L. / І.С. Замбріборщ, О.Л. Шестопал, Д.В. Шпак // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2015. — Т. 17. — С. 160-163. — Бібліогр.: 11 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-177516
record_format dspace
spelling Замбріборщ, І.С.
Шестопал, О.Л.
Шпак, Д.В.
2021-02-16T12:14:53Z
2021-02-16T12:14:53Z
2015
Вплив вуглецевого компонента живильного середовища на ефективність андрогенезу in vitro Oryza sativa L. / І.С. Замбріборщ, О.Л. Шестопал, Д.В. Шпак // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2015. — Т. 17. — С. 160-163. — Бібліогр.: 11 назв. — укр.
2219-3782
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/177516
602.6:58:633.181.1
Aims. Study the effect of different carbon sources (sucrose and maltose) in the culture medium on the efficiency of androgenesis in vitro in anther culture of rice. Methods. Obtaining of rice double haploid lines by anther culture in vitro. The statistical methods. Results. The influence different variants pretreatment of rice panicle on the processes of induction and regeneration in anther culture of rice were studied. The 218 green plants-regenerants were received. Conclusions. To increase the formation of embryo like structures in anther culture of rice panicles should be incubated for the pretreatment in water at 6–8 °C during 3–7 days. The positive effect on the formation of embryoides and sufficient amount of green regenerants and the low formation albino regenerants from using the cold pretreatment of panicle by solution abscisic acid (0.5 mg/L) were showed. Keywords: rice hybrids, anther culture in vitro, callus, regeneration.
uk
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
Фактори експериментальної еволюції організмів
Молекулярні та клітинні біотехнології
Вплив вуглецевого компонента живильного середовища на ефективність андрогенезу in vitro Oryza sativa L.
Effect of carbon component culture medium on effectiveness androgenesis in vitro Oryza sativa L.
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Вплив вуглецевого компонента живильного середовища на ефективність андрогенезу in vitro Oryza sativa L.
spellingShingle Вплив вуглецевого компонента живильного середовища на ефективність андрогенезу in vitro Oryza sativa L.
Замбріборщ, І.С.
Шестопал, О.Л.
Шпак, Д.В.
Молекулярні та клітинні біотехнології
title_short Вплив вуглецевого компонента живильного середовища на ефективність андрогенезу in vitro Oryza sativa L.
title_full Вплив вуглецевого компонента живильного середовища на ефективність андрогенезу in vitro Oryza sativa L.
title_fullStr Вплив вуглецевого компонента живильного середовища на ефективність андрогенезу in vitro Oryza sativa L.
title_full_unstemmed Вплив вуглецевого компонента живильного середовища на ефективність андрогенезу in vitro Oryza sativa L.
title_sort вплив вуглецевого компонента живильного середовища на ефективність андрогенезу in vitro oryza sativa l.
author Замбріборщ, І.С.
Шестопал, О.Л.
Шпак, Д.В.
author_facet Замбріборщ, І.С.
Шестопал, О.Л.
Шпак, Д.В.
topic Молекулярні та клітинні біотехнології
topic_facet Молекулярні та клітинні біотехнології
publishDate 2015
language Ukrainian
container_title Фактори експериментальної еволюції організмів
publisher Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
format Article
title_alt Effect of carbon component culture medium on effectiveness androgenesis in vitro Oryza sativa L.
description Aims. Study the effect of different carbon sources (sucrose and maltose) in the culture medium on the efficiency of androgenesis in vitro in anther culture of rice. Methods. Obtaining of rice double haploid lines by anther culture in vitro. The statistical methods. Results. The influence different variants pretreatment of rice panicle on the processes of induction and regeneration in anther culture of rice were studied. The 218 green plants-regenerants were received. Conclusions. To increase the formation of embryo like structures in anther culture of rice panicles should be incubated for the pretreatment in water at 6–8 °C during 3–7 days. The positive effect on the formation of embryoides and sufficient amount of green regenerants and the low formation albino regenerants from using the cold pretreatment of panicle by solution abscisic acid (0.5 mg/L) were showed. Keywords: rice hybrids, anther culture in vitro, callus, regeneration.
issn 2219-3782
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/177516
citation_txt Вплив вуглецевого компонента живильного середовища на ефективність андрогенезу in vitro Oryza sativa L. / І.С. Замбріборщ, О.Л. Шестопал, Д.В. Шпак // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2015. — Т. 17. — С. 160-163. — Бібліогр.: 11 назв. — укр.
work_keys_str_mv AT zambríborŝís vplivvuglecevogokomponentaživilʹnogoseredoviŝanaefektivnístʹandrogenezuinvitrooryzasatival
AT šestopalol vplivvuglecevogokomponentaživilʹnogoseredoviŝanaefektivnístʹandrogenezuinvitrooryzasatival
AT špakdv vplivvuglecevogokomponentaživilʹnogoseredoviŝanaefektivnístʹandrogenezuinvitrooryzasatival
AT zambríborŝís effectofcarboncomponentculturemediumoneffectivenessandrogenesisinvitrooryzasatival
AT šestopalol effectofcarboncomponentculturemediumoneffectivenessandrogenesisinvitrooryzasatival
AT špakdv effectofcarboncomponentculturemediumoneffectivenessandrogenesisinvitrooryzasatival
first_indexed 2025-11-27T04:51:18Z
last_indexed 2025-11-27T04:51:18Z
_version_ 1850797013237497856
fulltext 160 ISSN 2219-3782. Фактори експериментальної еволюції організмів. 2015. Том 17 Вплив вуглецевого компонента живильного середовища на ефективність андрогенезу in vitro Oryza sativa l. З ам бр іб ор щ І. С ., Ш ес то па л О .Л ., Ш па к Д .В . Важливим компонентом живильного сере- довища є джерело вуглецю, яке виконує в умовах in vitro дві функції – трофічну та підтримує необ- хідний осмотичний потенціал в клітинах ізольо- ваних пиляків за їхнього культивування. Найчас- тіше для цього використовують сахарозу. Вважа- ють, що підвищена її концентрація важлива для всіх злаків на етапі формування калюсних і емб- ріоїдних структур. Що стосується рису, то кон- центрації сахарози в середовищах, використа- них різними авторами, варіюють. В окремих ро- ботах, на етапі утворення калюсу використовува- ли 6 % сахарозу, на етапі диференціації – 3 %. В інших роботах 6 % сахарозу застосовували на обох етапах, знижуюючи вміст цього вуглеводу до 4–5 % в процесі регенерації [1–3]. Деякі до- слідники використовують у якості джерела вуг- лецю у середовищах для культивування пиляків рису інші вуглеводи, а саме мальтозу [4–6]. По- рівняльне дослідження впливу сахарози та маль- този в живильному середовищі, проведене вче- ними [6–7], показало генотипову специфічність у потребі того чи іншого вуглеводу задля опти- мального проходження андрогенезу in vitro. за результатами наших попередніх дослі- джень (2011–2013 рр.) встановлено, що отриман- ня та дослідження культур in vitro Oryza sativa L. в умовах Півдня України є перспективним. Отри- мання гаплоїдів через культуру ізольованих пи- ляків представляє альтернативу традиційним се- лекційним підходам з поліпшення цієї культури. Методика, яка була успішно застосована у попе- редніх дослідженнях, дозволяла нам разом з до- статньою кількістю зелених регенерантів, отри- мувати велику кількість альбино. Наступні до- слідження, що стосуються андрогенезу рису in vitro в нашій лабораторії спрямовані на змен- шення частки хлорофіл-дефектних рослин серед отриманих регенерантів. Мета дослідження – ви- вчення впливу різних джерел вуглецю (сахарози та мальтози) в живильному середовищі на ефек- тивність андрогенезу в культурі in vitro пиляків рису. © зАМБРІБОРЩ І.С., ШЕСТОПАЛ О.Л., ШПАК Д.В. Матеріали і методи В якості дослідного рослинного матеріалу застосовували пиляки рису гібридів F2: ariette х Преміум (№ 3); Гарант х Престиж (№ 6); Merle х Престиж (№ 8); Командор х Престиж (№ 14); Fhoi bonne х Престиж (№ 17), які вирощували у дослідницьких «чеках» Інституту рису м. Ска- довськ (Україна). Волоті зрізали, коли вакуолі- зовані мікроспори більшості пиляків знаходи- лись на середньо-пізній стадії розвитку. зріза- ні волоті, які знаходилися у покривному листку попередньо витримували у воді при температурі 8–10 °С протягом 4–7 діб. Стерилізацію проводи- ли розчином комерційного препарату «Білизна» протягом 5 хв, надалі, зливали його і заливали 0,01 н HCl (10 хв) з наступним п’ятиразовим про- миванням дистильованою стерильною водою. Пиляки експлантували у чашки Петрі (діа- метром 60 мм) на агаризовані живильні середо- вища та культивували у темряві при 25 °С. Для індукції новоутворень (калюсних та ембріоїдних культур) використовували два варіанти живиль- ного середовища: 1) середовище N6 за модифіка- цією Herath et al., 2007 [10], доповнене регулято- рами росту 1-нафтилоцтовою кислотою (НОК) – 1 мг/л, 2,4-дихлорфенооцтовою кислотою (2,4- Д) – 3 мг/л та кінетином (Кін) – 1 мг/л, вугле- водом – сахарозою (60 г/л); 2) середовище N6 за модифікацією rukmini et al., 2013 [11], допов- нене регуляторами росту 2,4-Д – 2 мг/л та Кін – 0,5 мг/л, вуглеводом – мальтозою (30 г/л). Для регенерації з калюсних та ембріоїд- них культур рису використали також два варіан- ти живильного середовища [11]: 1) середовище МС, доповнене регуляторами росту 6-бензила- мінопурином (БАП) – 0,75 мг/л, Кін – 0,25 мг/л та НОК – 0,25 мг/л, вуглеводом – мальтозою (30 г/л); 2) те ж середовище, у якому замість мальто- зи використовували сахарозу (30 г/л). Калюсні та ембіоїдні культури, отримані на кожному з двох варіантів середовищ для індук- ції, пересаджували на два регенераційних сере- довища та культивували за умови освітлення при температурі 26 °С. У результаті регенерацію зе- лених рослин враховували у чотирьох варіантах досліду (табл. 1). УДК 602.6:58:633.181.1 ЗАМБРІБОРЩ І.С. 1, ШЕСТОПАЛ О.Л. 1, ШПАК Д.В. 2 1 Селекційно-генетичний інститут – Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення, Україна, 65036, м. Одеса, Овідіопольська дорога, 3, e-mail: izambriborsh@gmail.com 2 Інститут рису Української академії аграрних наук, Україна, 75705, с. Антонівка, Скадовський р-н, Херсонська обл, е-mail: shpak_dmitry@mail.ru ВПЛИВ ВУГЛЕЦЕВОГО КОМПОНЕНТА ЖИВИЛьНОГО СЕРЕДОВИЩА НА ЕФЕКТИВНІСТь АНДРОГЕНЕЗУ in viTRo oRyzA sATivA L. ISSN 2219-3782. Фактори експериментальної еволюції організмів. 2015. Том 17 161 Вплив вуглецевого компонента живильного середовища на ефективність андрогенезу in vitro Oryza sativa L. Так, три (за номерами 3, 6, 14) з п’яти гено- типів більше новоутворень формували на середо- вищі N6 з мальтозою, а два – на живильному се- редовищі N6, де як джерело вуглецю використо- вували сахарозу. Слід зазначити, що здатність до регенерації новоутворень, одержаних на двох дослідних індукційних середовищах, була дуже різною. Більша частина новоутворень усіх до- сліджених генотипів із середовища з мальтозою була не спроможна регенерувати зелені рослини, тоді як з новоутворень із індукційного середови- ща з сахарозою – отримано на порядок більше зе- лених регенерантів від усіх п’яти гібридів рису (табл. 2, рис. 2). Для росту регенерантів використовували безгормональне живильне середовище МS із по- ловинним складом макро- та мікросолей. Результати та обговорення за результатами проведеного досліджен- ня оцінки гаплопродукційної здатності п’яти гі- бридів F2 рису показана висока чутливість да- них форм до наданих умов in vitro за культиву- вання пиляків. Слід наголосити, що значний рі- вень формування новоутворень був характерним для усіх наданих гібридних комбінацій. Виявле- ний чіткий вплив на даний показник складу ін- дукційного середовища (рис. 1, 2). Таблиця 1 Використані живильні середовища із різними джерелами вуглецю Варіант 1 Варіант 2 Варіант 3 Варіант 4 Індукційне середовище N6 в модифікації Herath et al. (сахароза) N6 в модифікації rukmini et al. (мальтоза) Середовище для регенерації сахароза мальтоза сахароза мальтоза Рис. 1. Формування новоутворень в культурі пиляків рису № 3 на різних індукційних середовищах: а – з мальтозою; б – з сахарозою Рис. 2. Вплив індукційного середовища на різні етапи андрогенезу in vitro в культурі пиляків різних гібридів рису: – середовище з мальтозою; – середовище з цукрозою Слід зазначити, що середовище з мальто- зою було вперше випробувано у нашій лаборато- рії. До цього року ми успішно використовували в якості індукційного середовища N6 за модифіка- цію Herath et al. [10], однак разом з достатньою кількістю зелених регенерантів, ми отримува- ли велику кількість хлорофілдефектних рослин. Саме з метою зменшення альбіносів серед реге- нерантів і було залучено до експерименту інше живильне середовище. В результаті з новоутво- рень, одержаних на новому середовищі, ми не от- римали жодного альбіноса, але й регенерація зе- лених рослин була занизькою. У роботі також досліджували ефективність гаплопродукції за різних варіантів живильних 162 ISSN 2219-3782. Фактори експериментальної еволюції організмів. 2015. Том 17 Замбріборщ І.С., Шестопал О.Л., Шпак Д.В. регенерації (варіант 2), що за наших умов експе- рименту дозволяє отримувати достовірно більшу кількість зелених рослин-регенерантів рису від усіх досліджених генотипів. за другого варіанта експерименту (культивування пиляків на середо- вищі N6 в модифікації [10] з наступним культиву- ванням новоутворень на середовищі МS з дода- ванням 0,75 мг/л БАП, 0,25 мг/л кінетину та 0,25 мг/л НОК, 30 г/л мальтози) усі гібриди показали максимальний рівень регенерації зелених рослин (рис. 3). Найбільшою кількістю рослин-регене- рантів характеризувався № 6; три інших гібриди за даним показником не розрізнялись та мали до- стовірно меншу кількість зелених рослин за таку у гібриду № 6. Виявлено різкий негативний вплив на здат- ність новоутворень до регенерації за третього ва- ріанта досліду: культивування пиляків на середо- вищі N6 в модифікації rukmini et al. [11] з наступ- ним культивуванням новоутворень на середови- щі МS з додаванням 0,75 мг/л БАП, 0,25 мг/л кі- нетину та 0,25 мг/л НОК, 30 г/л сахарози. Кількість отриманих альбіносних рослин була незначною (1–3 рослини на варіантах 1 та 2 у генотипів № 3, № 6 та № 17) порівняно із на- шими минулорічними результатами: 0,02–2,97 шт/100 пиляків у 2013 р. та 9,64–22,41 шт/100 пиляків у 2012 р. Надалі зелені рослини-реге- неранти пересаджували на безгормональне жи- вильне середовище МS з половинною концен- трацією солей (рис. 4). Аналізуючи отримані дані (табл. 1, рис. 1–3) вдалося встановити оптимальний варіант індук- ційного та регенераційного середовищ, який за- безпечує ефективний процес формування ново- утворень і сприяє виходу достатньої кількості зе- середовищ для регенерації, які також розрізня- лись за джерелом вуглецю, однак мали однако- вий мінеральний та гормональний склад: варіант 1, варіант 2, варіант 3, варіант 4 (рис. 3). за результатами дослідження виявлено най- більш оптимальну комбінацію між індукційним живильним середовищем та середовищем для Рис. 3. Регенерація зелених рослин рису в культурі in vitro за культивування пиляків та новоутворень на різних живильних середовищах Рис. 4. Регенерація зелених рослин в культурі пиля- ків рису Таблиця 2 Ефективність гаплопродукції в культурі пиляків in vitro рису Генотип Кількість пи- ляків Індукційне середо- вище Новоутворення зелені рослини-регенеранти шт. / на 100 висаджених пиляків шт. шт. / на 100 висаджених пиляків № 3 2372 мальтоза 41,61 ± 1,01* 1 0,08 ± 0,06 4479 сахароза 21,64 ± 0,60 39 1,69 ± 0,19* № 6 2232 мальтоза 22,63 ± 0,89* 8 0,40 ± 0,13 4936 сахароза 14,04 ± 0,49 81 3,38 ± 0,26* № 8 2023 мальтоза 20,61 ± 0,90 15 0,84 ± 0,20 2295 сахароза 24,10 ± 0,89^ 30 2,31 ± 0,31* № 14 3097 мальтоза 19,21 ± 0,71* 1 0,03 ± 0,03 3577 сахароза 11,55 ± 0,53 31 1,79 ± 0,22* № 17 2672 мальтоза 28,56 ± 0,87 1 0,04 ± 0.04 3860 сахароза 32,36 ± 0,75* 59 2,85 ± 0,27 П р и м і т к и: * – достовірно при Р<0,001, ^ – достовірно при Р<0,01. ISSN 2219-3782. Фактори експериментальної еволюції організмів. 2015. Том 17 163 Вплив вуглецевого компонента живильного середовища на ефективність андрогенезу in vitro Oryza sativa L. лених регенерантів за мінімальної кількості аль- біносних рослин-регенерантів. Висновки Культивування пиляків рису на середови- щі N6 з додаванням НОК – 1 мг/л, 2,4-дихлорфе- нооцтова кислота (2,4-Д) – 3 мг/л та кінетин – 1 мг/л; 60 г/л сахарози [10]; з наступним культиву- ЛІТЕРАТУРА 1. Sripichitt P., Ozawa T., Otani M., Shimada T. Improved method for anther culture of an indica rice cultivar of Thailland // Plant Prod. Sci. – 2000. – 3. – P. 254–256. 2. Tran Thi Thanh Xa, Nguyen Thi Lang rice breeding for high grain quality through anther culture // Omonrice. – 2011. – 18. – P. 68–72. 3. Chen Q.F., Wang C.L., Lu Y.M., Shen M., afza r., Duren M.V., Brunner H. anther culture in connection with induced mutations for rice improvement // Euphytica. – 2001. – 120, N 3. – P. 401–408. 4. Mkuya M.S., Hua-min S. I, LIU Wen-zhen, SUN Zong-xiu. Effect of 137Cs gamma rays to panicles on rice anther culture // rice Science. – 2005. – 12, N 4. – P. 299–302. 5. Martнnez a.L., Ventura E., Maldonado U. , Sбnchez M.M., Bazaldъa Cr., Del Villar a.a. Characterization of storage proteins and anther culture for the development of high nutritional quality rice genotypes // Biotechnologнa aplicada. – 2005. – 22. – P. 41–44. 6. Bagheri N., Babaeian-Jelodar N., ali Ghanbari. Evaluation of effective factors in anther culture of iranian rice (Oryza sativa L.) Cultivars // Biharean Biologist. – 2009. – 3, N 2. – P. 119–124. 7. Trejo-Tapia G., amaya U.M., Morales G.S., Jimenez-aparicio a. The effects of cold-pretreatment, auxins and carbon source on anther culture of rice // Plant Cell Tissue and Organ Culture. – 2002. – 71. – P. 41–46. 8. замбріборщ І.С., Шестопал О.Л., Доброва Г.О., Шпак Д.В. Особливості андрогенезу in vitro міжсортових гібридів Oryza sativa L. української селекції // Фактори експериментальної еволюції організмів: зб. наук. пр. / Під ред. В.А. Кунаха [та ін.]. – К.: Логос, 2013. – 12. – С. 224–228. 9. Шестопал О.Л., замбріборщ І.С., Ігнатова С.О., Шпак Д.В. Вплив попередньої обробки волотей Oryza sativa L. на морфо- генез в культурі пиляків in vitro // Фактори експериментальної еволюції організмів : зб. наук. пр. / Під ред. В.А. Кунаха [та ін.]. – К.: Логос, 2014. – 15. – С. 144–148 10. Herath H.M.I., Bandara D.C., Samarajeewa P.K. Effect of culture media for another culture of Indica rice varieties and hybrids of Indica and Japonica // Tropical agricultural research & Extension. – 2007. – 10. – P. 17–22. 11. rukmini M., rao G.J.N., rao r.N. Effect of cold pretreatment and phytohormones on anther culture efficiency of two Indica rice (Oryza sativa L.) hybrids – ajay and rajalaxmi // Journal of Experimental Biology and agricultural Sciences. – 2013. – 1, N 2. – P. 69–76. SHESTOPAL O.L. 1, ZAMBRIBORSHCH I.S. 1, SHPAK D.V. 2 1 Plant Breeding & Genetics Institute – National Center of Seed and Cultivar Investigation, Ukraine, 65036, Odessa, Ovidiopolskaya road, 3, е-mail: izambriborsh@gmail.com 2 Rice Research Institute at Ukrainian Academy of Agrarian Sciences, Ukraine, 75705, Kherson region, Skadovsk district, Antonovka village, е-mail: shpak_dmitry@mail.ru EFFECT OF CARBON COMPONENT CULTURE MEDIUM ON EFFECTIVENESS ANDROGENESIS IN VItRo oRyzA sATivA L. Aims. Study the effect of different carbon sources (sucrose and maltose) in the culture medium on the efficiency of androgenesis in vitro in anther culture of rice. Methods. Obtaining of rice double haploid lines by anther culture in vitro. The statistical methods. Results. The influence different variants pretreatment of rice panicle on the processes of induction and regeneration in anther culture of rice were studied. The 218 green plants-regenerants were received. Conclusions. To increase the formation of embryo like structures in anther culture of rice panicles should be incubated for the pretreatment in water at 6–8 °C during 3–7 days. The positive effect on the formation of embryoides and sufficient amount of green regenerants and the low formation albino regenerants from using the cold pretreatment of panicle by solution abscisic acid (0.5 mg/L) were showed. Keywords: rice hybrids, anther culture in vitro, callus, regeneration. ванням новоутворень на середовищі МS з дода- ванням 0,75 мг/л БАП, 0,25 мг/л кінетину та 0,25 мг/л НОК, 30 г/л мальтози забезпечує оптималь- ний рівень індукції новоутворень (калюсних та ембріоїдних культур) і сприяє регенерації з них достатньої кількості зелених рослин за мінімаль- ної кількості альбіносних рослин.