Ekspresija gena za ribozom-inaktivirajući protein (SoRIP2) kao marker za analizu embriogenog potencijala spanaća (Spinacia oleracea L. cv. Matador) in vitro

Abstract

Somatska embriogeneza je indukovana iz apikalnih fragmenata lateralnih korenovaspanaća (Spinacia oleracea L.) sorte "Matador", gajenih u uslovima in vitro naindukcionom Murashige & Skoog medijumu koji je sadržao 20 μM α-naftilsirćetnu kiselinu(NAA) i 5 μM giberelnu kiselinu (GA3). Embriogeni potencijal je testiran na 30 nasumičnoodabranih klijanaca. Rezultati ukazuju da je regenerativni potencijal individualnih klijanacabio vrlo varijabilan; sa frekvencom regeneracije od 0.3% do 100% i prosečnim brojemsomatskih embriona (SE) po eksplantatu od 0.001 do 9.96. Samo 4 od 30 linija su imalevisoku frekvencu regeneracije (85-100%), sa ukupno 227-347 SE regenerisanih sa 30odsečaka korenova tokom 12 nedelja gajenja. Tokom prve subkulture (4 nedelje)regenerisala je samo jedna linija. Rezultati ukazuju da su jedinke sa visokim regenerativnimpotencijalom retke u populaciji sorte "Matador".SE izolovani sa korenova istog klijanca su gajeni kao jedna linija na medijumu sa5 μM kinetinom. Sa klijanaca čiji su korenovi korišćeni za indukciju regeneracije paralelnosu izolovani i apikalni pupoljci i gajeni pojedinačno, u epruvetama na medijumu bezregulatora rastenja (BRR). Biljke koje su se razvile iz apikalnih izdanaka klijanaca i iz SEsu se samooprašile i dale semena u uslovima in vitro. Na ovaj način, samooplođenjem invitro i isklijavanjem sakupljenog semena, dobijene su 4 generacije potomačkih klijanacaoznačenih kao S1-S4. Korenovi ovih klijanaca su korišćeni za indukciju regeneracije SE injihov embriogeni potencijal je upoređen sa roditeljskim. Embriogeni potencijal S1 i S2linija je bio takođe vrlo varijabilan. Selekcijom potomstva sa najvećim embriogenimpotencijalom dobijene su tri S3 i jedna S4 linija sa izuzetno visokim embriogenimpotencijalom, koji je bio 33-53 puta veći u odnosu na majku-biljku. Frekvenca regeneracijeovih linija se kretala oko 100%, a sa 30 fragmenata korenova je izolovano ukupno1339-2181 SE po klijancu tokom 12 nedelja. Sve linije su regenerisale tokom prvesubkulture, 2-4 nedelje ranije u odnosu na roditeljsku liniju. Fragmenti korenova izolovanisa biljaka koje su se razvile iz SE (regeneranti) su imali sličan regenerativni kapacitetklijancu sa kog su indukovani...

Somatic embryogenesis was induced from apical sections of the lateral roots ofspinach seedlings (Spinacia oleracea L. cv. Matador), cultivated in vitro on Murashige &Skoog induction medium supplemented with 20μM α-naphthaleneacetic acid (NAA) and 5μM gibberellic acid (GA3). The capacity for somatic embryo formation was tested in 30randomly chosen seedlings (lines). Results indicated that the regeneration potential is veryvariable among the seedlings, with the frequency of regeneration ranging from 0.3% to100% and the mean somatic embryo (SE) number per explant ranging from 0.001 to 9.96.Only 4 out of 30 lines displayed high regeneration frequency (85-100%), with the totalnumber of 227-347 SEs regenerated from 30 root sections over a 12-week period. Only oneline regenerated during the first subculture (4 weeks). Results indicate that the lines withhigh embryogenic potential are very rare within the population of cultivar "Matador".SEs isolated from a single seedling were maintained as a line on medium with 5μMkinetin. Apical shoots, isolated from the same seedlings, which have been used for theinduction of regeneration, were cultivated separately in test tubes, on plant growthregulator-free medium. Plants derived from seedlings’ apical shoots and SEs flowered,self-fertilised and set seeds in vitro. Thus, four generations of descendent seedlings,designated as S1-S4, were obtained by self-fertilisation and germination of the collectedseeds in vitro. Roots of these seedlings were used for the induction of SE regeneration andtheir embryogenic capacities were compared to parental lines. The embryogenic capacitiesof S1 and S2 lines were also very variable. By selection of offspring with high embryogenicresponse and through further cycles of self-fertilisation, three S3 and one S4 line withextremely high embryogenic capacities, 33-35 fold higher than in the mother-plant, wereobtained. The regeneration frequencies of these lines were approximately 100%, and1339-2181 SEs were isolated from 30 root sections per seedling over a 12-week period. Alllines regenerated during the first subculture, and 2-4 weeks earlier compared to parentallines. Root sections of plants regenerated from SE (regenerants) exhibited similarregeneration capacity as the respective seedling from which they originated...