Cytometryczna analiza polisomatyczności organów roślin z rodziny Fabaceae

Transkrypt

1 Cytometryczna analiza polisomatyczności organów roślin z rodziny Fabaceae Monika Rewers, Elwira Śliwińska Katedra Genetyki i Biotechnologii Roślin, Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy

2 Tytuł pracy doktorskiej: Biologiczne znaczenie procesu endoreduplikacji w gatunkach roślin z rodziny Fabaceae. Ustalenie znaczenia endoreduplikacji oraz wskazanie moŝliwość wykorzystania tego procesu w hodowli bobowatych. Wytypowanie organów do kultur in vitro, w zaleŝności od celu kultury. Zbadanie związku pomiędzy endoreduplikacją a programowaną śmiercią komórki. Opracowanie metody badania jakości nasion na podstawie stopnia uszkodzenia DNA.

3 Tytuł pracy doktorskiej: Biologiczne znaczenie procesu endoreduplikacji w gatunkach roślin z rodziny Fabaceae. Ustalenie znaczenia endoreduplikacji oraz wskazanie moŝliwość wykorzystania tego procesu w hodowli bobowatych. Wytypowanie organów do kultur in vitro, w zaleŝności od celu kultury Zbadanie związku pomiędzy endoreduplikacją a programowaną śmiercią komórki. Opracowanie metody badania jakosci nasion na podstawie stopnia uszkodzenia DNA.

4 Polisomatyczność obecność komórek o róŝnych poziomach ploidalności w danym organie/tkance. Endoreduplikacja jest to proces zwielokrotnienia zawartości DNA w jądrze, po którym nie następuje mitoza. Prowadzi do powstania endopoliploidalnych jąder. 8C 4C 2C G1 S G2 M G1 S G2 M G1 zawartość DNA w cyklu mitotycznym zawartość DNA w cyklu endoreduplikacyjnym

5 MATERIAŁ I METODA Wykorzystując cytometrię przepływową analizowano organy 22 gatunków z rodziny Fabaceae podczas rozwoju: - nasiona (faza I) i młode siewki (faza II; oś, liścienie) - rośliny w fazie rozłoŝonych liścieni/wzniesionego epikotylu (faza III; korzeń, hipokotyl, liścienie) - rośliny w fazie pierwszej pary liści/pierwszego liścia (faza IV; korzeń, hipokotyl, liścienie) - organy generatywne (działki kielicha, płatki korony, pręcikowie)

6 WYNIKI Cytometryczna analiza nasion i roślin wykazała obecność jąder z zawartością DNA 2C, 4C, 8C, 16C, 32C, 64C, 128C. A B Histogramy zawartości DNA w jądrach wyizolowanych z liścieni suchego nasienia Phaseolus vulgaris L. (A) i Cassia artemisioides L. (B).

7 Udział jąder z daną zawartością DNA w osi nasienia i siewki wybranych gatunków z rodziny Fabaceae podczas rozwoju 100% 80% 60% 40% 20% 0% I II I II I II I II I II I II Trifolium pratense Pisum sativum Phaseolus coccineus Lupinus albus Vicia sativa Prosopis velutina 2C 4C 8C 16C I faza nasienia, II faza młodej siewki

8 Udział jąder z daną zawartością DNA w korzeniu wybranych gatunków z rodziny Fabaceae podczas rozwoju 100% 80% 60% 40% 20% 0% III IV III IV III IV III IV Trifolium pratense Lupinus luteus Acacia smalli Vicia sativa 2C 4C 8C 16C III faza rozłoŝonych liścieni/wzniesionego epikotylu IV faza pierwszej pary liści/pierwszego liścia

9 Udział jąder z daną zawartością DNA w hipokotylu wybranych gatunków z rodziny Fabaceae podczas rozwoju 100% 80% 60% 40% 20% 0% III IV III IV III IV III IV III IV Trifolium hybridum Medicago x varia Phaseolus vulgaris Phaseolus coccineus Vicia sativa 2C 4C 8C 16C 32C III faza rozłoŝonych liścieni/wzniesionego hipokotylu IV faza pierwszej pary liści/pierwszego liścia

10 Udział jąder z daną zawartością DNA w liścieniach wybranych gatunków z rodziny Fabaceae podczas rozwoju 100% 80% 60% 40% 20% 0% I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV Trifolium hybridum Phaseolus vulgaris Vicia faba Cicer arietinum Lens culinaris Vicia sativa 2C 4C 8C 16C 32C 64C 128C I faza nasienia, II faza młodej siewki, III faza rozłoŝonych liścieni/wzniesionego epikotylu, IV faza pierwszej pary liści/pierwszego liścia

11 Polisomatyczność w organach generatywnych Lens culinaris Cicer arietinum Lupinus luteus Medicago x varia Vicia faba Pisum sativum Trifolium hybridum Vicia sativa Phaseolus vulgaris

12 WNIOSKI 1. Wszystkie badane gatunki z rodziny Fabaceae charakteryzują się występowaniem endopoliploidalności, jednakŝe występują róŝnice w poziomie endopoliploidalności pomiędzy gatunkami z tej rodziny. 2. Poziom endopoliploidalności jest organospecyficzny i zmienia się podczas rozwoju. NajwyŜszy poziom endopoliploidalności występuje w liścieniach i hipokotylu, a najniŝszy w osi nasienia i młodej siewki oraz organach generatywnych.

13 Zastosowanie praktyczne badań Firmy biotechnologiczne zajmujące się mikrorozmnaŝaniem i hodowlą twórczą roślin.

14 Współpraca z przedsiębiorstwem Identyfikacja polisomatycznych organów/tkanek, które mogą być wykorzystane w hodowli twórczej gdzie celowo oczekiwana jest zmienność somaklonalna pozwalająca znacznie poszerzyć zakres zmienności genetycznej roślin. Ograniczanie występowania zmienności somaklonalnej poprzez wybór odpowiedniego eksplantatu. Ocena ploidalności uzyskiwanych roślin za pomocą cytometrii przepływowej.

15 PODZIĘKOWANIA Vitrogen Sp. z o.o. Przedsiębiorstwo Beta I H. Sadowski "Praca naukowa współfinansowana ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego i BudŜetu Państwa w ramach Zintegrowanego Programu Operacyjnego Rozwoju Regionalnego, Działania 2.6 Regionalne Strategie Innowacyjne i transfer wiedzy projektu własnego Województwa Kujawsko- Pomorskiego Stypendia dla doktorantów 2008/2009 ZPORR."

16 Dziękuję za uwagę