ZABEZPIECZANIE ZASOBÓW GENOWYCH CZOSNKU POSPOLITEGO (ALLIUM SATIVUM L.) W KRIOBANKU GENÓW

Podobne dokumenty
KRIOPREZERWACJA ZASOBÓW GENOWYCH CZOSNKU POSPOLITEGO (ALLIUM SATIVUM L.) NIE TWORZĄCEGO PĘDÓW KWIATOSTANOWYCH

KRIOPREZERWACJA ZASOBÓW GENETYCZNYCH CZOSNKU POSPOLITEGO (ALLIUM SATIVUM L.) TWORZĄCEGO PĘDY KWIATOSTANOWE

Regeneracja pędów z segmentów hypokotylowych lnianki siewnej Camelina sativa L. w kulturach in vitro

Maciej Niedzielski*, Konrad Woliński** freezing

Małgorzata Zalewska, Dariusz Kulus Współczesne strategie ochrony zasobów genetycznych chryzantem

Mariusz Chojnowski, Dorota Kruczyńska, Elżbieta Kapusta, Waldemar Treder, Instytut Ogrodnictwa w Skierniewicach

Kriokonserwacja nowoczesna metoda długotrwałego przechowywania materiału roślinnego

Wpływ kwasu abscysynowego (ABA) na regenerację roślin Camelina Sativa L. w warunkach kultury in vitro

Efektywność embriogenezy somatycznej w kulturach in vitro lnianki siewnej (Camelina sativa L.)

Regeneracja roślin z niedojrzałych zarodków Camelina sativa L. (lnianka siewna) w kulturach in vitro

Program wieloletni: Tworzenie naukowych podstaw

FUNKCJONOWANIE BANKU GENÓW ROŚLIN OGRODNICZYCH W INSTYTUCIE OGRODNICTWA W SKIERNIEWICACH

inż. Danuta Sekrecka, mgr inż. Dorota Michałowska IHAR PIB, Pracownia Zasobów Genowych i Kultur in vitro w Boninie

MIKROROZMNAŻANIE RABARBARU (RHEUM RHAPONTICUM L.) MICROPROPAGATION OF RHUBARB (RHEUM RHAPONTICUM L.)

Wprowadzenie do hodowli in vitro dowolnej rośliny

Konrad Woliński*, Maciej Niedzielski*, Jerzy Puchalski* Zastosowanie metod kriogenicznych do długotrwałego

Roślinne kultury tkankowe in vitro hodowla roślin, części roślin, tkanek lub pojedynczych komórek na sztucznych pożywkach w sterylnych warunkach.

1.4 PROWADZENIE CENTRALNEJ DŁUGOTERMINOWEJ PRZECHOWALNI NASION ZASOBÓW GENETYCZNYCH ROŚLIN UŻYTKOWYCH, PROWADZENIE HERBARIUM Grzegorz Gryziak

DAWNE ODMIANY JABŁONI W WOJWODZTWIE PODLASKIM EKSPEDYCJE I OCHRONA POZYSKANYCH GENOTYPÓW

Gromadzenie gatunków łąkowo-pastwiskowych w Ogrodzie Botanicznym KCRZG IHAR-PIB w Bydgoszczy

Koordynator: Prof. Jerzy Czembor

Technika hodowli komórek leukemicznych

Wybrane zagadnienia do dyskusji dotyczące Obszaru 1

Kierownik: dr Aurelia Ślusarkiewicz-Jarzina Wykonawcy: dr Aurelia Ślusarkiewicz-Jarzina, mgr Hanna Pudelska, mgr Jolanta Woźna

AGRONOMY SCIENCE. wcześniej formerly Annales UMCS sectio E Agricultura VOL. LXXII (4) DOI: /as

ZRÓŻNICOWANIE CECH MORFOLOGICZNYCH ZASOBÓW GENETYCZNYCH CZOSNKU POSPOLITEGO (AL- LIUM SATIVUM L.) NIE TWORZĄCEGO PĘDÓW KWIATOSTANOWYCH

Kultury in vitro i krioprezerwacja w zachowaniu różnorodności roślin standardy dla banku genów

Charakterystyka zmienności cech użytkowych na przykładzie kolekcji pszenżyta

Justyna Lema-Rumińska, Alicja Tymoszuk, Natalia Miler, Beata Durau

Zadnie 1.2. Gromadzenie i długotrwałe przechowywanie w czystości genetycznej i w stanie żywym genotypów roślin użytkowych

FORMOWANIE I REGENERACJA PĄKÓW PRZYBYSZOWYCH W KULTURACH in vitro PRZYLASZCZKI POSPOLITEJ (Hepatica nobilis SCHREB.)

Metoda bezpośredniego uzyskiwania podwojonych haploidów z mikrospor zarodków rzepaku ozimego (Brassica napus L.)

w roku 2016 realizowanego we współpracy IHAR-PIB z IO Prof. dr hab. Jerzy H. Czembor, Krajowe Centrum Roślinnych Zasobów Genowych

ZWIĘKSZENIE INTENSYWNOŚCI MIKROROZMNAŻANIA CHRZANU (ARMORACIA RUSTICANA) IN VITRO

Długoterminowe przechowywanie nasienia ryb jesiotrowatych - kriokonserwacja

Ziemniak Polski 2016 nr 4

Czy kriokonserwacja jest bezpieczna? Określenie potencjalnych zmian w tkankach roślinnych poddanych kriogenicznemu przechowywaniu

KRIOKONSERWACJA ZASOBÓW GENOWYCH JABŁONI

Marta Jańczak-Pieniążek

Skierniewice Zakład Odmianoznawstwa Szkółkarstwa i Nasiennictwa Pracownia Nasiennictwa. Autor: dr Regina Janas

Kolekcja podstawowa w banku genów ziemniaka in vitro gromadzenie, utrzymywanie i wykorzystanie. Dorota Michałowska

WPŁYW OSŁON ORAZ SPOSOBU SADZENIA ZĄBKÓW NA PLONOWANIE CZOSNKU W UPRAWIE NA ZBIÓR PĘCZKOWY. Wstęp

WPŁYW PRZEBIEGU MECHANICZNEGO DOJU KRÓW NA ZAWARTOŚĆ KOMÓREK SOMATYCZNYCH W MLEKU PRZY ZMIENNEJ SILE NACIĄGU GUM STRZYKOWYCH W KUBKU UDOJOWYM

Czynniki, od których zależy wynik kultury in vitro:

Inicjacja sterylnych kultur in vitro oraz mikropropagacji ślazowca pensylwańskiego (Sida hermaphrodita R.)

WPŁYW SZYBKOŚCI STYGNIĘCIA NA WŁASNOŚCI TERMOFIZYCZNE STALIWA W STANIE STAŁYM

Mikrorozmnażanie roślin

IN VITRO STORAGE OF Hosta Tratt. CULTURES

E.coli Transformer Kit

Reakcja odmian pszenżyta ozimego na długoterminowe przechowywanie w banku genów

Bezpośrednia embriogeneza somatyczna

Klub Młodego Wynalazcy - Laboratoria i wyposażenie. Pracownia hodowli roślin i roślinnych kultur in vitro

Analiza genetyczna kilku cech ilościowych związanych z regeneracją lnianki siewnej (Camelina sativa L.) w warunkach kultur in vitro

Gromadzenie, charakterystyka, ocena, dokumentacja oraz udostępnianie zasobów genetycznych fasoli i soi. Podsumowanie I Etapu

Z wizytą u norweskich leśników

ANNALES. Romuald Doliński. Indukcja kalusa i regeneracja roślin żeń-szenia amerykańskiego (Panax quinquef olius L. )

Zagadnienia: Wzrost i rozwój

Znaczenie ekspedycji w gromadzeniu zasobów genowych

KOLEKCJA ODMIAN UPRAWNYCH I ROŚLIN MĘSKICH CHMIELU (Humulus lupulus L.)

DYNAMIKA FORMOWANIA ZARODKÓW SOMATYCZNYCH W KULTURACH in vitro TULIPANA

INICJACJA KULTUR TKANKOWYCH DAWIDII CHIŃSKIEJ ODMIANY VILIMORINA (DAVIDIA INVOLUCRATA BAILL. VAR. VILIMORINIANA (DODE) WAGNER) Wstęp

PW IHAR-PIB Obszar 1: Ochrona zasobów genowych roślin użytkowych. Jerzy H. Czembor, KCRZG, IHAR-PIB Radzików

OCENA WYBRANYCH CECH JAKOŚCI MROŻONEK ZA POMOCĄ AKWIZYCJI OBRAZU

Jesion wyniosły - czy ma szansę na przetrwanie?

FOLIA POMERANAE UNIVERSITATIS TECHNOLOGIAE STETINENSIS Folia Pomer. Univ. Technol. Stetin. 2013, Agric., Aliment., Pisc., Zootech.

Najbardziej znane odmian polskiego czosnku

Equipment for ultrasound disintegration of sewage sludge disseminated within the Record Biomap project (Horizon 2020)

CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA INICJACJĘ, STABILIZACJĘ I ROZMNAŻANIE AGRESTU (RIBES GROSSULARIA L.) W KULTURACH IN VITRO

Zadanie 1.1. Koordynacja działań związanych z ochroną i udostępnianiem zasobów genetycznych roślin użytkowych

Śląski Ogród Botaniczny w Mikołowie

Licealista w świecie nauki

Ocena zdolności pylników wybranych odmian lnu oleistego (Linum usitatissimum L.) do tworzenia kalusa

Zdolność kiełkowania nasion lnu (Linum usitatissimum L.) w długoterminowym przechowywaniu

Celem projektu jest zbadanie mechanizmu aborcji kwiatów i zarodków gryki zwyczajnej pod wpływem stresu termicznego lub troficznego.

Saccharomyces Transformer Kit zestaw do przygotowywania i transformacji komórek kompetentnych Saccharomyces cerevisiae. Metoda chemiczna.

WPŁYW TEMPERATURY SUSZENIA FONTANNOWEGO NA KINETYKĘ ODWADNIANIA I ŻYWOTNOŚĆ DROŻDŻY

DOSKONALENIE SPOSOBÓW PRODUKCJI I USZLACHETNIANIA NASION ROŚLIN WARZYWNYCH PRZEZNACZONYCH DO UPRAW EKOLOGICZNYCH

PORÓWNANIE FAUNY WYSTĘPUJĄCEJ NA WARZYWACH KORZENIOWYCH UPRAWIANYCH METODĄ EKOLOGICZNĄ I KONWENCJONALNĄ

E.coli Transformer Zestaw do przygotowywania i transformacji komórek kompetentnych Escherichia coli

ANNALES UNIVERSITATIS MARIAE CURIE-SKŁODOWSKA LUBLIN POLONIA. Ocena przydatności wybranych odmian gryki Fagopyrum esculentum Moench

Krajowe Centrum Roślinnych Zasobów Genowych, Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin-PIB

Alternatywne kierunki użytkowania roślin motylkowatych drobnonasiennych

Analysis of infectious complications inf children with acute lymphoblastic leukemia treated in Voivodship Children's Hospital in Olsztyn

Numer zadania 4.3. pt Oszacowanie możliwości koegzystencji upraw różnych typów odmian rzepaku ozimego w warunkach agroklimatycznych Polski

Metody poprawy jakości nasion buraka cukrowego

Krioprezerwacja narzêdziem d³ugoterminowego przechowywania komórek, tkanek i organów pochodz¹cych z kultur in vitro

Zad. 2.2 Poszerzenie puli genetycznej jęczmienia

BANK GENÓW FRAGMENT SKARBNICY POLSKIEJ WSI

Europejska Baza Danych Żyta (Centralna Baza Danych Europejskiej Kolekcji Żyta) Komunikat

BIOLOGIA KOMÓRKI BANKOWANIE KOMÓREK

Zadanie 1.3 Gromadzenie, zachowanie w kolekcjach ex situ

Prof. dr hab. Helena Kubicka- Matusiewicz Prof. dr hab. Jerzy PuchalskI Polska Akademia Nauk Ogród Botaniczny Centrum Zachowania Różnorodności

Potencjał odmian konopi włóknistych dla wykorzystania w rekultywacji terenów zdegradowanych. Grażyna Mańkowska

Reakcja odmian gryki na długoterminowe przechowywanie w banku genów

PORÓWNANIE SIŁY WZROSTU I OWOCOWANIA ROŚLIN BORÓWKI WYSOKIEJ (VACCINIUM CORYMBOSUM L.) ROZMNOŻONYCH METODĄTRADYCYJNĄI IN VITRO

OPIS PRZEDMIOTU ZAMÓWIENIA ARKUSZ KALKULACYJNY OKREŚLAJĄCY CENĘ OFERTY. zestaw 4

Wyszukiwarka zaawansowana:

Krajowy program hodowlany dla rasy polskiej czerwono-białej

gibereliny naturalna : GA 3 (kwas giberelowy)

Rasy rodzime zwierząt gospodarskich są wypierane

Transkrypt:

Zeszyty Naukowe Instytutu Ogrodnictwa 2017, 25: 85 93 ZABEZPIECZANIE ZASOBÓW GENOWYCH CZOSNKU POSPOLITEGO (ALLIUM SATIVUM L.) W KRIOBANKU GENÓW PRESERVATION OF GARLIC (ALLIUM SATIVUM L.) GENETIC RESOURCES IN CRYOBANK Marta Olas-Sochacka Instytut Ogrodnictwa ul. Konstytucji 3 Maja 1/3, 96-100 Skierniewice marta.olas@inhort.pl Abstract As a part of the multiannual programme on preservation of gene bank resources, financed by the Polish Ministry of Agriculture and Rural Development, works related with garlic (Allium sativum L.) cryopreservation are carried out. Every year, new garlic accessions are deposited in liquid nitrogen. Currently 168 garlic accessions are maintained in cryobank: 82 accessions from Polish collection, 51 from Czech collection and 34 from German collection. In 2016, 10 garlic accessions (7 bolting and 3 non-bolting) were cryopreserved using vitrification method. Shoot tips (1.5 mm) were isolated from garlic bulbils (bolting accessions) and cloves (nonbolting accessions). Explants were treated in loading solution (2 M glycerol; 0.4 M sucrose) for 20 minutes and PVS3 solution (50% glycerol w/v; 50% sucrose w/v) for 120 minutes. After this time shoot tips were immersed in liquid nitrogen. The survival rate was determined two weeks after rewarming and regeneration rate six weeks after rewarming. Average survival rate of non-bolting accessions was 95.6%, regeneration rate was 80%. In case of bolting accessions average survival rate was 82% and regeneration rate 70%. Key words: cryopreservation, vitrification, Allium sativum, garlic, Tripartite Cryopreservation Genebank WSTĘP Na mocy porozumienia podpisanego 28 marca 2011 roku przez trzech partnerów (Czechy, Niemcy, Polska) w Instytucie Ogrodnictwa w Skierniewicach został powołany Trójstronny Kriobank Genów. W kriobanku są gromadzone obiekty czosnku pospolitego (Allium sativum L.) pochodzące z europejskich kolekcji polowych. Kolekcja polowa czosnku zgromadzona w Instytucie Ogrodnictwa obejmuje 570 obiektów i stanowi olbrzymie źródło cech morfologicznych i użytkowych. Czosnek pospolity jest rośliną jednoroczną, rozmnażaną wegetatywnie. Dlatego istnieje niebezpieczeństwo utraty niektórych genotypów na skutek działania czynników biotycznych i abiotycznych. Krioprezerwacja okazała się podstawowym i niezbędnym narzędziem

M. Olas-Sochacka do zabezpieczenia tak cennej różnorodności biologicznej. To bezpieczna i opłacalna metoda długoterminowego zabezpieczania materiału roślinnego w temperaturze ciekłego azotu ( 196 C), w której wszelkie podziały komórkowe i procesy metaboliczne ulegają drastycznemu spowolnieniu. Ciekły azot, wbrew powszechnemu przekonaniu, nie powoduje jednak całkowitego zatrzymania wszystkich podziałów komórkowych, reakcji fizycznych i chemicznych w komórce (Engelmann 2011; Mikuła i in. 2013). Procedury krioprezerwacji zostały opracowane dla bardzo różnorodnego materiału roślinnego, począwszy od nasion, pąków spoczynkowych, zawiesin komórkowych, kalusa, stożków wzrostu po zarodki zygotyczne i somatyczne wielu gatunków roślin. Różnorodne techniki krioprezerwacji sprawdzają się dla około 100 gatunków roślin (Harding 2004). Dotychczas poddano krioprezerwacji zarodki zygotyczne i osie zarodkowe 100 różnych gatunków roślin, zarodki somatyczne około 40 gatunków klimatu tropikalnego i umiarkowanego (Engelmann 2011). Dzięki rozwojowi różnorodnych technik krioprezerwacja stała się jedyną możliwą metodą długoterminowego zabezpieczania zasobów genowych dla problematycznych grup roślin: niewytwarzających nasion banan, czosnek, wytwarzających nasiona typu recalcitrant bardzo wrażliwe na odwodnienie, np. dąb szypułkowy, dąb bezszypułkowy, jawor, klon, genotypów roślin tropikalnych i wodnych kawa, kakaowiec, kauczukowiec (Halmagyi i in. 2004; Kaczmarczyk i in. 2011; Panis i in. 2005; Mikuła i in. 2013). Innym ważnym powodem wykorzystania kriokonserwacji jest ochrona gatunków roślin zagrożonych wyginięciem, zwłaszcza gdy nasiona występują rzadko lub są wątpliwej jakości (Decruse i in. 1999; Touchell i in. 2002; Mandal i Dixit-Sharma 2007; Mallon i in. 2008; Paunescu 2009; Sen-Rong i Ming-Hua 2009). Dotychczas wykorzystano metodę krioprezerwacji do zabezpieczenia 82 obiektów czosnku pospolitego pochodzącego z kolekcji Instytutu Ogrodnictwa w Skierniewicach. W ramach Programu Wieloletniego na lata 2015 2020, koordynowanego przez Ministerstwo Rolnictwa i Rozwoju Wsi, zaplanowano zabezpieczanie kolejnych obiektów czosnku pospolitego w ciekłym azocie. W niniejszej pracy zaprezentowano wyniki przeżywalności i regeneracji 10 obiektów czosnku poddanych krioprezerwacji w 2016 roku, które zostały wytypowane do długoterminowego przechowywania. MATERIAŁ I METODY Przedmiotem badań było 10 odmian miejscowych czosnku pospolitego (Allium sativum L.): 7 obiektów tworzących pędy kwiatostanowe (424K, 485K, 491K, 492K, 644K, 645K, 657K) i 3 obiekty nietworzące pędów kwiatostanowych (812S, 828S, 105K). Materiał do badań został zebrany w sezonie wegetacyjnym 2015/2016. W 2015 roku zebrano główki czosnku nietwo- 86

Zabezpieczanie zasobów genowych czosnku pospolitego w kriobanku genów rzącego pędów kwiatostanowych, natomiast w 2016 roku zebrano cebulki powietrzne. Oba rodzaje materiału roślinnego poddano krioprezerwacji w 2016 roku. W tabeli 1 zamieszczono wykaz i pochodzenie obiektów poddanych kriokonserwacji, które zostały pozyskane podczas ekspedycji organizowanych przez Instytut Ogrodnictwa. Materiał roślinny stanowiły cebulki powietrzne (obiekty tworzące pędy kwiatostanowe) i ząbki czosnku (obiekty nietworzące pędów kwiatostanowych). Pozbawiony łuski materiał roślinny płukano pod bieżącą wodą, następnie traktowano 70% etanolem przez 30 sekund, 3% roztworem podchlorynu sodu z kilkoma kroplami Tween20 przez 20 minut, po czym materiał roślinny przepłukiwano 3 4 razy wodą destylowaną. Stożki wzrostu wielkości 1,5 mm izolowano pod mikroskopem stereoskopowym. Z każdego obiektu izolowano 150 eksplantatów. Eksplantaty wykładano na plastikowe płytki Petriego wypełnione pożywką MS (Murashige i Skoog 1962) zestaloną 1% agarem, wzbogaconą o 0,1 mg dm -3 NAA (kwas α-naftylooctowy), 0,5 mg dm -3 2iP (N6-izopentenylo-adenina) oraz 10% sacharozę. Odczyn pożywki ustalano na poziomie ph 5,8. Na każdej płytce umieszczano po 50 eksplantatów i do następnego dnia zostawiano je w komorze fitotronowej, w ciemności, w temperaturze 20 C. Tabela 1. Wykaz i pochodzenie obiektów czosnku pospolitego poddanego krioprezerwacji w 2016 roku umieszczonych w Międzynarodowym Kriobanku Genów Table 1. List and origin of garlic accessions cryopreserved in 2016 maintained in the International Cryobank Numer obiektu Accession number Nr kolekcyjny Collection number Rok włączenia do kolekcji Acquisition year Miejsce zebrania Collection site Kraj pochodzenia Origin country 105K 54/80 1980 Tarnopol Ukraina 424K UKRZAK99-116 1999 Bronka Ukraina 485K WUKR06-0303 2006 Braga Ukraina 491K WUKR06-0423 2006 Kolomyia Ukraina 492K WUKR06-0424 2006 Kolomyia Ukraina 644S LITZAP12-097 2012 Rėžiūkai Litwa 645S LITZAP12-098 2012 Bitėnai Litwa 657S POLUNE13-08 2013 Ocice Polska 812S POLBIL10-47 2010 Woroniec Polska 828S LITLIT11-268 2011 Bajorai Litwa 87

M. Olas-Sochacka Krioprezerwacja metoda witryfikacji Wyizolowane dzień wcześniej eksplantaty umieszczono w kriofiolkach o pojemności 2 ml, po dziesięć eksplantatów w każdej. Eksplantaty traktowano roztworem wstępnym (2M glicerol i 0,4 M sacharoza) przez 20 minut. Następnie stożki wzrostu traktowano roztworem witryfikacyjnym PVS3 (50% glicerol w/v, 50% sacharoza w/v) przez 120 minut. Po tym czasie roztwór PVS3 usuwano, a eksplantaty zalewano 0,5 ml świeżego roztworu i bezpośrednio zanurzano w ciekłym azocie. Dziesięć kriofiolek umieszczano w dewarze do długoterminowego przechowywania. Pięć kriofiolek stanowiło kontrolę (50 eksplantatów). Na podstawie tych eksplantatów oceniano przeżywalność i regenerację obiektu. Kontrolne kriofiolki pozostawały w ciekłym azocie przynajmniej przez godzinę. Tkankę roślinną rozmrażano w łaźni wodnej w temperaturze 40 C przez 2 3 minuty, usuwano roztwór PVS3 i przepłukiwano roztworem 1,2 M sacharozy przez 10 minut. Eksplantaty osuszano na sterylnych krążkach bibuły, przenoszono na płytki Petriego wypełnione pożywką MS zestaloną 1% agarem, wzbogaconą o 0,1 mg dm -3 NAA, 0,5 mg dm -3 2iP oraz 3% sacharozę. Na każdej płytce umieszczano po 50 eksplantatów i pozostawiano w komorze fitotronowej do regeneracji przez 7 dni w ciemności, następnie płytki wykładano na półki w komorze fitotronowej z temperaturą 25/20 C (dzień/noc) i 16-godzinnym fotoperiodem (intensywność oświetlenia 60 µmol s -1 m -2 ). Ocena przeżywalności i regeneracji eksplantatów po mrożeniu Po dwóch tygodniach od rozmrożenia oceniano przeżywalność przez określenie wartości procentowej przez stosunek liczby eksplantatów zielonych, wykazujących cechy żywotności do 50 eksplantatów kontrolnych. Natomiast regeneracja oceniana była po sześciu tygodniach od rozmrożenia przez określenie wartości procentowej przez stosunek liczby roślin prawidłowo uformowanych (niewykazujących cech uwodnienia, w których wyraźnie można wydzielić korzeń, pęd i liście) do 50 eksplantatów wyjściowych (kontrolnych). WYNIKI Na wykresie 1 zaprezentowano wyniki przeżywalności i regeneracji stożków wzrostu siedmiu obiektów tworzących pędy kwiatostanowe (424K, 485K, 491K, 492K, 644S, 645S, 657S) oraz trzech obiektów nietworzących pędów kwiatostanowych (812S, 828S, 105K). Spośród obiektów tworzących pędy kwiatostanowe najwyższą przeżywalność i regenerację uzyskał obiekt 675S, wynosiła ona odpowiednio 92,6 i 81,5%. Najsłabsze wyniki osiągnął obiekt 424K przeżywalność wynosiła 64,4%, a regeneracja 58%. W przypadku obiektów nietworzących pędów kwiatostanowych najwyższe wyniki uzyskał biekt 828S przeżywalność wynosiła 100%, a regeneracja 88%. Obiekty 812S i 105K również osiągnęły 88

Zabezpieczanie zasobów genowych czosnku pospolitego w kriobanku genów bardzo wysokie wartości przeżywalności i regeneracji, dla obiektu 812S było to odpowiednio 94 i 78%, a dla 105K 93 i 74,3%. Średnie wartości przeżywalności i regeneracji dla obiektów tworzących pędy kwiatostanowe to odpowiednio 82 i 70%, a dla obiektów nietworzących pędów kwiatostanowych 95,6 i 80%. 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 424K 485K 491K 492K 644S 645S 657S 812S 828S 105K Regeneracja (%) Przeżywalność (%) Rys. 1. Wyniki przeżywalności i regeneracji eksplantatów czosnku pospolitego (Allium sativum L.) pochodzących z form tworzących pędy kwiatostanowe oraz form nietworzących pędów kwiatostanowych, poddanych krioprezerwacji w 2016 roku Fig. 1. Survival and regeneration rate of bolting and non-bolting garlic (Allium sativum L.) accessions cryopreserved in 2016 DYSKUSJA W literaturze dotyczącej krioprezerwacji stożków czosnku metodą witryfikacji z zastosowaniem roztworu PVS3 można znaleźć informacje, że regeneracja jednego genotypu pochodzącego z Korei wynosiła 90,7% po traktowaniu roztworem PVS3 przez 150 minut (Baeck i in. 2003), podczas gdy Kim (2005) dla tego samego genotypu osiągnął wynik regeneracji 80,4% po 120 minutach w roztworze PVS3. Keller (2005) testował sześć genotypów pochodzących z niemieckiej kolekcji polowej i skupił się na ocenie regeneracji stożków wzrostu pochodzących z kultur in vitro (3,5-letniej i 10-miesięcznej) poddanych różnym warunkom prekultury (2 miesiące prekultury w temperaturze: 25 C, 2 C, 25 C w dzień i 1 C w nocy, przy fotoperiodzie 16 h światło/8 h noc). Najlepsze efekty, 70% regeneracji, osiągnął dla stożków wzrostu pochodzących z dziesięciomiesięcznej kultury po uprzedniej prekulturze w temperaturze +2 C oraz 25 C w dzień i 1 C w nocy. Baeck i in. 89

M. Olas-Sochacka (2003) testował również wpływ wielkości eksplantatów na regenerację. Spośród eksplantatów o trzech różnych średnicach: 1,5 mm, 3 mm i 4,5 mm, najlepsze rezultaty osiągnął dla eksplantatów o średnicy: 1,5 mm i 3 mm (regeneracja na poziomie 73,9% i 90,7%). Dla eksplantatów o wielkości 4,5 mm regeneracja wynosiła zaledwie 19,6%. W prezentowanych wynikach własnych regeneracja wyniosła 70% dla obiektów tworzących pędy kwiatostanowe i 80% dla obiektów nietworzących pędów kwiatostanowych. Wyniki te korespondują z wynikami uzyskanymi przez Olas-Sochacką i Kotlińską (2010) dla obiektów tworzących pędy kwiatostanowe, wówczas regeneracja dziesięciu obiektów po krioprezerwacji wynosiła 62,8%. Natomiast w przypadku obiektów nietworzących pędów kwiatostanowych średnia regeneracja wynosiła 23,6% (Olas-Sochacka, Kotlińska 2012), co stanowi znaczną różnicę w odniesieniu do aktualnie prezentowanych wyników (80%). Faktem jest, że w prezentowanej pracy poddano krioprezerwacji zaledwie trzy obiekty nietworzące pędów kwiatostanowych, w pracy z 2012 roku takich obiektów było dziesięć, mimo to regeneracja sięgała wówczas 40%. W literaturze nie ma dostępnych prac porównujących efekty krioprezerwacji dla dwóch rodzajów materiału cebulek powietrznych i ząbków czosnku, są natomiast prace nad krioprezerwacją stożków wzrostu pochodzących z ząbków czosnku lub z kultur in vitro. Baeck i in. (2003) testowali jeden genotyp metodą witryfikacji (roztwór PVS3) izolując eksplantaty z ząbków czosnku i otrzymali regenerację na poziomie 82%, natomiast Volk i in. (2006) stosując roztwór PVS2 osiągnęli 35% regenerację. W przypadku eksplantatów pochodzących z kultur in vitro Keller (2005) otrzymał najwyższą wartość regeneracji 70% (metoda witryfikacji, roztwór PVS3), natomiast Kim i in. (2004) 57% (metoda witryfikacji, roztwór PVS2). Metoda witryfikacji jest bardzo dobrze poznaną i powszechnie stosowaną techniką krioprezerwacji. W opracowaniu pod redakcją Reed (2008) można znaleźć publikacje dotyczące witryfikacji 75 gatunków roślin, których regeneracja wynosi od 0 do 100%, np. Allium sativum L. regeneracja 0 100% (Makowska i in. 1999), Beta vulgaris regeneracja 60 100% (Vandenbussche i in. 2000), Dianthus caryophyllus regeneracja 100% (Langis i in. 1990), a w przypadku Oryza sativa regeneracja zaledwie 1% (Watanabe, Steponkus 1995). Zastosowany w badaniach protokół witryfikacji został opracowany w oparciu o obszerną monografię pod redakcją Barbary Reed (2008) oraz o doświadczenie realizatorów projektu EURALLIVEG finansowanego z funduszy Unii Europejskiej (lata realizacji 2017 2011), którego wymiernym rezultatem było m.in. powołanie w 2011 roku Międzynarodowego Kriobanku Genów. Działania podjęte w ramach projektu są kontynuowane w Programie Wieloletnim, zadanie 1.3, nadzorowanym przez Ministerstwo Rolnictwa 90

Zabezpieczanie zasobów genowych czosnku pospolitego w kriobanku genów i Rozwoju Wsi pt. Gromadzenie, zachowanie w kolekcjach ex situ, kriokonserwacja oraz charakterystyka, ocena, dokumentacja i udostępnianie zasobów genowych i informacji w zakresie roślin warzywnych, sadowniczych, ozdobnych i miododajnych oraz spokrewnionych dzikich gatunków. Dotychczas zgromadzono w ciekłym azocie 168 obiektów czosnku, z czego 82 obiekty pochodzą z kolekcji polskiej, 51 z czeskiej i 34 obiekty z kolekcji niemieckiej. Zastosowana technika krioprezerwacji umożliwia sukcesywne powiększanie zdeponowanej w Instytucie Ogrodnictwa w Skierniewicach kriokolekcji czosnku pospolitego oraz pozwala na szybkie odtworzenie kolekcji polowej, jeśli zajdzie taka potrzeba. Należy również zwrócić uwagę na fakt, że wszystkie obiekty czosnku poddane kriokonserwacji spełniały standardy ustalone dla pierwszego w Europie Międzynarodowego Kriobanku Genów rodzaju Allium. Standardy te dotyczą liczby i sposobu przechowywania stożków wzrostu czosnku pospolitego w ciekłym azocie. Każdy z obiektów z kolekcji banku genów wykazał regenerację powyżej 30%, co oznacza, że 100 eksplantatów czosnku powinno być przechowywanych w ciekłym azocie. W sytuacji, gdy regeneracja eksplantatów wynosi 10 30%, należy umieścić w ciekłym azocie 200 eksplantatów, natomiast gdy regeneracja jest niższa od 10%, wówczas taki obiekt nie może być długoterminowo przechowywany. WNIOSKI 1. Zdolność przetrwania stresu ultraniskiej temperatury i regeneracja eksplantatów czosnku zależy od genotypu. 2. Regeneracja wszystkich prezentowanych w pracy obiektów poddanych procedurze krioprezerwacji wynosiła powyżej 30%. Każdy obiekt spełnia standardy opracowane dla kriobanku genów. 3. Do długoterminowego zabezpieczenia wyżej wymienionych obiektów w ciekłym azocie wystarczy sto eksplantatów czosnku. Literatura Baek H.J., Kim H.H., Cho E.G., Chae Y.A., Engelmann F. 2003. Importance of explant size and origin and of preconditioning treatments for cryopreservation of garlic shoot apices by vitrification. CryoLetters 24: 381 388. Decruse S.W., Seeni S., Pushpangadan P. 1999. Cryopreservation of alginate coated shoot tips of in vitro grown Holostemma annulare (Roxb.) K. Schum, an endangered medicinal plant: Influence of preculture and DMSO treatment on survival and regeneration. Cryo-Letters 20: 243 250. Engelmann F. 2011. Cryopreservation of embryos: an overview. W: Thorpe T., Yeung E. (red.), Plant Embryo Culture. Methods in Molecular Biology 710: 155 184. DOI: 10.1007/978-1-61737-988-8_13. Halmagyi A., Fischer-Klüver G., Mix-Wagner G., Schumacher H.M. 2004. Cryopreservation of Chrysanthemum morifolium (Dendranthema grandiflora 91

M. Olas-Sochacka Ramat.) using different approaches. Plant Cell Reports 22(6): 371 375. DOI: 10.1007/s00299-003-0703-9. Harding K. 2004. Genetic integrity of cryopreserved plant cells: a review. Cryo- Letters 25: 3 22. Kaczmarczyk A., Rokka, V.-M., Keller E.R.J. 2011. Potato shoot tip cryopreservation. A review. Potato Research 54: 45 79. DOI: 10.1007/s11540-010-9169-7. Keller E.R.J. 2005. Improvement of cryopreservation results in garlic using low temperature preculture and high-quality in vitro plantlets. CryoLetters 26(6): 357 366. Kim H.H., Kim J.B., Baek H.J., Cho E.G., Chae Y.A., Engelmann F. 2004. Evolution of DMSO concentration in garlic shoot tips during a vitrification procedure. CryoLetters 25: 91 100. Kim H.H., Yoon J.W., Kim J.B., Engelmann F., Cho E.G. 2005. Thermal analysis of garlic shoot tips during a vitrification procedure. CryoLetters 26: 33 44. Langis R., Schabel-Preikstas B.J., Earle E.D., Steponkus P.L. 1990. Cryopreservation of carnation shoot tips by vitrification. Cryobiology 27(6): 657 658. Makowska Z., Keller J., Engelmann F. 1999. Cryopreservation of apices isolated from garlic (Allium sativum L.) bulbils and cloves. Cryo-Letters 20(3): 175 182. Mallón R., Bunn E., Turner S.R., González M.L. 2008. Cryopreservation of Centaurea ultreiae (Compositae) a critically endangered species from Galicia (Spain). CryoLetters 29: 363 370. Mandal B.B., Dixit-Sharma S. 2007. Cryopreservation of in vitro shoot tips of Dioscorea deltoidea Wall., an endangered medicinal plant: effect of cryogenic procedure and storage duration. CryoLetters 28: 461 470. Mikuła A., Makowski D., Tomiczak K., Rybczyński J.J. 2013. Kultury in vitro i krioprezerwacja w zachowaniu różnorodności roślin standardy dla banku genów. Polish Journal of Agronomy 14: 3 17. Murashige T., Skoog F. 1962. A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures. Physiologia Plantarum 15: 473 497. DOI: 10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x. Panis B., Piette B., Swennen R. 2005. Droplet vitrification of apical meristems: a cryopreservation protocol applicable to all Musaceae. Plant Science 168: 45 55. DOI: 10.1016/j.plantsci.2004.07.022. Olas-Sochacka M., Kotlińska T. 2010. Krioprezerwacja zasobów genetycznych czosnku pospolitego (Allium sativum L.) tworzącego pędy kwiatostanowe. Nowości Warzywnicze 50: 69 74. Olas-Sochacka M., Kotlińska T. 2012. Krioprezerwacja zasobów genowych czosnku pospolitego (Allium sativum L.) nie tworzącego pędów kwiatostanowych. Nowości Warzywnicze 54 55: 113 120. Paunescu A. 2009. Biotechnology for endangered plant conservation: a critical overview. Romanian Biotechnological Letters 14: 4095 4103. Reed B.M., Schumacher L., Dumet D., Benson E.E. 2005. Evaluation of a modified encapsulation dehydration procedure incorporating sucrose pretreatments for the cryopreservation of Ribes germplasm. In Vitro Cellular and Developmental Biology Plant 41: 431 436. DOI: 10.1079/ivp2005664. 92

Zabezpieczanie zasobów genowych czosnku pospolitego w kriobanku genów Sen-Rong H., Ming-Hua Y. 2009. High-efficiency vitrification protocols for cryopreservation of in vitro grown shoot tips of rare and endangered plant Emmenopterys henryi Oliv. Plant Cell Tissue and Organ Culture 99: 217 226. DOI: 10.1007/s11240-009-9598-7. Touchell D.H., Turner S.R., Bunn E., Dixon K.W. 2002. Cryostorage of somatic tissues of endangered Australian species. W: Towill L.E., Bajaj Y.P.S. (red.), Biotechnology in Agriculture and Forestry 50: 357 372. DOI: 10.1007/978-3-662-04674-6_25. Vandenbussche B., Weyens G., De Proft M. 2000. Cryopreservation of in vitro sugar beet (Beta vulgaris L.) shoot tips by a vitrification technique. Plant Cell Reports 19: 1064 1068. DOI: 10.1007/s002990000232. Volk G.M., Walters C. 2006. Plant vitrification solution 2 lowers water content and alters freezing behavior in shoot tips during cryoprotection. Cryobiology 52(1): 48 61. DOI: 10.1016/j.cryobiol.2005.09.004. Watanabe K., Steponkus P.L. 1995. Vitrification of Oryza sativa L. cell suspensions. Cryo-Letters 16: 255 262. Badania zostały wykonane w ramach programu wieloletniego, finansowanego przez Ministerstwo Rolnictwa i Rozwoju Wsi, zadanie 1.3 Gromadzenie, zachowanie w kolekcjach ex situ, kriokonserwacja oraz charakterystyka, ocena, dokumentacja i udostępnianie zasobów genowych i informacji w zakresie roślin warzywnych, sadowniczych, ozdobnych i miododajnych oraz spokrewnionych dzikich gatunków. 93