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

Podobne dokumenty
Ocena potencja³u tworzenia kalusa przez pylniki roœlin uzyskanych w wyniku krzy owania odmiany Linola z roœlinami innych odmian lnu oleistego

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

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

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

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

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

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

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

Zdolność kombinacyjna odmian lnu oleistego pod względem cech plonotwórczych

Zastosowanie hodowli rekombinacyjnej, mutacyjnej oraz androgenezy in vitro w badaniach nad lnem oleistym (Linum usitatissimum L.)

52. Badania nad indukcją embriogenezy mikrospor u roślin z rodzaju Brassica prof. dr hab. T. Cegielska-Taras

Androgeneza w kulturach pylnikowych jęczmienia jarego

Efektywność uzyskiwania haploidów pszenicy metodą kultur pylnikowych oraz krzyżowania z kukurydzą

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

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

Pszenżyto: w czym tkwi jego fenomen?

Czynniki, od których zależy wynik kultury in vitro:

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

Analiza genetyczna zawartości kwasów tłuszczowych w liniach DH rzepaku ozimego

Rośliny z probówki. Jak powstają? Alina Trejgell & Agata Stawicka, UMK

Skuteczność oceny plonowania na podstawie doświadczeń polowych z rzepakiem ozimym o różnej liczbie powtórzeń

1. Jednoczynnikowa analiza wariancji 2. Porównania szczegółowe

Dobór odmian i zalecenia agrotechniczne dla uprawy lnu włóknistego i oleistego w zależności od kierunków wykorzystania surowców

Licealista w świecie nauki

Zmienność cech ilościowych w populacjach linii DH i SSD jęczmienia

Wprowadzenie do hodowli in vitro dowolnej rośliny

SPRAWOZDANIE MERYTORYCZNE

Program Wieloletni r.

Otrzymywanie spontanicznych i indukowanych linii podwojonych haploidów pszenżyta ozimego z wykorzystaniem kultur pylnikowych

Ocena zdolności kombinacyjnej linii wsobnych kukurydzy (Zea mays L.)

THE EFFECT OF GENOTYPE AND MEDIUM ON PLANT REGENERATION FROM ANDROGENIC EMBRYOS

SPRAWOZDANIE O STANIE REALIZACJI ZADANIA z wykonania badań podstawowych na rzecz postępu biologicznego w produkcji roślinnej w 2013 roku

Ocena zdolności kombinacyjnej linii wsobnych kukurydzy

REAKCJA NASION WYBRANYCH ODMIAN OGÓRKA NA PRZEDSIEWNĄ BIOSTYMULACJĘ LASEROWĄ. Wstęp

Wyróżniamy dwie drogi morfogenezy w kulturach in vitro: bezpośrednią i pośrednią. W pośredniej morfogenezie obserwujemy tworzenie się tkanki

WZROST I PLONOWANIE PAPRYKI SŁODKIEJ (CAPSICUM ANNUUM L.), UPRAWIANEJ W POLU W WARUNKACH KLIMATYCZNYCH OLSZTYNA

Otrzymywanie podwojonych haploidów z mieszańców ozimych i jarych pszenżyta z zastosowaniem kolchicyny w kulturach pylnikowych

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

Ziemniak Polski 2016 nr 4

Zadanie 2.4. Dr inż. Anna Litwiniec Dr inż. Barbara Skibowska Dr inż. Sandra Cichorz

Spis tre ci: l. PRODUKCJA SUROWCA 13

Zawartość morfiny w makówkach z pędu głównego i pędów bocznych rośliny maku lekarskiego Papaver somniferum L.

Definicje autora, twórcy i hodowcy odmiany rośliny uprawnej w ustawodawstwie polskim

Ocena obiektów kolekcyjnych lnu oleistego (Linum usitatissimum L.)

HODOWLA SOI I LNIANKI W KATEDRZE GENETYKI I HODOWLI ROŚLIN SOYBEAN AND CAMELINA BREEDING IN DEPARTMENT OF GENETICS AND PLANT BREEDING.

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

Matematyka i statystyka matematyczna dla rolników w SGGW

Hodowla roślin genetyka stosowana

Charakterystyka podwojonych haploidów rzepaku ozimego uzyskanych z odmiany Bor

Reakcja odmian gryki na długoterminowe przechowywanie w banku genów

RECENZJA rozprawy doktorskiej mgr Katarzyny Makowskiej pt. Badanie wydajności androgenezy jęczmienia (Hordeum vulgare L.).

Wykorzystanie gynogenezy in vitro dla uzyskania dihaploidów buraka cukrowego

Gorczyca biała (Sinapis alba L.) w kulturach in vitro

Tab.1 Powierzchnia i liczba ankietowanych pól

WPŁYW WIELOKROTNYCH OBCIĄŻEŃ STATYCZNYCH NA STOPIEŃ ZAGĘSZCZENIA I WŁAŚCIWOŚCI REOLOGICZNE MASY NASION ROŚLIN OLEISTYCH

ZALEŻNOŚĆ MIĘDZY WYSOKOŚCIĄ I MASĄ CIAŁA RODZICÓW I DZIECI W DWÓCH RÓŻNYCH ŚRODOWISKACH

ZWIĘKSZENIE INTENSYWNOŚCI MIKROROZMNAŻANIA CHRZANU (ARMORACIA RUSTICANA) IN VITRO

Spis treści Część I. Genetyczne podstawy hodowli roślin 1. Molekularne podstawy dziedziczenia cech Dariusz Crzebelus, Adeta Adamus, Maria Klein

Indukowanie haploidów żyta (Secale cereale L.)

Reakcja odmian pszenżyta ozimego na długoterminowe przechowywanie w banku genów

Wpływ szczepionek mykoryzowych na rozwój i zdrowotność borówki amerykańskiej, różaneczników oraz wrzosów

ZALEŻNOŚĆ MIĘDZY NORMĄ WYSIEWU NASION A PLONEM ZIELA KARCZOCHA (CYNARA SCOLYMUS L.) * Wstęp. Materiał i metody

Bezpośrednia embriogeneza somatyczna

Przewidywane procedury rejestracji i kontroli uprawy odmian transgenicznych w Polsce

Matematyka i statystyka matematyczna dla rolników w SGGW WYKŁAD 11 DOŚWIADCZENIE JEDNOCZYNNIKOWE W UKŁADZIE CAŁKOWICIE LOSOWYM PORÓWNANIA SZCZEGÓŁOWE

DR ŻANETA PACUD Zdolność patentowa roślin

POLIEMBRIONIA I ANDROGENEZA JAKO ŹRÓDŁO HAPLOIDÓW U WYBRANYCH GATUNKÓW Z RODZAJU Capsicum

Formy ozime strączkowych, czyli co nas wkrótce czeka

WPŁYW PODŁOŻY I POŻYWEK NA PLONOWANIE POMIDORA SZKLARNIOWEGO. Wstęp

INSTYTUT GENETYKI I HODOWLI ZWIERZĄT POLSKIEJ AKADEMII NAUK W JASTRZĘBCU. mgr inż. Ewa Metera-Zarzycka

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

ANNALES UNIVERSITATIS MARIAE CURIE-SKŁ ODOWSKA LUBLIN POLONIA

Mikołajczak J. 1, Majtkowski W. 2,Topolińska P. 1, Marć- Pieńkowska J. 1

w badaniach rolniczych na pszenicy ozimej w Polsce w latach 2007/2008 (badania rejestracyjne, IUNG Puławy)

KOSZTY UŻYTKOWANIA MASZYN W STRUKTURZE KOSZTÓW PRODUKCJI ROŚLINNEJ W WYBRANYM PRZEDSIĘBIORSTWIE ROLNICZYM

OPTYMALIZACJA STEROWANIA MIKROKLIMATEM W PIECZARKARNI

Przydatność odmian pszenicy jarej do jesiennych siewów

Reakcja rzepaku jarego na herbicydy na polu zachwaszczonym i bez chwastów

Mikrorozmnażanie roślin

PLONOWANIE DZIEWIĘCIU ODMIAN MARCHWI PRZEZNACZONYCH DLA PRZETWÓRSTWA, UPRAWIANYCH W REJONIE WARMII. Wstęp. Materiał i metody

WPŁYW SYSTEMU UPRAWY, NAWADNIANIA I NAWOŻENIA MINERALNEGO NA BIOMETRYKĘ SAMOKOŃCZĄCEGO I TRADYCYJNEGO MORFOTYPU BOBIKU

Tom XXII Rośliny Oleiste 2001

WPŁYW ZRÓŻNICOWANEGO NAWOŻENIA WAPNIEM NA PLONOWANIE POMIDORA ODMIANY GERONIMO F 1 I LINII DRW 7428F 1 (TYP CUNERO), UPRAWIANYCH NA WEŁNIE MINERALNEJ

OCENA PLONOWANIA ODMIAN BURAKA LIŚCIOWEGO W UPRAWIE JESIENNEJ. Wstęp. Materiał i metody

Stacja Zasobów Genetycznych Drobiu Wodnego w Dworzyskach. Recenzja rozprawy doktorskiej. pt. ANALIZA CECH MIĘSNYCH WYBRANYCH GRUP KACZEK PEKIN ZE STAD

Nasiennictwo. Tom I. Spis treści

OPIS DWUNASTU DAWNYCH ODMIAN LNU WYHODOWANYCH W POLSCE

Znaczenie ekspedycji w gromadzeniu zasobów genowych

USZLACHETNIANIE NASION WYBRANYCH GATUNKÓW ROŚLIN WARZYWNYCH POPRZEZ STYMULACJĘ PROMIENIAMI LASERA. Wstęp. Materiał i metody

Czy odmiany buraka cukrowego można rejonizować?

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

Badanie zmienności fenotypowej genotypów lnu oleistego (Linum usitatissimum L.) za pomocą statystycznych metod wielowymiarowych

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

w badaniach rolniczych na pszenżycie ozimym w Polsce w latach 2007/2008 (badania rejestracyjne, IUNG Puławy)

Efektywność uzyskiwania haploidów pszenicy z mieszańców F 1 i ich form wyjściowych poprzez krzyżowanie z kukurydzą

Analiza wariancji - ANOVA

Sukces kultur in vitro oparty jest na zjawisku totipotencji, czyli nieograniczonej zdolności komórek do dzielenia się i odtwarzania całego organizmu

TIENS OLEJ Z WIESIOŁKA

Stan ochrony bioróżnorodności roślin włóknistych i zielarskich w Polsce

PRZYDATNOŚĆ PODŁOŻY INERTNYCH W UPRAWIE GOŹDZIKA SZKLARNIOWEGO. Wstęp

Transkrypt:

Tom XXVII ROŚLINY OLEISTE OILSEED CROPS 2006 Karolina Wielgus 1, 2, Grażyna Mańkowska 1 1 Instytut Włókien Naturalnych w Poznaniu, Zakład Biotechnologii i Biologii Molekularnej 2 Akademia Rolnicza im. A. Cieszkowskiego w Poznaniu, Katedra Biochemii i Biotechnologii Ocena zdolności pylników wybranych odmian lnu oleistego (Linum usitatissimum L.) do tworzenia kalusa Estimation of the ability of anthers from different linseed cultivars (Linum usitatissimum L.) for callus induction Słowa kluczowe: pylniki, kalus, len oleisty Len (Linum usitatissimum L.) jest chętnie wykorzystywany jako roślina modelowa w badaniach z zakresu biotechnologii roślin obejmujących zagadnienia biochemiczne, regenerację roślin w kulturach in vitro oraz interakcję między rośliną a patogenem. Możliwości przemysłowego wykorzystania oleju lnianego oraz rosnące w ostatnich latach zainteresowanie jego spożyciem stawia len wśród ważnych roślin oleistych. Długi czas konieczny do otrzymania genetycznie ustabilizowanych linii lnu metodami tradycyjnej hodowli można skrócić wykorzystując w programach hodowlanych kultury pylnikowe. Celem niniejszej pracy była ocena wpływu rodzaju pożywki na zdolność pylników różnych genotypów lnu oleistego do tworzenia kalusa. Pylniki 13 odmian hodowano na dwóch zestalonych pożywkach, różniących się między sobą zawartością glukozy i sacharozy. Obserwowano zróżnicowaną zdolność testowanych genotypów do tworzenia kalusa na obu pożywkach. Stwierdzono istotny statystycznie wpływ zarówno pożywki, jak i genotypów na zdolność tworzenia kalusa przez testowane odmiany. Średnio większy potencjał kalusowania obserwowano na pożywce zawierającej wyłącznie sacharozę. Największą zdolność do tworzenia kalusa obserwowano u odmiany Hella (51%) na pożywce SH 2/2. Odmiany Olinette i Abby wykazały zdolność do tworzenia kalusa na pożywce zawierającej zarówno glukozę, jak i sacharozę (15,4 i 6,7%), natomiast nie tworzyły kalusa na pożywce z sacharozą. Odmiany Maxi Gold i Pacyfic wykazały zdolność do tworzenia kalusa na pożywce zawierającej wyłącznie sacharozę (10 i 7,1%), natomiast nie tworzyły kalusa na pożywce z glukozą i sacharozą. Na żadnej z pożywek nie obserwowano tworzenia się kalusa u odmiany Peak. Key words: anther, callus, linseed Flax (Linum usitatissimum L.) is commonly used as a model plant in biotechnological research including studies on biochemical tests, in vitro regeneration of plant and interaction between plants and pathogens. Possibilities of industrial application of flax oil as well as growing interest in oil consumption make flax an important oil plant. Substantial time needed to obtain genetically stable lines by traditional breeding methods can be shortened by using anther culture in breeding process. Androgenesis is currently the most successful method of obtaining haploid material and homozygous lines for breeding purposes and molecular analysis, yet its efficiency remains very low. The study aimed at comparing the response of different oil flax genotypes during anther culture and at the assessment of the effect of medium on anthers capability to form callus. Anthers of 13 varieties were

214 Karolina Wielgus... grown on two kinds of solid medium, differing in sucrose and glucose content. Varied capability of callus formation of tested varieties was observed for both media. Statistically significant effect of both the medium and the genotype on anther culture potential was observed for the tested varieties. The potential was higher in case of the medium containing only sucrose. The cultivar Hella gave the maximum (51%) callus induction rate on the medium SH 2/2. Cultivars Olinette and Abby produced callus on medium with sucrose and glucose (15.4, 6.7%) but did not produce any callus on medium containing only sucrose. On the other hand cultivars Maxi Gold and Pacyfic produced callus on medium with glucose (10, 7.1%) but did not produce any callus on medium containing sucrose and glucose. In case of Peak cultivar production of callus on any medium was not observed. Wstęp Rodzaj len (Linum) należy do rodziny lnowatych (Linaceae), obejmuje około 200 gatunków, z których tylko jeden, zwany lnem siewnym lub pospolitym (Linum usitatissimum L.), jest gatunkiem uprawnym (Woyke 1997). Len wywodzi się z terenów śródziemnomorskich i południowo-zachodniej Azji i jest jedną z najstarszych roślin uprawnych. Dowody archeologiczne wskazują na uprawę lnu już 6000 lat p.n.e. Len wielokrotnie wymieniany jest w Biblii, białe płótno lniane ma nawet znaczenie symboliczne, oznaczające doskonałość i życie wieczne. Początkowo len ceniony był jako ważna roślina włóknodajna, z czasem zaczęto wykorzystywać jego nasiona do produkcji oleju. Obecnie uprawiane są odmiany lnu włóknistego i oleistego (Millam i in. 2005). W porównaniu do lnu włóknistego len oleisty ma bardziej rozgałęzioną, krótszą i cieńszą łodygę, lecz produkuje więcej torebek nasiennych zawierających większe nasiona (Nichterlein 2003). Len oleisty jest ważną rośliną oleistą w wielu krajach, zwłaszcza w regionach o klimacie umiarkowanym. Uprawy o największym znaczeniu gospodarczym i przemysłowym znajdują się w Argentynie, Indiach, Chinach, Kanadzie, USA i Rosji. Wysoka zawartość kwasu α-linolenowego (powyżej 50%) oraz obecność wielonienasyconych kwasów tłuszczowych powoduje, że olej lniany jest podatny na utlenianie, co umożliwia jego przemysłowe wykorzystanie w malarstwie, lakiernictwie i produkcji linoleum. Len oleisty jest również cennym źródłem roślinnych kwasów tłuszczowych z rodziny omega-3, co powoduje rosnące spożycie oleju lnianego w czasach widocznego zainteresowania zdrowym sposobem odżywiana się (Millam i in. 2005). Len jest gatunkiem diploidalnym (2n = 30), samopylnym (obcopylność stanowi 5 10%). Odmiany uprawne lnu są jednorodne (Evtimova i in. 2005). Otrzymanie genetycznie ustabilizowanych linii lnu i nowych odmian metodami tradycyjnej hodowli jest procesem trwającym nawet 10 15 lat. Wykorzystanie podwojonych haploidów w procesie hodowlanym umożliwia skrócenie czasu koniecznego do uzyskania nowej odmiany. Haploidy lnu oleistego można otrzymać w wyniku poliembrionii bądź za pomocą hodowli w warunkach in vitro metodą kultur pylnikowych lub izolowanych mikrospor. Poliembrionia jest zjawiskiem dziedzicznym, opisano genotypy, u których ilość bliźniaczych zarodków sięga 8%. Częstość poliembrionii

Ocena zdolności pylników wybranych odmian lnu oleistego... 215 wzrosła do 30% dzięki zastosowaniu właściwych krzyżówek i selekcji (Nichterlein 2003). Kultury pylnikowe i kultury izolowanych mikrospor umożliwiają wzrost wydajności otrzymywania roślin haploidalnych. Możliwość otrzymania w stosunkowo krótkim czasie linii homozygotycznych jest ważna nie tylko dla programów hodowli nowych odmian lnu, ale również w badaniach markerów molekularnych (Millam i in. 2005). W niniejszej pracy porównywano reakcję różnych genotypów lnu oleistego w trakcie kultur pylnikowych i oceniano wpływ rodzaju pożywki na zdolność pylników do wytwarzania kalusa. Materiał i metody Materiał roślinny Materiał roślinny stanowiły nasiona 13 odmian lnu oleistego, wybrane z zasobów Banku Genów przy Instytucie Włókien Naturalnych w Poznaniu. Testowano następujące odmiany: Szafir, Linola, Martin, Kreola, Olinette, Opal, Hella, Norlin, Maxi Gold, Abby, Pacyfic, Royale, Peak. Kultury pylnikowe W celu izolacji pylników zbierano pąki kwiatowe z roślin dawców w początkowym okresie kwitnienia. Pąki sterylizowano przez 15 min. za pomocą 2% podchlorynu sodu rozcieńczonego wodą (1:2 v/v), a następnie trzykrotnie płukano sterylną wodą. Pylniki izolowano w warunkach sterylnych, wykładano na pożywkę Sh 2 lub Sh 2/2 (tab. 1), a następnie umieszczano w ciemności, w temperaturze 20 C (Rutkowska-Krause i in. 2003, Rutkowska-Krause 1999). Po upływie dwóch tygodni pylniki przenoszono do pomieszczenia hodowlanego z fotoperiodem 16/8 godzin (dzień/noc). Kalus przenoszono na nową pożywkę co 14 dni. Po upływie 4 6 tygodni oceniano zdolność badanych genotypów do wytwarzania kalusa. Kalus przekładano odpowiednio na pożywkę Sh 2 lub Sh 2/2, a następnie na pożywkę ½ MS. Zabieg powtarzano kilkakrotnie, aż do uzyskania pędów i pączków, które w celu regeneracji korzeni przekładano na pożywkę Sh50 (Rutkowska-Krause i in. 2003). Ukorzenione rośliny sadzono w sterylnym podłożu i hodowano w temperaturze 18 20 C. Przez okres jednego do dwóch tygodni rośliny przykrywano szklanym naczyniem, aby ograniczyć parowanie wody.

216 Karolina Wielgus... Składniki uzupełniające pożywkę Murashige i Skoog Supplements added to Murashige and Skoog medium Tabela 1 Składniki Supplements Nazwa pożywki i stężenie składnika [mg l -1 ] Supplement Media designations and concentrations [mg l -1 ] Sh 2 Sh 2/2 Sh 50 Sacharoza Sucrose 25000 20000 20000 Glukoza Glucose 25000 BAP 6-benzyloaminopuryna 6-Benzyl-aminopurine IAA kwas indolilo-3-octowy Indole-3-acetic acid NAA kwas α- naftalenooctowy α-naphthalene-acetic acid Rutkowska-Krause 1999; Rutkowska-Krause i in. 2003 Analiza statystyczna 1 1 0,02 0,05 0,05 0,001 W celu sprawdzenia istotności wpływu genotypu i pożywki na zdolność pylników testowanych odmian lnu oleistego na kalusowanie wykonano analizę wariancji na poziomie istotności 0,05 i test wielokrotnych porównań Tukeya. Wyniki analizy statystycznej są przedstawione w tabelach (tab. 2 i 3) i na rysunkach (rys. 1 3). Wyniki W celu opracowania wydajnego systemu regeneracji lnu oleistego w kulturach pylnikowych rozpatrywano wpływ genotypów testowanych odmian oraz wpływ pożywki na zdolność pylników do wytwarzania kalusa. Obserwowano również zdolność poszczególnych odmian na ich zdolność do regeneracji. Wpływ odmiany na zdolność pylników do tworzenia tkanki kalusowej Zdolność pylników do tworzenia tkanki kalusowej oceniano poprzez wyłożenie pylników danej odmiany na dwie pożywki i obserwację tworzenia tkanki kalusowej. Badaniem objęto 13 odmian lnu oleistego: Szafir, Linola, Martin, Kreola, Olinette, Opal, Hella, Norlin, Maxi Gold, Abby, Pacyfic, Royale, Peak. Testowane odmiany wykazały bardzo zróżnicowany potencjał do tworzenia kalusa w kulturach pylnikowych. Stwierdzono istotnie statystycznie różnice pomiędzy odmianami (tab. 2).

Ocena zdolności pylników wybranych odmian lnu oleistego... 217 Tabela 2 Analiza wariancji wpływu badanych odmian lnu oleistego na zdolność pylników do tworzenia kalusa Analysis of variance for effect of linseed tested cultivars on anther ability to create callus Źródło zmienności Source of variability Wyraz wolny Absolute term Suma kwadratów Sum of square Stopnie swobody Degrees of freedom Średni kwadrat Mean square 0,441400 1 0,441400 850,4966** 0 Odmiana Cultivar 0,633680 12 0,052807 101,7488** 0 Błąd Error 0,013494 26 0,000519 F p Najwyższy procent kalusowania obserwowano u odmiany Hella natomiast pylniki odmiany Peak nie tworzyły kalusa na żadnej z pożywek (rys. 1). 40 Kalusowanie Callusing [%] 35 30 25 20 15 10 5 0 Szafir Linola Martin Kreola Olinette Opal Hella Norlin Maxi Gold Abby Pacific Royale Peak Odmiana Cultivar Rys. 1. Wpływ testowanej odmiany na zdolność pylników do kalusowania The effect of tested cultivars on anther ability to create callus Wpływ pożywki na zdolność pylników do tworzenia tkanki kalusowej Jednocześnie obserwowano wpływ zastosowanej pożywki na zdolność pylników do tworzenia tkanki kalusowej. Badaniem objęto 13 odmian lnu oleistego: Szafir, Linola, Martin, Kreola, Olinette, Opal, Hella, Norlin, Maxi Gold, Abby, Pacyfic, Royale, Peak. Stwierdzono istotne statystycznie różnice w indukcji i przyroście tkanki kalusowej tych samych genotypów hodowanych na różnych pożywkach (tab. 3, rys. 2).

218 Karolina Wielgus... Tabela 3 Analiza wariancji wpływu badanych odmian lnu oleistego oraz pożywki na zdolność pylników do tworzenia kalusa Analysis of variance for effect of linseed tested cultivars and medium on anther ability to create callus Źródło zmienności Source of variability Wyraz wolny Absolute term Suma kwadratów Sum of square Stopnie swobody Degrees of freedom Średni kwadrat Mean square 0,520303 1 0,520303 1167,355** 0 Odmiana Cultivar 0,555325 10 0,055532 124,593** 0 Pożywka Medium 0,052793 1 0,052793 118,446** 0 Odmiana pożywka Cultivar medium 0,165115 10 0,016512 37,045** 0 Błąd Error 0,019611 44 0,000446 F p Kalusowanie Callusing [%] 60 50 40 30 20 10 0 Szafir Linola Martin Kreola Olinette Opal Hella Norlin Odmiana - Cultivar Sh2 Sh2/2 Maxi Gold Abby Pacific Royale Peak Ryc. 2. Wpływ testowanej odmiany i rodzaju pożywki na zdolność pylników do kalusowania The effect of tested cultivars and medium on anther ability to create callus Pylniki odmian Maxi Gold i Pacyfic nie tworzyły kalusa na pożywce Sh 2, natomiast tworzyły kalus na pożywce Sh 2/2 z wydajnością odpowiednio 10% i 7%. Wzrost wydajności kalusowania na pożywce Sh 2/2 obserwowano również u kolejnych siedmiu odmian: Szafir (o 5%), Linola (o 5%), Martin (o 15%), Kreola (o 13%), Opal (o 11%), Hella (o 28%) i Norlin (o 2%). Tymczasem pylniki odmian

Ocena zdolności pylników wybranych odmian lnu oleistego... 219 Olinette i Abby nie wykazały zdolności do tworzenia kalusa na pożywce Sh 2/2 natomiast tworzyły kalus na pożywce Sh 2 z wydajnością 14 i 6,7%. Średnio wydajność kalusowania pylników wszystkich badanych odmian lnu oleistego na pożywce Sh 2/2 była wyższa o 5,8% niż na pożywce Sh 2 (rys. 3). 14 Kalusowanie Callusing [%] 12 10 8 6 4 2 0 Sh2 Sh2/2 Pożywka Medium Rys. 3. Wpływ rodzaju pożywki na zdolność pylników badanych odmian lnu oleistego do kalusowania The effect of medium on anther ability to create callus Ocena zdolności wybranych odmian lnu oleistego do regeneracji z kalusa uzyskanego w kulturach pylnikowych Zdolność regeneracji odmian lnu oleistego określano poprzez ilość zregenerowanych roślin w stosunku do ilości pylników, z których otrzymano zregenerowane rośliny. Wartość wyrażano w procentach. Badaniem objęto 13 odmian lnu oleistego: Szafir, Linola, Martin, Kreola, Olinette, Opal, Hella, Norlin, Maxi Gold, Abby, Pacyfic, Royale, Peak. Zregenerowane rośliny uzyskano tylko dla trzech odmian: Szafir (12%), Linola (1,7%) i Hella (1,2%) (tab. 4). Wydajność regeneracji lnu oleistego w kulturach pylnikowych Efficiency of linseed regeneration in anther culture Tabela 4 Odmiana Cultivar Ilość pylników No. of anthers Liczba i procent kalusujących pylników No. and percentage of callusing anthers Liczba i procent pylników, z których otrzymano zregenerowane rośliny No. and percentage of anthers regenerated plants Liczba zregenerowanych roślin No. of regenerated plants Szafir 245 15 (6%) 3 (1,2%) 36 Linola 245 8 (3%) 3 (1,2%) 5 Hella 185 36 (19,5%) 2 (1%) 3

220 Karolina Wielgus... Dyskusja Już od 20 lat len jest przedmiotem wielu badań stosowanych i podstawowych, które umożliwiły znaczny postęp w zakresie biotechnologii i biologii komórki roślinnej. Hodowla in vitro lnu ma długą tradycję jednak wiedza na temat czynników wpływających na organogenezę i embriogenezę lnu jest nadal niewystarczająca. Do chwili obecnej opisano regenerację lnu z kalusa wytwarzanego przez hypokotyl, cotyledon i liście; zarodków zygotycznych, mikrospor, kultur pylnikowych i protoplastów (Evtimova i in. 2005, Millam i in. 2005). Prawdopodobnie najbardziej wartościową metodą kultur tkankowych roślin będzie wykorzystanie materiału haploidalnego w procesach hodowlanych oraz bardziej zaawansowane wykorzystanie analizy markerów molekularnych jako metody przesiewowej. Dzięki wykorzystaniu podwojonych haploidów czas konieczny do otrzymania genetycznie stabilnych linii można skrócić do jednego pokolenia. Haploidy lnu można otrzymać w procesie androgenezy i w kulturach izolowanych mikrospor. Jednak proces regeneracji roślin haploidalnych jest złożony i ma na niego wpływ wiele czynników. Czynniki te był badane od początku lat 90-tych ubiegłego wieku przez wiele grup badawczych na całym świecie. Koncentrowano się głównie na określeniu wpływu genotypu, pożywki i sposobie przygotowania pylników. Chen i współpracownicy wykazali zależność pomiędzy genotypem lnu włóknistego a zdolnością pylników do produkcji kalusa (Chen i in. 1999). W niniejszej pracy stwierdziliśmy wyraźny wpływ odmiany na zdolność pylników lnu oleistego do tworzenia tkanki kalusowej. Najlepszą pod względem zdolności pylników do indukcji kalusa okazała się odmiana Hella, dla której średni procent kalusowania wynosił 36%. Najmniej przydatną w kulturach pylnikowych jest odmiana Peak, z której pylników nie uzyskano kalusa. Dla pozostałych jedenastu odmian średni procent kalusowania jest zróżnicowany i sięga od 14% dla odmiany Kreola do 2,5% dla odmiany Pacyfic. Biorąc pod uwagę wpływ genotypu na kalusowanie w kulturach pylnikowych należy zwrócić szczególną uwagę na wybór odpowiedniej odmiany do planowanych doświadczeń. W procesie hodowli lnu w warunkach in vitro bardzo duże znaczenie ma rodzaj zastosowanej pożywki. Skład pożywki pod względem wykorzystywanego źródła węgla i składu regulatorów wzrostu roślin był również przedmiotem wielu badań. Chen i Dribnenki zwracają uwagę na pozytywny wpływ wysokiej zawartości K + i Mg 2+ na wydajność procesu androgenezy (Chen i Dribnenki 2002). W tej samej pracy opisują również wpływ węglowodanów na przebieg androgenezy. Stwierdzają pozytywny wpływ 9% laktozy na indukcję kalusa u wszystkich testowanych odmian. Natomiast jej wpływ na regenerację pędów niektórych odmian był pozytywny, dla innych negatywny. Zastosowanie 9% maltozy zwiększyło indukcję kalusa, lecz nie miało pozytywnego wpływu na regenerację pędów. Rutkowska-Krause i współpracownicy badali wpływ regulatorów wzrostu na in-

Ocena zdolności pylników wybranych odmian lnu oleistego... 221 dukcję i wzrost kalusa oraz regenerację lnu włóknistego w kulturach pylnikowych. W doświadczeniu wykorzystali dwie pożywki Sh 2 (MS + 1 mg l -1 BAP + 0,05 mg l -1 NAA) i Sh 3 (MS + 0,1 mg l -1 BAP + 0,5 mg l -1 NAA + 0,3 mg l -1 IAA). Niezależnie od testowanej odmiany procent kalusujących pylników na pożywce Sh 2 wynosił 5,8%, natomiast na Sh 3 11,7%. Jednak zregenerowane rośliny (2%) otrzymano wyłącznie na pożywce Sh 2 (Rutkowska-Krause i in. 2003). W tej samej pracy autorzy stwierdzili, że najbardziej korzystną kombinacją węglowodanów jest zawartość 2,5% sacharozy i 2,5% glukozy w pożywce, natomiast maltoza nie jest właściwym źródłem węgla. W niniejszej pracy zastosowano pożywkę Sh 2 opisaną wcześniej przez Rutkowską-Krause i współpracowników oraz pożywkę Sh 2/2 zawierającą sacharozę, lecz pozbawioną glukozy (tab. 1). Dla wszystkich odmian za wyjątkiem odmiany Peak otrzymano tkankę kalusową (rys. 1). Wydajność kalusowania dla poszczególnych odmian była zróżnicowana i w znacznym stopniu zależała od zastosowanej pożywki (rys. 2). Na pożywce zawierającej sacharozę i glukozę obserwowano indukcję tkanki kalusowej i jej proliferację z pylników odmian Abby i Olinette, podczas gdy hodowla tych odmian na pożywce Sh 2/2 nie dała odpowiedzi w postaci indukcji kalusa. Jednak dla pozostałych jedenastu odmian taka kombinacja węglowodanów okazała się niekorzystna i spowodowała wyraźny spadek indukcji kalusa. Z pylników dwóch odmian: Maxi Gold i Pacyfic w ogóle nie otrzymano kalusa na pożywce Sh 2, natomiast na pożywce Sh 2/2 tworzyły one kalus z wydajnością odpowiednio 10 i 7%. Przedmiotem obserwacji niniejszej pracy była również regeneracja roślin lnu oleistego w kulturach pylnikowych (tab. 4). Zregenerowane rośliny otrzymano jedynie z kalusa pylników trzech z 13 odmian objętych badaniem. Najwyższy procent regeneracji otrzymano dla pylników odmiany Szafir (12%) wyłożonych na pożywkę Sh 2/2. Zdecydowanie niższą wydajność regeneracji roślin obserwowano dla odmiany Linola (1,7%) i odmiany Hella (1,2%). Należy zauważyć, że pylniki odmiany Hella charakteryzował najwyższy procent kalusowania spośród wszystkich odmian. Na pożywce Sh 2 otrzymano 21% kalusujących pylników, natomiast na pożywce Sh 2/2 49%. Nie znalazło to jednak odzwierciedlania w liczbie zregenerowanych roślin, których nie otrzymano na pożywce Sh 2/2, natomiast trzy otrzymano na pożywce Sh 2. Wnioski Na podstawie wyników wykonanych badań należy stwierdzić, że potencjał pylników odmian lnu oleistego do tworzenia kalusa jest istotnie zależny od odmiany oraz zastosowanej pożywki. Zasadniczo wyższy procent kalusowania obserwowano na pożywce zawierającej wyłącznie sacharozę jako źródło węgla, jednak wśród testowanych odmian były takie, u których kalus rozwijał się tylko na

222 Karolina Wielgus... pożywce zawierającej zarówno sacharozę, jak i glukozę. Wysoki procent kalusowania nie określa pełnej wydajności regeneracji roślin lnu oleistego. Dalsze badania będą także zmierzały do oceny cytologicznej powstałego kalusa i zregenerowanych roślin. Literatura Chen Y. Dribnenki P. 2002. Effect of the genotype and medium composition on flax Linum usitatissimum L. anther culture. Plant Cell Rep., 21 (3): 204-207. Chen Y., Kenaschuk E., Dribnenki P. 1999. Response of flax genotypes to doubled haploid production. Plant Cell Tiss. Org., 57: 195-198. Evtimova M., Vlahova M., Atanasov A. 2005. Flax improvement by biotechnology means. JNF, 2: 17-34. Millam S., Obert B., Pretova A. 2005. Plant cell and biotechnology studies in Linum usitatissimum a review. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 82: 93-103. Nichterlein K. 2003. Anther culture of linseed (Linum usitatissimum L.). W: Doubled haploid production in crop plants. Praca zbiorowa. Kluwer Academic Publishers, s. 249. Rutkowska-Krause I. 1999. Podstawy metodyczne wykorzystania haploidyzacji w kulturach in vitro do postępu w hodowli nowych odmian lnu włóknistego (Linum usitatissimum L.). Rozprawa doktorska. Rutkowska-Krause I., Mankowska G., Lukaszewicz M., Szopa J. 2003. Regeneration of flax (Linum usitatissimum L.) plants from anther culture and somatic tissue with increased resistance to Fusarium oxysporum. Plant Cell Rep., 22: 110-116. Woyke T. 1997. Rośliny włókniste. W: Szczegółowa uprawa roślin rolniczych. Red. A. Dubas i S. Gładysiak Wyd. AR Poznań, s. 221.