Možnosti regenerace plamenky latnaté (Phlox paniculata) v podmínkách in vitro

Bc. Ondřej Šašek

Master's thesis

Possibilities of regeneration of Phlox paniculata in condition in vitro

Abstract:

V této práci je testován vliv tří auxinů (IAA, NAA, 2,4-D) a dvou cytokininů (BAP a TDZ) na různé výchozí explantáty dvou odrůd plamenky latnaté (Phlox paniculata), bíle kvetoucí 'Fuji' a růţové s výrazným okem - 'Miss Pepper'. Kultivace probíhala na Murashige and Skoog médiu (MS). Jako explantáty jsou zde testovány listové segmenty z rostlin pěstovaných ve skleníku a in vitro, kořenové a nodální segmenty z in vitro kultury, různé typy získaných kalusů a okvětní lístky a prašníky ze skleníkových donorových rostlin. Cílem je mapovat různé reakce explantátů na působení zvolených regulátorů rostlinného růstu, jejich důkladné vyhodnocení a nalezení efektivních kombinací typů explantátů a sloţení kultivačních médií pro maximální zisk regenerovaných rostlin. Další částí práce je pak indukce androgeneze z prašníkových explantátů odrůdy 'Miss Pepper' s cílem získat haploidní rostliny, které by mohly být následně vyuţity ve šlechtění. Jako nejvíce perspektivní byly hodnoceny varianty, které indukovaly kaulogenezi (vznik výhonů), tyto varianty jsou také nejdůkladněji vyhodnoceny. Bylo prokázáno, ţe v případě listových explantátů je pro kaulogenezi klíčové působení TDZ, které je v případě listů ze skleníkových rostlin vhodné doplnit IAA. Při pouţití kořenových explantátů je pro zisk výhonů nejlepší pouţití čistého MS média nebo varianty doplněné o BAP, zde byl pozorován velký rozdíl mezi odrůdami, protoţe 'Miss Pepper' z kořenů tvořila výhony velmi špatně. V případě nodálních segmentů nebyly pozorovány významné rozdíly, nejlepších výsledků dosáhlo u 'Fuji' pouţití čistého MS a u 'Miss Pepper' 2 mg. l-1 BAP nebo 0,25 mg. l-1TDZ. Pro prašníkové kultury bylo pouţito nejprve MS médium s 9 % sacharózy a následně MS se 3 %. Nejlepších výsledků při indukci kalusu z prašníků dosahovala varianta 2 mg.l-1 2,4-D + 1 mg.l-1 TDZ, která indukovala růst kalusu ve 40,830 % případů. Ze 2 kalusů byly vypěstovány rostliny, z nichţ jedna vykazovala výrazné odlišnosti a vykvetla. Získané výhony byly spolu s dalšími kalusy testovány průtokovou cytometrií a přítomnost haploidů byla u regenerovaných rostlin vyloučena, všechny byly diploidní. Pouze jeden testovaný kalus vykazoval přítomnost 1n a 4n buňek, 2n zastoupeny nebyly. Tento perspektivní kalus je dále pasáţován k dalšímu dopěstování.

Abstract:

In this thesis, an impact of three auxins (IAA, NAA, 2,4-D) and two cytokinins (BAP a TDZ) is tested on different default explants of 2 cultivars of garden phlox (Phlox paniculata), white blooming "Fuji" and pink "Miss Pepper" with a pronounced eye. The cultivation was taking place on Murashige and Skoog medium (MS). Leaf segments from plants grown in a greenhouse and in vitro, root and nodal segments from in vitro culture, different types of acquired calluses and flower petals and anthers from donor plants grown in a greenhouse were all tested. The aim is to map different reactions of explants on the effect of chosen regulators of the plant growth, their thorough evaluation and the determination of effective combinations of explant types and the composition of cultivation mediums for the maximum gain of regenerated plants. The following part of this paper is then the induction of androgenesis from anther explants of cultivar called "Miss Pepper" with aim to obtain a haploid plants, which could be subsequently used in breeding. As the most perspective were evaluated the variants, which induced caulogenesis (the creation of shoots); these variants are also most thoroughly evaluated. It was proved that, in the case of leaf explants the effect of TDZ is essential for caulogenesis; in the case of greenhouse plants it is appropriate to supply TDZ with IAA. For the acquisition of shoots while using root explants it is the most suitable to use pure MS medium or the variants completed with BAP; there the huge difference between various cultivars was observed, since "Miss Pepper" created shoots very poorly from roots. In the case of nodal segments, no significant differences were observed; the best outcomes were achieved by using pure MS concerning "Fuji" and mg. l-1 BAP or 0,25 mg. l-1TDZ concerning "Miss Pepper". For the anther cultures, firstly, MS medium with 9% sucrose was used and subsequently MS with 3%. The best results were achieved during the induction of callus growth from anthers by the combination of 2 mg.l-1 2,4-D + 1 mg.l-1 TDZ, which had induced the growth of callus in 40,830% of cases. From the two calluses were grown plants, from which one showed significant differences and flowered. Obtained shoots along with other calluses were tested with flow cytometry and the presence of haploids was excluded in the case of regenerated plants, since all were diploid. Only one callus tested showed the presence of 1n and 4n cells, 2n cells were not represented. This one perspective callus is further passaged for future cultivation.

Keywords

Phlox, regenerace, kaulogeneze

Keywords

Phlox, Regeneration, Caulogenesis

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 19. 4. 2017

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Pavel Matiska, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Genetic Technologies and Breeding / Plant Breeding