Indukce somatické embryogeneze u plamenky latnaté (Phlox paniculata) v podmínkách in-vitro

Ondřej Šašek

Bachelor's thesis

Induction of somatic embryogenesis in garden phlox (Phlox paniculata) in condition in vitro

Abstract:

Plamenka latnatá (Phlox paniculata) je významná trvalka velice často pěstovaná v zahradách a parcích. Množení somatickou embryogenezí má u ní význam primárně ze šlechtitelského hlediska, kdy je využíváno genetické stability získaných rostlin a zároveň výhod kultivace in vitro. V této práci byla zkoumána možnost indukce somatické embryogeneze u plamenky latnaté s cílem stanovit nejvhodnější kombinaci regulátorů rostlinného růstu produkující nejvíce somatických embryí. Jako explantáty byly zvoleny listové segmenty velikosti zhruba 1 cm2 a kultivace probíhala na živném médiu Murashige and Skoog (1962) se 3 % sacharózy, 0,5 mg. l thiaminu, 0,5 mg. l pyridoxinu, 0,05 mg. l kyseliny nikotinové, 100 mg. l inositolu a 2 mg. l glycinu (MS médium). Byl testován účinek auxinů 2,4 D (kyselina 2,4 dichlorfenoxyoctová), IAA (kyselina indolyl 3 octová) a cytokininu BAP (6 benzylaminopurin) na indukci somatické embryogeneze. Nejlepších výsledků z pohledu tvorby embryogeního kalusu a nejvyššího počtu získaných životných embryí bylo dosaženo u variant obsahujících 2,4 D 1 mg. l + BAP 0,5 mg. l a 2,4-D 2 mg. l + BAP 0,5 mg. l. Indukce tvorby embryogenního kalusu proběhla u 100 % explantátů v případě první varianty a u 94,94 % při použití druhé. Mezi výše zmíněnými variantami nebyl zjištěn statisticky průkazný rozdíl v získaném množství embryí. Rovněž bylo prokázáno, že pro indukci a průběh somatické embryogeneze je nutná kultivace explantátů v plně kontrolovaných podmínkách inkubátoru. Dozrávání a klíčení somatických embryí probíhalo na MS médiu poloviční koncentrace živin se 2 % sacharózy , v tomto pokusu bylo prokázáno, že somatická embrya musí být pro další vývoj kultivována odděleně. Nejlepší klíčivost embryí byla dosažena při použití varianty 2,4 D 2 mg. l + BAP 0,5 mg. l. Převodem klíčících embryí do substrátu bylo dokázáno, že rostlinky se uchytí, až když mají vyvinuté kořeny i základy prýtu a listů. Klíčivost embryí byla u varianty 2,4 D 2 mg. l + BAP 0,5 mg. l 2,35krát větší po 3 týdnech a 1,96krát větší po 8 týdnech oproti 2,4 D 1 mg. l + BAP 0,5 mg. l a díky tomu z ní bylo získáno 1,83krát větší množství převedených rostlin.

Abstract:

The garden phlox (Phlox paniculata) is an important perennial plant, usually grown in gardens and public parks. From a point of view of plant breeding, the somatic embryogenesis propagation is a significant process in which the advantage of the genetic stability of the acquired plants is taken as well as the advantages of the in vitro cultivation. This thesis investigated the possibility of the induction of somatic embryogenesis in garden phlox with the goal to set the most suitable combination of the plant growth regulators producing the highest number of somatic embryos. The leaf segments measuring 1 cm2 were chosen as the explants and the cultivation took place on Murashige and Skoog medium (1962) + 3 % sucrose, thiamine 0,5 mg. l, pyridoxine 0,5 mg. l, nicotinic acid 0,05 mg. l, inositol 100 mg. l and glycine 2 mg. l (MS medium). The effect of auxins 2,4 D (2,4 Dichlorophenoxyacetic acid), IAA (Indole 3 acetic acid) and cytokinin BAP (6 Benzylaminopurine) on the induction of somatic embryogenesis was tested. Combinations containing 2,4 D 1 mg. l + BAP 0,5 mg. l and 2,4 D 2 mg. l + BAP 0,5 mg. l were most effective in formation of the embryogenic callus and the highest number of the acquired vital embryos. The induction of formation of the embryogenic callus took place in 100 % of the explants while using the first variant and in 94,94 % of the explants while using the second one. While using these two variants there was no statistical evidence proving the difference in the number of developed somatic embryos. It was also proved that for the induction and the process of the somatic embryogenesis the cultivation of the explants in a incubator is necessary. Somatic embryo maturation and germination took place in half strength MS medium containing 2 % sucrose without the growth regulators. This experiment proved that somatic embryos have to be cultivated separately for the further development. The most effective germination was obtained while using the combination of 2,4 D 2 mg. l and BAP 0,5 mg. l. Transfer of the germinated embryos to substrate was successful when the plantlets had their roots and shoots well developed. The embryo germination was 2,35times higher after 3 weeks and 1,96times higher after 8 weeks while using the variant 2,4 D 2 mg. l + BAP 0,5 mg. l than while using the variant 2,4 D 1 mg. l + BAP 0,5 mg. l and thus the variant 2,4 D 2 mg. l + BAP 0,5 mg. l produced 1,83times more transferred plants.

Keywords

plamenka latnatá (Phlox paniculata), somatická embryogeneze, regulátory rostlinného růstu, auxiny, cytokininy, kultury in-vitro

Keywords

Garden phlox (Phlox paniculata), Somatic embryogenesis, Plant growth regulators, Auxins, Cytokinins, Condition in-vitro

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 17. 4. 2015

Thesis defence

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

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme / field:
Agriculture, Horticulture and Rural Development / Market and Ornamental Gardening