بهینه سازی شرایط کشت بافت جهت ریزازدیادی پایه نیمه پاکوتاه سیب M7

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه ارومیه

2 دانشیار گروه علوم باغبانی دانشگاه ارومیه

3 استادیار گروه علوم باغبانی دانشگاه ارومیه

چکیده

سابقه و هدف: فن آوری کشت بافت گیاهی بیشتر برای تکثیر گیاهان در سطح وسیع استفاده می شود. این فن آوری تجاری بر پایه ریزازدیادی است. ریزازدیادی، باززایی درون شیشه ای گیاهان از اندام ها، بافت ها، سلول ها و تکثیر شبیه به اصل یک ژنوتیپ انتخابی یا استفاده از تکنیک کشت درون شیشه ای می باشد. گیاهان اصلاحی تولید شده به روش کشت بافت، قویتر از گیاهان بدست آمده از روش بذری می باشند. بنابراین ازدیاد پایه سیب M7 به روش کشت بافت، اغلب تولید گیاهان قوی با رشد سریع می کند. این پژوهش با هدف بهینه سازی شرایط ازدیاد درون شیشه ای پایه سیب M7 و بررسی اثر محیط های کشت پایه، تنظیم کننده های رشد گیاهی مختلف بر پرآوری و ریشه زایی پایه ها انجام گردید.
مواد و روش ها: پژوهش حاضر با هدف بهینه سازی شرایط ازدیاد درون شیشه ای پایه نیمه پاکوتاه کننده سیب M7 در قالب سه آزمایش جداگانه انجام شد. در آزمایش اول، اثر پنج نوع محیط کشت پایه، شامل محیط کشت پایه MS، 1/5MS، 2MS، WPM و B5، بر تعداد ریزشاخه و طول ریزشاخه بررسی گردید. در آزمایش دوم اثر دو نوع تنظیم کننده رشد گیاهی BAP و TDZ در غلظت های صفر (شاهد)، 2/2، 4/4 و 8/8 میکرومولار بر صفات رویشی تعداد ریزشاخه، طول ریزشاخه، تعداد گره و طول میانگره بررسی گردید. در آزمایش سوم، اثر دو نوع محیط کشت پایه MS و MS½ تکمیل شده با دو نوع تنظیم کننده رشد گیاهی IBA و NAA در غلظت های صفر (شاهد)، 1/5، 3 و 4/5 میلی گرم در لیتر بر صفات تعداد و طول ریشه در سه و چهار روز نگهداری در تاریکی بررسی گردید. سازگاری گیاهچه های درون شیشه ای در بسترهای کشت پرلیت درشت، پرلیت ریز، پرلیت همراه با پیت ماس و پیت ماس بررسی گردید.
یافته ها: بر اساس نتایج بدست آمده از آزمایش اول، حداکثر میزان پرآوری (15/66 ریزشاخه در هر ریزنمونه) در محیط B5 مشاهده گردید. در آزمایش دوم، BAP در افزایش میزان پرآوری، تعداد گره و کاهش طول میانگره موثرتر از TDZ بود. حداکثر میزان پرآوری (16/55 ریزشاخه به ازای هر ریزنمونه) در غلظت 2/2 میکرومولار BAP مشاهده گردید. در آزمایش سوم، بیشترین تعداد ریشه (با میانگین 11/10 ریشه به ازای هر ریزنمونه) در محیط کشت ½MS تکمیل شده با 3 میلی‌گرم بر لیتر NAA مشاهده گردید. نتایج مربوط به بررسی اثر نوع بستر کشت بر سازگاری پایه سیب M7 نشان داد که بستر کشت پیت ماس، مطلوبترین نتیجه را در مقایسه با سایر تیمارها در مرحله سازگاری نشان داد.
نتیجه گیری: محیط کشت B5 حاوی 1 میلی گرم بر لیتر بنزیل آدنین مطلوبترین و بهترین محیط برای پرآوری سیب M7 تعیین گردید. بنزیل آمینوپورین تأثیر بیشتری نسبت به TDZ بر باززایی نشان داد. تیمار سه روز تاریکی نسبت به چهار روز تاریکی نتایج بهتری نشان داد. بر اساس نتایج آزمایش سوم، بهترین دوره تاریکی، نوع محیط کشت، نوع تنظیم کننده رشد گیاهی و غلظت تنظیم کننده رشد گیاهی بترتیب شامل سه روز تاریکی، محیط کشت ½MS، تنظیم کننده رشد NAA (3 میلی گرم بر لیتر) بدست آمد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Optimization of Tissue Culture Conditions for Micropropagation in Semi-dwarf M7 Apple Rootstock

نویسنده [English]

  • Aatefeh Moshari Nasirkandi 1
چکیده [English]

Background and objectives: Plant tissue culture technology, often used for plants large-scale multiplication. This commercial technology is based on micropropagation. Micropropagation is regeneration of organs, plants, tissues, cells and proliferation of true to type selected genotype, using in vitro culture technique. The improved plants produced by tissue culture method are stronger than those obtained from seed. Therefore in vitro propagation of M7 apple rootstock, often produces strong plants with accelerated growth. This research was performed with the aim of optimizing the in vitro propagation conditions of M7 rootstock and the survey effect of basal medias, different plant growth regulators on proliferation and rooting.
Materials and methods: Current study was performed with the aim of optimizing the in vitro propagation conditions of M7 apple semi-dwarfing rootstocks in the three separate experiments. In the first experiment, the effect of five types of basal media culture including, MS, 1/5MS, 2MS, WPM and B5, on shoot number and shoot length were studied. In the second experiment, the effects of two type of plant growth regulators, BAP and TDZ in various concentrations (0, 2.2, 4.4 and 8.8 µM) on shoot number, shoot length, node number, internode number and internode length was studied. In the third experiment, the effect of two types of basal media (MS and ½MS) supplemented with two types of plant growth regulation IBA and NAA in different concentrations (0, 1.5, 3 and 4.5 mg/l) under three and four days darkness on root number and root length was studied. Hardening of rootstocks in large perlite, small perlite, perlite with peat moss and peat moss separately was surveyed.
Results: According to results, the highest proliferation (15.66 shoots per explant) was observed in B5 media. In second experiment, BAP was more effective than TDZ on proliferation rate, number of nodes,internodes and reduce internode length characteristics. The highest proliferation (16.55 shoots per explant) was observed in BAP (2.2 µM). In the third experiment, highest root number (with mean 11.10 root per explant) was observed in ½MS media supplemented with 3 mg/l NAA. The results of the effect of growing media on M7 apple rootstock hardening showed that growing media of peat moss have most favorable results copared to other treatments.
Conclusion: B5 media containing 1 mg/l BAP was detected as favorable and optimum media for the proliferation of M7 apple. BAP was more effective than TDZ on regeneration traits. incubation for three days under darkness showed better results than four days. According to the results of the third experiment, the best dark period, culture media type, plant growth regulator type and concentration were obtained, in three days darkness, ½MS media, NAA (3 mg/l) respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hardening
  • In vitro propagation
  • Optimization
  • Rootstock
1.Abdollahi, H. 2014. Guidebook of pome fruits: (Apple, Pear and Quince); cultivation and
growing. Agricultural extension and education publications ministry of Jihad-e-Agriculture.
Tehran, Iran. 98p. (In Persian)
2.Amiri, E.,and Elahinia, A. 2011. Optimization of medium composition for apple rootstocks.
J. Afric. Biotech. 10: 18. 3594-3601.
3.Banilas, G. and Korkas, E. 2007. Rapid micropropagation of gravepine cv. Agiorgitiko
through lateral bud development. Sci. Technol. 2: 31-38.
4.Butiuc-Keul, A.L., Cotse, A., Bcraaciunaa, A., Halmagyl, A., Deliu, F., Iliescu, M. and
Iuoras, R. 2008 b. In vitro clonal propagation of several grapevine cultivars. Hort. Sci.
843: 151-156.
5.Dolcet-Sanjuan, R., Mok, D.W.S. and Mok, M.C. 1990. Micropropagation of Pyrus
and Cydonia and their responses to Fe-limiting conditions. Plant Cell. Tissue. Organ. Cult.
21: 3. 191-199.
6.DʼOnofrie, C. and Morini, S. 2005. Development of adventitious shoots from in vitro grown
Cydonia oblonga leaves as influenced by different cytokinins and treatment duration.
Biol. Plant. 49: 1. 17-21.
7.Edwin, R.F. and Paul, D.S. 1984. Plant propagation by tissue culture. Handbook and directory
of commercial laboratories. First published. Exegetics Ltd. Eversley, Basingstoke. Hants.
RG27 OQY, England, 709p.
8.Evers, P.W., Donkers, J., Prat, A. and Vermeer, E. 1988. Micropropagation of forest trees
through tissue culture. P 98-102, In: Bonga, J.M., Aderkas,p. (Eds). In vitro culture of trees.
Centre for Agricultural Publishing and Documentation, 236p.
9.George, E.F., Hall, M.A. and De Klerk, G.D. 2008. The components of plant tissue culture
media I: macro – and micro – nutrients. Springer, Netherlands, Pp: 65-113.
10.Greenway, M.B., Phillips, I.C., Lloyd, M.N., Hubstenberger, J.F. and Phillips, G.C. 2012.
A nutrient medium for diverse applications and tissue growth of plant species in vitro.
In Vitro Cell. Dev. Biol. Plant. 48: 403-410.
11.Hepaksoy, S. and Aksoy, U. 2006. Propagation of Ficus carica L. clones by in vitro
Cul. Biol. Plant. 50: 3. 433-436.
12.Jalili Marandi, R. 2007. Plants propagation. Publications (SID). second edition. 469p.
(In Persian)
13.James, D.J. and Thurbon, I.J. 1981. Shoot and root initiation in vitro in the apple rootstock
M9 the promotive and effects of phloroglusinol. Hort. Sci. 56: 15-20.
14.Kalateh Jari, S. 2006. Reaction study of two varieties of bidaneye sefid grape and shahrodi to
conditions of in vitro culture. Iran. Agric. Sci. 2: 215-205. (In Persian)
15.Karimpour, S., Davarynejad, Gh., Bagheri, A. and Tehranifar, A. 2013. In vitro establishment
and clonal propagation of Sebri pear cultivar. J. Agric. Sci. Technol. 15: 1209-1217.
(In Persian)
16.Khalili, H. 2011. Micropropagation of vitis vinifera cv. ghizil ouzum. Master’s Thesis,
Faculty of agriculture, Urmia university. 84p. (In Persian)
17.Khodaee Chegenee, F., Ershadi, A., Abdollahi, H. and Esnaashari, M. 2011. Determination
of micropropagation protocol for OH×F333 and OH×F69 pear clonal rootstocks. Seed Plant
Prod. J. 27: 3. 297-312. (In Persian)
18.Lane, W.D., Looney, N.E. and Mage, F. 1982. A selective tissue culture medium for growth of
compact (dwarf) mutants of apple. TAG Theoretical Appl. Gen. 61: 3. 219-223.
19.Li, J.R. and Eaton, G.W. 1984. Growth and rooting of grape shoot apices in vitro. Hort. Sci.
19: 64-65.
20.Lu, M.C. 2005. Micropropagation of Vitis thunnbergii Sieb et Zucc., a medicinal herb,
throuth high frequency shoot tip culture. Hort. Sci. 107: 1. 64-69.
21.Mahdavian, M., Bouzari, N. and Abdollahi, H. 2010. Effects of culture media and growth
regulators on proliferation and rooting of vegetative Mahaleb (St. Lucie 64). Seed Plant
Improve. J. 26: 1. 26-15. (In Persian)
22.Murashige, T. and Skoog, F. 1962. A revised medium for rapid growth and bioassays with
tobacco tissue cultures. Physiol. Plant. 15: 473-497.
23.Nasib, A., Ali, K. and Khan, S. 2008. An optimized and improved method for the in vitro
proparagation of Kiwifruit (Actinidia deliciosa) using coconut water. Pakistan. J. Bot.
40: 6. 2355-2360.
24.Norozalipur Tape, E. 2014. Investigation on effective factors of grape (cv. Bidaneh
Ghermez) micropropagation. Master’s Thesis, Faculty of agriculture, Urmia university. 95p.
(In Persian)
25.Nourmohamadi, N., Abdollahi, H., Moini, A. and Ruholamin, A. 2015. Effects of growth
media and Fe source on micropropagation and rooting of semi-dwarf pear rootstocks,
pyrodwarf and OH×F87. Seed Plant Improve. J. 1: 2. 265-278. (In Persian)
26.Peros, J.P., Torregrosa, L. and Berger, G. 1998. Variablity among Vitis vinifera cultivars in
micropropagation, organogenesis and antibiotic sensitivity. J. Exp. Bot. 49: 319. 171-179.
27.Ramage, C.M. and Williams, R.R. 2002. Mineral nutrition and plant morphogenesis.
In Vitro Cell. Dev. Biol. Plant. 38: 116-124.
28.Radnia, H. 1996. Fruit trees (compiled on sidi rome & robert F. carlson). First edition.
Agricultural Training Publish, 637p. (In Persian)
29.Reed, B.M., DeNoma, J., Wada, S. and Postman, J. 2013. Micropropagation of pear
(Pyrus sp). Protocols for micropropagation of selected economically important horticultural
plants, Pp: 3-18.
30.Skiada, F., Grigoriadou, K. and Eleftheriou, E.P. 2010. Micropropagation of Vitis vinifera L.
cv. Malagouzia and Xinomavro. Cen. Euro. J. Biol. 5: 6. 839-852.
31.Sorin, C., Bussell, J.D., Camus, I., Ljung, K., Kowalczyk, M., Geiss, G., Mckhann, H.,
Garcion, Ch., Vaucheret, H. and Sandberg, G. 2005. Auxin and light control of adventitious
rooting in Arabidopsis require ARGONUTE1. Americ. Soc. Plant. Biol. 17: 1343-1359.
32.Taji, A.M., Dodd, W.A. and Williams, R.R. 1997. Plant tissue culture practice. Third ed.
UNI press, Australia, 171p.
33.Tatari, M. and Mousavi, A. 2013. Optimization in vitrio culture of vegetative rootstocks of
tetra, nemagard & GF6777. Agric. J. 15: 3. 103-115. (In Persian)
34.Tatari Vernosfaderani, M., Askari Raberi, N. and Nosrati, S.Z. 2010. The optimizing of
in vitro Culture for gerbera varieties of Tropic Blend. Seed Plant Improve. J. 25: 4. 389-401.
(In Persian)
35.Wang, K.Y.I. 2009. In vitro culture of dog ridge grapevine. M.Sc. Thesis, Faculty of
Agriculture Texas A & M University, USA.
36.Werner, E.M. and Boe, A.A. 1980. In vitro propagation of M7 apple rootstoock. Hort. Sci.
15: 509-510.
37.Yerbolova, S.L., Ryabusbkina, A.N., Oleichenko, N.S., Oleichenko, A.G. and Galiakparov,
N.N. 2013. The effect of growth regulators on in vitro culture of some Vitis vinifera L.
cultivars. Worl. Appl. Sci. 23: 1. 76-80.
38.Youmbi, E., Ella, B. and Tomekpe, K. 2006. Effect of thidiazuron on in vitro proliferation
Capacityes of some banana (Musa spp.) cultivars with weak multiplication potential. Agric.
J. Akdeniz Uni. 19: 2. 255-259.
39.Zamanzadeh, Z., Ehsanpour, A.A. and Amini, F. 2010. The study of the amount of auxin in
plants regenerated from the roots of transgenic tobacco (Nicotiana tabacum L.) contain
Ri-TDNA. Cell. Tiss. 1: 2. 7-1. (In Persian)