LieÃ„ÂivÃƒÂ© rastliny v meniacich sa environmentÃƒÂ¡lnych podmienkach

More documents

Recommendations

Info

Vliv abiotických a biotických stresorů na vlastnosti rostlin 11.5.2005 Vplyv podmienok kultivácie a rastových regulátorov na morfogénne reakcie listov Drosera rotundifolia L. in vitro Zuzana Kutarňová, Milan Bobák, Alžbeta Blehová Prírodovedecká fakulta Univerzity Komenského v Bratislave, Katedra fyziológie rastlín, Mlynská dolina B2, Bratislava 842 15, Slovenská republika, kutarnova@fns.uniba.sk Abstrakt Boli sledované morfogénne reakcie listových explantátov Drosera rotundifolia L. v podmienkach in vitro na histologickej a ultraštrukturálnej úrovni. V rámci optimalizácie kultivačných podmienok sme ako najvhodnejšie pre indukciu procesu somatickej embryogenézy stanovili 6-hodinovú predkultiváciu na tekutých MS médiách s prídavkom 1.10 - 8 2,4-D (kyselina 2,4-dichlorofenoxyoctová) a potom kultiváciu na tekutých médiách s 1.10 -8 NAA pri teplote 25±2°C. Po 14 dňoch preočkovať na tuhé MS médiá bez prídavku rastových regulátorov. Zvýšená teplota spôsobovala červenanie listových explantátov a neskôr ich nekrózu. Úvod Mäsožravé rastliny sú v pozornosti biológov už niekoľko sto rokov, nie len pre ich nutričné nároky a ekologické adaptácie, ale pre ich hodnotu liečivých rastlín /17/. Nové biotechnologické metódy založené na in vitro kultivácii zabezpečujú nevyhnutné množstvo farmaceuticky vzácneho materiálu /32/. Mnoho druhov rodu Drosera patrí do skupiny liečivých rastlín, obsahujúcich sekundárne metabolity zo skupiny naftochinónov, hlavne plumbagín a 7-metyljuglon /4, 10/ a flavonoidov /28/. Extrakty týchto rastlín majú terapeutický účinok proti respiračným chorobám človeka (astma, tuberkulóza). Okrem toho bol zistený aj antivírusový, antitumorový, antifungálny a antimikrobiálny účinok /11/. Somatická embryogenéza je komplexný proces, pri ktorom diploidné kompetentné bunky vyjadrujú svoju totipotenciu vedúcu k tvorbe somatických embryí – organizovanej bipolárnej štruktúre obsahujúcej výhonkovo-koreňovú os a uzavretý nezávislý vaskulárny systém spájajúci výhonkový a koreňový meristém bez predošlej fúzie gamét. Somatické embryo sa následne vyvíja v diferencovanú rastlinu cez charakteristické embryonálne štádiá (globulárne, srdcovité, torpédovité, kotyledonárne) /34, 36/ Indukcia somatickej embryogenézy vyžaduje získanie embryogénneho potenciálu, čo nemá v zygotickej embryogenéze obdobu /5, 15/. Diferencovaný stav rastlinnej bunky závisí od pozičnej informácie a signálov ovplyvňujúcich jej vývin v rámci cieľového pletiva /3/. Odpoveď na stresové podmienky závisí na dvoch hlavných parametroch: na hladine stresu a fyziologickom stave buniek. Ak hladina stresu prekročí toleranciu bunky, bunka umiera. Nízke hladiny stresu zlepšujú metabolizmus a indukujú adaptačné mechanizmy /18/. Adaptácie zahŕňajú reprogramovanie génovej expresie, tak ako aj zmeny vo fyziológii a metabolizme buniek. Prechodný stav indukovaný stresovými podmienkami môže byť charakterizovaný rozsiahlou bunkovou reorganizáciou a v reakcii na zodpovedajúci signál umožní „prepnutie“ vývinového programu. Dudits et al. /8/ na tomto základe vyslovili nasledovnú hypotézu: „Somatická embryogenéza je adaptačným procesom v in vitro podmienkach kultivovaných rastlinných buniek“. 167
Vliv abiotických a biotických stresorů na vlastnosti rostlin 11.5.2005 Medzi hlavné rastové regulátory ovplyvňujúce somatickú embryogenézu patria auxíny. Vplyv exogénne aplikovaných auxínov hlavne kyseliny 2,4-dichlóroctovej (2,4-D) na indukciu somatickej embryogenézy je dobre zdokumentovaný /2, 7, 37/. Prítomnosť 2,4-D (syntetický auxín) je v kultivačnom médiu nutná na expresiu totipotencie kompetentných buniek a vyvolanie dediferenciácie /16, 24/, z ďalších IAA, NAA. V bunkách mrkvy, exogénna aplikácia 2,4-D stimulovala akumuláciu veľkého množstva endogénnej IAA /12, 21, 22, 27/. Vplyv na somatickú embryogenézu má aj TDZ (thidiazuron), ktorého vysoká koncentrácia v médiu (10 alebo 20 μM) indukuje tvorbu zhlukov a neskôr aj somatických embryí Cajanus cajan /39/. Niektoré druhy si však v kultivačnom médiu vyžadujú aj prítomnosť cytokinínov /31/, napr. ABA (kyselina abscisová) /25, 26/. Vývin embrya bol pozorovaný aj v neprítomnosti regulátorov rastu /13/. Účinnosť indukcie a následný vývin somatického embrya sú závislé na koncentrácii a dĺžke pôsobenia rastových regulátorov. Po ošetrení explantátu exogénnym RR je niekedy vhodné preniesť explantát na médium bez RR. Porovnávacie štúdie, ktoré uskutočnili viacerí autori /14, 30, 33/ a podávajú informácie o vzrastajúcej účinnosti auxínových RR na indukciu somatickej embryogenézy v tomto poradí: 2,4-D-Se > BSAA > 2,4-D > NAA > IAA. Materiál a metodika Na kultiváciu orgánovej kultúry sa použili trsy z asepticky in vitro kultivovaných rastlín Drosera rotundifolia L. z čeľade Droseraceae, ktorej narastené trsy sa oddeľovali pinzetou a očkovali do kultivačných Erlenmayerových nádob s MS médiom /23/ v sterilnom prostredí laminárneho boxu. Kultivácia týchto zdrojových rastlín prebiehala v kultivačnej miestnosti pri teplote 24±2°C v podmienkach dlhého dňa so 16 hodinovou fotoperiódou a energiou fotosynteticky aktívneho žiarenia 32 μmol.m -2 .s -1 . Kultivácia prebiehala na pevných aj tekutých MS médiách pri teplotách 25±2°C a 30±2°C. Po 14-tich dňoch kultivácie boli všetky explantáty z tekutých aj pevných médií preočkované na bezhormónové médiá. Listové explantáty sa na 6 hodín umiestnili najprv do tekutého MS média s prídavkom 1.10 -8 2,4-D (kyselina 2,4-dichlórfenoxyoctová), na indukciu somatickej embryogenézy, a po 6-tich hodinách boli preočkované na pevné a tekuté médiá s prídavkom NAA a BAP s koncentráciou 1.10 -8 M. Typy médií: 1. pevné médium s 1.10 -8 NAA pri 25±2°C 2. pevné médium s 1.10 -8 NAA pri 30±2°C 3. tekuté médium s 1.10 -8 NAA pri 25±2°C 4. tekuté médium s 1.10 -8 NAA pri 30±2°C. Príprava explantátov pre svetelnú mikroskopiu Explantáty boli fixované v 5%-nom glutaraldehyde 4 hodiny, premyté 6-krát po 10 minút v 0,1 M tlmivého fosfátového roztoku s pH = 7,1, dofixované 2%-ným roztokom kyseliny osmičelej počas troch hodín a opäť vymyté 0,1 M fosfátovým tlmivým roztokom 6-krát po 10 minút. Na dehydratáciu sa použil vzostupný acetónový rad. Po odvodnení sa vzorky zalievali Durcupanom a polymerizovali pri teplote t = 60°C po dobu 48 hodín. Rezanie prebiehalo na ultramikrotóme REICHERT – JUNG. Narezané polotenké rezy s hrúbkou 1,5 – 2 μm sme farbili podľa LUXA /19/ 0,01 – 0,1%-ným vodným roztokom bázického fuchsínu a 1%-ný vodným roztokom toluidínovej modrej. Spracovanie vzoriek pre transmisnú elektrónovú mikroskopiu (TEM) (príprava ultratenkých rezov) 168
Page 4 and 5:
Vliv abiotických a biotických str
Page 6 and 7:
Page 8 and 9:
Page 10 and 11:
Page 12 and 13:
Page 14 and 15:
Page 16 and 17:
Page 18 and 19:
Page 20 and 21:
Page 22 and 23:
Page 24 and 25:
Page 26 and 27:
Page 28 and 29:
Page 30 and 31:
Page 32 and 33:
Page 34 and 35:
Page 36 and 37:
Page 38 and 39:
Page 40 and 41:
Page 42 and 43:
Page 44 and 45:
Page 46 and 47:
Page 48 and 49:
Page 50 and 51:
Page 52 and 53:
Page 54 and 55:
Page 56 and 57:
Page 58 and 59:
Page 60 and 61:
Page 62 and 63:
Page 64 and 65:
Page 66 and 67:
Page 68 and 69:
Page 70 and 71:
150 Vliv abiotických a biotických
Page 72 and 73:
Page 74 and 75:
Page 76 and 77:
Page 78 and 79:
Page 80 and 81:
Page 82 and 83:
Page 84 and 85:
Page 86 and 87:
Page 88 and 89:
Page 90 and 91:
Page 92 and 93:
Page 94 and 95:
Page 96 and 97:
Page 98 and 99:
Page 100 and 101:
Page 102 and 103:
Page 104 and 105:
Page 106 and 107:
Page 108 and 109:
Page 110 and 111:
Page 112 and 113:
Page 114 and 115:
Page 116 and 117:
Page 118 and 119: Vliv abiotických a biotických str
Page 180 and 181: 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4
Page 186 and 187: Vliv biotických a abiotických str
Page 218 and 219:
Vliv biotických a abiotických str
Page 220 and 221:
Page 222 and 223:
Page 224 and 225:
Page 226 and 227:
Page 228 and 229:
Page 230 and 231:
Page 232 and 233:
Page 234 and 235:
Page 236 and 237:
Page 238 and 239:
Page 240 and 241:
Page 242 and 243:
Page 244 and 245:
Page 246 and 247:
Page 248 and 249:
Page 250 and 251:
Page 252 and 253:
Page 254 and 255:
Page 256 and 257:
Page 258 and 259:
Page 260 and 261:
Page 262 and 263:
Page 264 and 265:
Page 266 and 267:
Page 268 and 269:
Page 270 and 271:
Page 272 and 273:
Page 274 and 275:
Page 276 and 277:
Page 278 and 279:
Page 280 and 281:
Page 282 and 283:
Page 284 and 285:
Page 286 and 287:
Page 288 and 289:
Page 290 and 291:
Page 292 and 293:
Page 294 and 295:
Page 296 and 297:
Page 298 and 299:
Page 300 and 301:
Page 302 and 303:
Page 304 and 305:
Page 306 and 307:
Page 308 and 309:
Page 310 and 311:
Page 312 and 313:
Page 314 and 315:
Page 316 and 317:
Page 318 and 319:
Page 320 and 321:
Page 322 and 323:
Page 324 and 325:
Page 326 and 327:
Page 328 and 329:
Page 330 and 331:
Page 332 and 333:
Page 334 and 335:
Page 336 and 337:
Page 338 and 339:
Page 340 and 341:
Page 342 and 343:
Page 344 and 345:
Page 346 and 347:
Page 348 and 349:
Page 350 and 351:
Page 352 and 353:
Page 354 and 355:
Page 356 and 357:
Page 358 and 359:
Page 360 and 361:
Page 362 and 363:
Page 364 and 365:
Page 366 and 367:
Page 368 and 369:
Page 370 and 371:
Page 372 and 373:
Page 374 and 375:
Page 376 and 377:
Page 378 and 379:
Page 380 and 381:
Page 382:
show all

LieÃ„ÂivÃƒÂ© rastliny v meniacich sa environmentÃƒÂ¡lnych podmienkach

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?

LieÃ„ÂivÃƒÂ© rastliny v meniacich sa environmentÃƒÂ¡lnych podmienkach