학술논문

Micropropagation and encapsulation-dehydration method for cryopreservation of Fritillaria imperialis.
Document Type
Article
Source
Agricultural Biotechnology Journal. Summer2021, Vol. 13 Issue 2, p125-146. 22p.
Subject
Language
ISSN
2228-6705
Abstract
Objective Fritillaria imperialis from the Liliaceae family is an ornamental species in danger of extinction. Therefore, it is nessessary to conserve the plant genetic pool. Two proper methods to access this goal are micropropagation and germplasm conservation in in vitro freezing conditions. The presence of suitable pre-treatments is necessary for cryopreservation. The most important and the most application of pre-treatment is encapsulation-dehydration. The purpose of current research was in vitro proliferation of F. imperialis using plant growth regulators and its cryopreservation using encapsulation-dehydration pre-treatment. Materials and methods Bulb scales as explants and MS medium as basic culture medium were used. For micropropagation, kinetin (Kin) and α_naphthaleneacetic acid in concentrations of 0 (as control), 0.5, 1 and 2 mg l-1 were applied. For cryopreservation, explants were pretreated with encapsulation-dehydration followed by conservation in liquid nitrogen. Encapsulation was done using sodium alginate. Dehydration was carried out in air and using high level of sucrose. Results The results of micropropagation showed that the maximum number of leaf (3.5) and root number (5.7) was obtained in explants treated with 0.5 mg l-1 Kin along with 1 mg l-1 NAA. The results of cryopreservation showed that encapsulation-dehydration in air as a pre-treatment had effective role on the survival and regeneration of explants (70.5%) after conservation in liquid nitrogen. Least explant survival was obtained in control (without pre-treatment). In vitro regenerated plantlets were cultivated in plastic pots containing peat moss and perlite (in ration of 1:1) and acclimatized with environmental conditions. The survival rate was 90% and the growth pattern of regenerated plants was similar to that of mother plants. Conclusions Present research proposes the use of 0.5 mg l-1 Kin together with 1 mg l-1 NAA for micropropagation and encapsulation-dehydration for germplam cryopreservation of F. imperialis. Micropropagation by direct and indirect organogenesis and embryogenesis is a proper approach for proliferation of ornamentals in danger of extiction. The success of these methods depends on type and concentrations of auxins and cytokinins applied in culture medium, singular or in combination. In order to protect rare and endangered ornamental species, modern biotechnological tools need to be utilized. یک گونهی زینتی در معرض خطر،)Liliaceae(از خانوادهی سوسن)Fritillaria imperialis(هدف: لالهی واژگونانقراض است. تکثیر این گیاه در شرایط طبیعی، کارایی بالایی ندارد و زمانبر است. ریزازدیادی، یک فن مناسب برای تکثیر لالهیواژگون در شرایط درونشیشهای است. برای حفظ خزانهی ژنتیکی این گیاه تهدیدشده، استفاده از فن حفاظت انجمادی ضروریاست. برای حفاظت انجمادی، حضور پیشتیمارهای مناسب ضروری است. مهمترین و پر استفادهترین پیشتیمار، کپسولهکردن-آبگیری است. هدف از پژوهش حاضر، تکثیر درونشیشهای لالهی واژگون با استفاده از تنظیمکنندههای رشد گیاهی و حفاظتانجمادی آن با استفاده از پیشتیمار کپسولهکردن-آبگیری بهعنوان محیط کشت پایه استفاده شدند. برای ریزازدیادی، MS مواد و روشها: فلسهای سوخ بهعنوان ریزنمونه و محیط کشت1 و 2 میلیگرم در لیتر مورد استفاده قرار ،0/در غلظتهای صفر)بهعنوان شاهد(، 5)NAA(و نفتالین استیک اسید)Kin(کینتینگرفتند. برای حفاظت انجمادی، ریزنمونهها بعد از پیشتیمار با روش کپسولهکردن-آبگیری، در ازت مایع نگهداری شدند. کپسوله-کردن با استفاده از آلژینات سدیم انجام شد. آبگیری در هوا و با استفاده از غلظت بالای سوکروز انجام گرفت./5(در ریزنمونههای تیمارشده با 5 / 3(و تعداد ریشه) 7 / نتایج: نتایج ریزازدیادی نشان داد که بیشترین تعداد برگ)هدست آمد. نتایج حفاظت انجمادی نشان داد که کپسولهکردن-آبگیری در هواهمراه با یک میلیگرم در لیترKin لیتر70 درصد(بعد از نگهداری در ازت مایع داشت. کمترین/بهعنوان یک پیشتیمار، نقش مؤثری در بقا و قدرت جوانهزنی ریزنمونههابقای ریزنمونه مربوط به ریزنمونههای شاهد)بدون پیشتیمار(بود. گیاهچههای باززاییشده در شرایط درونشیشهای، درونگلدانهای حاوی پیت موس و پرلایت)به نسبت 1:1 (کاشته شدند و با شرایط محیطی سازگار گردیدند. نرخ زندهمانی در گیاهچههایریزازدیادیشده، 90 درصد و الگوی رشد گیاهان باززاییشده شبیه گیاهان مادری بود.را برای ریزازدیادی وNAA همراه با یک میلیگرم در لیترKin 0 میلیگرم در لیتر / نتیجهگیری: پژوهش حاضر، استفاده ازکپسولهکردن-آبگیری را برای حفاظت انجمادی ژرمپلاسم لالهی واژگون پیشنهاد میکند. ریزازدیادی توسط اندامزایی و جنینزاییمستقیم و غیر مستقیم یک رویکرد مناسب برای تکثیر گونههای زینتی در حال انقراض است. موفقیت این روشها به نوع و غلظتاکسینها و سیتوکینینهای بهکار برده شده در محیط کشت، انفرادی یا در ترکیب با یکدیگر، بستگی دارد. بهدلیل حفاظت از گیاهانزینتی در معرض خطر انقراض، نیاز است که روشهای زیستفناوری نوین به کار برده شود. [ABSTRACT FROM AUTHOR]