بهینه‌سازی شرایط تولید کالوس و باززایی شاخساره در دو رقم گلرنگ (Carthamus tinctorius)

نوع مقاله : مقاله کوتاه پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده علوم و مهندسی کشاورزی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

2 دانشیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده علوم و مهندسی کشاورزی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

3 دانشیار، گروه پژوهشی مهندسی ژنتیک و ایمنی زیستی، پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی، سارزمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

4 استادیار، گروه پژوهشی مهندسی ژنتیک و ایمنی زیستی، پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی، سارزمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

چکیده

گلرنگ (Carthamus tinctorius) به‌عنوان یکی از مهم‌ترین محصولات اقتصادی جهان دارای یکی از با کیفیت‌ترین انواع روغن‌های خوراکی است. ارقام گلرنگ در مقایسه با دیگر گیاهان نسبت به روش‌های مختلف کشت بافت و باززایی، گیاهان سرسختی هستند. بنابراین ارائه روشی با بازدهی بالا برای باززایی ارقام تجاری گلرنگ کشور ضروری است. در این پژوهش اثر غلظت‌های مختلف هورمون‌های BAP، Kin و TDZ بر صفات کالوس‌زایی و باززایی نو ساقه ریزنمونه‌های زیرلپه و لپه ارقام گلمهر و صفه گلرنگ بر روی محیط‌کشت MS حاوی 0، 2/0، 5/0 و 1 میلی‌گرم در لیتر هورمون NAA موردبررسی قرار گرفت. نتایج حاکی از آن بود که بیش‌ترین میزان کالوس‌دهی با زیرلپه رقم گلمهر در محیط حاوی غلظت‌های یک میلی‌گرم در لیتر TDZ و نیم میلی‌گرم در لیتر NAA به میزان تقریبی 5/99 درصد و بالاترین مقدار باززایی نیز در محیط حاوی یک میلی‌گرم در لیتر TDZ و صفر میلی‌گرم در لیتر NAA در ریزنمونه لپه رقم گلمهر و حدود 33 درصد مشاهده شد. در ادامه شاخساره‌های حاصل به‌منظور ریشه‌‌زایی به هشت نوع محیط ریشه‌‌زایی مختلف منتقل شدند. بهترین محیط برای ریشه‌زایی محیط‌کشت MS حاوی 2 میلی‌گرم در لیتر IBA، 20 گرم ساکارز و 7 گرم آگار بود. نتایج نشان داد که رقم گلمهر در مجموع از لحاظ باززایی و پاسخ به کالوس‌زایی برتر از رقم صفه بود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Optimization of Callus Induction and Shoot Regeneration in Two Safflower (Carthamus tinctorius) Cultivars

نویسندگان [English]

  • Sahar Dashchi 1
  • Kianoosh Cheghamirza 2
  • Hasan Rahnama 3
  • Katayoun Zamani 4
1 PhD Student, Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agricultural Science and Engineering, Razi University, Kermanshah, Iran
2 Associate Professor, Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agricultural Science and Engineering, Razi University, Kermanshah, Iran
3 Associate Professor, Department of Genetic Engineering and Biosafety, Agricultural Biotechnology Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran
4 Assistant Professor, Department of Genetic Engineering and Biosafety, Agricultural Biotechnology Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran
چکیده [English]

Safflower (Carthamus tinctorius), as one of the most important economic products in the world, has one of the highest quality edible oils. Safflower cultivars are hardy plants compared to other plants due to different methods of tissue culture and regeneration. Therefore, it is necessary to provide a high efficiency method for the regeneration of safflower commercial cultivars. In this study, the effect of different concentrations of BAP, Kin and TDZ on callus induction and shoot regeneration of hypocotyl and cotyledon explants for two safflower cultivars (Soffeh and Golmehr) in different concentrations of BAP, Kin, TDZ and NAA (0, 0.2, 0.5 and 1 mg/l) were evaluated. The results showed that the highest frequency of shoot regeneration also was obtained on MS medium supplemented with 0 mg/l NAA and 1 mg/l TDZ (33%) from cotyledon explant of Golmehr cultivar. There was a significant difference between cultivar’s shooting, Golmehr cultivar showed a better shooting percentage. Finally, shoots were transferred to eight different rooting media. The best medium for rooting was MS medium supplemented with IBA (2 mg/l) + sucrose (2%) + agar (7%). The results showed that Golmehr cultivar was better than Soffeh cultivar in terms of regeneration and response to optimization.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Rooting
  • Shooting
  • Phytohormone

مراجع

آمارنامه کشاورزی، 98-1397. جلد اول: محصولات زراعی، چاپ 1399.
مروتی، ع.، سحری، م. ع. و برزگر، ب. 1389. خواص فیزیکوشیمیایی بذر و روغن گلرنگ ارقام/ لاین‌های ایرانی به‌عنوان منبع غنی از امگا 6. فصلنامه گیاهان دارویی، 4 (36): 145-154.
شمس، ک.، پازکی، ع. ر. و کبرایی، س. 1387. بررسی اثر تاریخ کشت بر عملکرد و اجزا عملکرد گلرنگ پاییزه (.Carthamus tinctoris L) در شرایط دیم کرمانشاه. مجله زراعت و اصلاح نباتات ایران، 2 (4): 23-35.
Basalma, D., Uranbey, S., Mirici, S. and Kolsarici, Ö. 2008. TDZ × IBA induced shoot regeneration from cotyledonary leaves and in vitro multiplication in safflower (Carthamus tinctorius L.). African Journal of Biotechnology, 7: 960-966.
George, L. and Rao, P. 1982. In vitro multiplication of safflower (Carthamus tinctorius L.). Proceedings of the Indian National Science Academy, B48 (6): 791-794.
Golkar, P and Karimi S. 2019. Safflower (Carthamus tinctorius L.) breeding. In: Al-Khayri J., Jain S., Johnson D. (eds) Advances in plant breeding strategies: Industrial and food crops. Springer, Cham doi.org/10.1007/978-3-030-23265-8_14.
Golzarfar, M., SHirani rad, A. H., Delkhosh, B. and Bitarafan, Z. 2012. Safflower (Carthamus tinctorius L.) response to different nitrogen and phosphorus fertilizer rates in two planting seasons. Žemdirbystė Agriculture, 2: 159-166.
Hamid, R., Marashi, H., Tohidfar, M. and Malekzadeh-Shafaroudi, S. 2018. Optimization of regeneration and parameters affecting Agrobacterium-mediated transformation of commercial cultivar of cotton (Gossypium hirsutum L). Modern Genetics Journal, 12.4: 597-606.
Hamid, R., Marashi, H., Tohidfar, M. and Malekzadeh-Shafaroudi, S. 2020. Transgenic cotton expressing synthesized antifungal NaD1 gene confers enhanced resistance to fusarium wilt and verticillium wilt. Modern Genetics Journal,14 (4): 297-308.
Hosseini-Nasr, M and Rashid, A. 2003. Thidiazuron-induced high-frequency shoot regeneration from root region of Robinia pseudoacacia L. seedlings. Biologia Plantarum, 47: 593-596.
Juturu, V. N., Mekala, G. K. and Kirti, P. 2015. Current status of tissue culture and genetic transformation research in cotton (Gossypium spp.). Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC), 120: 813-839.
Lijiao, F, and Meili, T. 2013. Progress of safflower (Carthamus tinctorius L.) regeneration through tissue culture. Journal of Medical Colleges of PLA, 28 (5): 289-301.
Motamedi, J., Zebarjadi, A., Kahrizi, D. and Salmanian, A. H. 2011. In vitro propagation and agrobacterium-mediated transformation of safflower (Carthamus tinctorius L.) using a bacterial mutated aroa gene. Australian Journal of Crop Science, 5 (4): 479-486.
Murashige, T and Skoog, F. 1962. A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures. Physiologia Plantarum, 15 (3): 473-497.
Nikhil, M., Dudhare, M., Jadhav, P., Moharil, M. and Deshmukh, A. 2014. In vitro shoot regeneration and plantlet development in safflower (Carthamus tinctorius L.). The Bioscan, 9: 551-555.
Patial, V., Krishna, R., Arya, G., Singh, V., Agarwal, M., Goel, S., Jagannath, A. and Kumar, A. 2016. Development of an efficient, genotype independent plant regeneration and transformation protocol using cotyledonary nodes in safflower (Carthamus tinctorius L.). Journal of Plant Biochemistry and Biotechnology, 25: 421-432.
Radhika, K., Sujatha, M. and Rao, T. N. 2006. Thidiazuron stimulates adventitious shoot regeneration in different safflower explants. Biologia Plantarum, 50: 174-179.
Rani, A., Panwar, A., Sathe, M. and Kush, A. 2018. A modified in planta method of Agrobacterium-mediated transformation enhances the transformation efficiency in safflower (Carthamus tinctorius L.). Journal of Plant Biochemistry and Biotechnology, 27: 272-283.
Shilpa, K. S., Kumar, V. D. and Sujatha, M. 2010. Agrobacterium mediated genetic transformation of safflower (Carthamus tinctorius). Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 103 (3): 387-401.
Sujatha, M and Kumar, V. D. 2007. In vitro bud regeneration of Carthamus tinctorius and wild Carthamus species from leaf explants and axillary buds. Biologia Plantarum, 51: 782-786.
Vijayakumar, J., Ponmanickam, P., Samuel, P., Sudarmani, D. and Pandiarajan, J. 2017. Influence of meta-topolin on efficient plant regeneration via micropropagation and organogenesis of safflower (Carthamus tinctorius L.) cv. NARI-H-15. American Journal of Plant Sciences, 8 (4): 688-705.
دوفصلنامه فنآوری تولیدات گیاهی
دوره 13، شماره 2
اسفند 1400
صفحه 123-132

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار