Лекарственные и ароматические растения
Открытый доступ

Абстрактный

In-vitro индукция мутагенеза для улучшения абиотического стресса в тканевой культуре растений Picrohiza kurroa Royle ex. Benth: исчезающее растение Западных Гималаев, Индия

Сурджит Сингх Бишт, Ананд Сингх Бишт и Раджендар Сингх Чаухан

Исследование направлено на создание улучшенной соле- и засухоустойчивой Picrohiza kurroa Royle ex Benth, находящегося под угрозой исчезновения лекарственного растения Западных Гималаев, посредством системы мутагенеза в сочетании с методом регенерации in vitro. Регенерация с использованием листьев в качестве эксплантов от зрелого растения охарактеризованной зародышевой плазмы полезна, поскольку исходное растение не повреждается. Эффективное образование каллуса, т. е. 85%, было достигнуто в модифицированной среде MS при 2,4-D при 3,5 мг л-1. Этилметансульфонат (EMS), химический мутаген, использовался для индукции мутации в биомассе каллуса в условиях in vitro. Относительное снижение биомассы каллуса наблюдалось при увеличении дозы мутагенного химиката с 0,0 до 0,8 мМ. Отбор мутантных линий каллусов также исследовался на предмет уровня устойчивости к соли (NaCl) и засухе (маннит) с использованием различных концентраций, т. е. от 50 до 250 мМ л-1. В мутагенизированном каллусе (МК) при обоих стрессовых реакциях наблюдалось увеличение биомассы каллюса с последовательным увеличением концентрации NaCl и маннита до 100 мМ л-1, после чего она начинала снижаться. Устойчивые к стрессу мутантные линии каллюсов также характеризовались накоплением содержания пролина и глицинбетаина (ГБ). При концентрациях NaCl и маннита 100 мМ л-1 в мутагенизированном каллусе накапливалось более высокое содержание пролина и ГБ, т. е. 5,23 и 5,18 мкмоль г-1 сырой массы и 11,23 и 11,98 мкг г-1 сырой массы соответственно, что значительно выше по сравнению с немутагенизированным каллусом (ГМ). Для пролиферации побегов в мутантной линии каллюса в обработках (T1, T2 и T3) использовались различные концентрации с комбинацией регуляторов роста растений (PGR). Неизменно, в обработке T3 концентрация 1,0+0,5 мг/л приводила к самой высокой регенерации побегов, т. е. 85%, тогда как минимум 20% были получены в T1 при концентрации 0,5+0,1 мг/л. Было обнаружено, что обогащенная NAA среда MS превосходит IAA и IBA в отношении индукции корней. Мутант и стресс, отобранные с помощью тканевой инженерии, были оценены по их агрономическим показателям ex situ в условиях засоления, а также засухи в течение 30 дней. В обоих условиях стресса мутантное растение показало значительное увеличение всех изученных параметров, т. е. длины побегов и корней, свежих и сухих корней, биомассы побегов и количества листьев по сравнению с нормальным растением (контроль).