intTypePromotion=1
ADSENSE

Ảnh hưởng của một số Acid Amine và Spemindin lên sự hình thành phôi vô tính cây cọc rào (Jatropha Curcas L.)

Chia sẻ: Trinhthamhodang Trinhthamhodang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

49
lượt xem
0
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ở Việt Nam, phương pháp phát sinh phôi soma đã được áp dụng thành công trên cây Cọc rào. Nghiên cứu này trình bày kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của một số acid amin và spermidin trong việc gia tăng tần suất phát sinh phôi từ mô sẹo của cây Cọc rào. Một số acid amin và spermidin ở các nồng độ khác nhau [prolin (0; 250; 500; 750; 1000 mg.l-1 ); glutamin (0; 50; 100; 150; 200 mg.l-1 ); adenin sulphate (0; 50; 100; 150; 200 mg.l-1 ); spermidin (0; 0,01; 0,03; 0,05; 0,08 mg.l-1 )] được bổ sung riêng rẽ vào môi trường nuôi cấy để khảo sát sự hình thành phôi soma. Kết quả cho thấy, các acid amin [prolin (750 mg.l-1 ); glutamin (150 mg.l-1 ); adenin sulphate (150 mg.l-1 )] và spermidin (0,03 mg.l-1 ) giúp gia tăng sự hình thành phôi soma từ mô sẹo của cây Cọc rào.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Ảnh hưởng của một số Acid Amine và Spemindin lên sự hình thành phôi vô tính cây cọc rào (Jatropha Curcas L.)

TẠP CHÍ SINH HỌC 2013, 35(3se): 136-144<br /> <br /> <br /> <br /> ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ ACID AMINE VÀ SPEMINDIN LÊN SỰ HÌNH<br /> THÀNH PHÔI VÔ TÍNH CÂY CỌC RÀO (JATROPHA CURCAS L.)<br /> <br /> Đỗ Đăng Giáp*1, Nguyễn Thị Kim Loan1, Trần Trọng Tuấn1, Lê Thanh Tuấn1,<br /> Huỳnh Lê Thiên Tứ1, Thái Xuân Du1, Nguyễn Đình Lâm2, Dương Tấn Nhựt3<br /> 1<br /> Viện Sinh học nhiệt đới, Viện Hàn Lâm KH & CN Việt Nam, *dodanggiap@gmail.com<br /> 2<br /> Viện Khoa học Kỹ thuật nông nghiệp miền Nam<br /> 3<br /> Viện Nghiên cứu Khoa học Tây Nguyên, Viện Hàn Lâm KH & CN Việt Nam<br /> <br /> TÓM TẮT: Ở Việt Nam, phương pháp phát sinh phôi soma đã được áp dụng thành công trên cây Cọc<br /> rào. Nghiên cứu này trình bày kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của một số acid amin và spermidin trong<br /> việc gia tăng tần suất phát sinh phôi từ mô sẹo của cây Cọc rào. Một số acid amin và spermidin ở các nồng<br /> độ khác nhau [prolin (0; 250; 500; 750; 1000 mg.l-1); glutamin (0; 50; 100; 150; 200 mg.l-1); adenin<br /> sulphate (0; 50; 100; 150; 200 mg.l-1); spermidin (0; 0,01; 0,03; 0,05; 0,08 mg.l-1)] được bổ sung riêng rẽ<br /> vào môi trường nuôi cấy để khảo sát sự hình thành phôi soma. Kết quả cho thấy, các acid amin [prolin<br /> (750 mg.l-1); glutamin (150 mg.l-1); adenin sulphate (150 mg.l-1)] và spermidin (0,03 mg.l-1) giúp gia tăng<br /> sự hình thành phôi soma từ mô sẹo của cây Cọc rào.<br /> Từ khóa: adenin sulphate, cây cọc rào, glutamin, prolin, spermidin, phát sinh phôi soma.<br /> <br /> MỞ ĐẦU (2012) [6] cũng đã nuôi cấy thành công phôi vô<br /> Cây cọc rào (Jatropha curcas L.) thuộc họ tính cây cọc rào thông qua mô sẹo.<br /> Thầu dầu (Euphorbiaceae) hay còn gọi là cây Trong nuôi cấy mô tế bào thực vật, sự hình<br /> dầu mè, có nguồn gốc từ Mê-xi-cô, Trung Mỹ, thành phôi vô tính chịu ảnh hưỏng của một số<br /> sau đó được lan truyền sang châu Phi, châu Á. yếu tố trong môi trường nuôi cấy như chất điều<br /> Cây cọc rào có tên trong từ điển những cây hòa sinh trưởng thực vật; các acid amin (prolin,<br /> thuốc và vị thuốc Việt Nam [7]. Cây có thể sinh serin, threonin); polyamin (spermidin, spermin),<br /> trưởng ở những vùng đất cát khô hạn. Hạt cây nguồn carbohydrate. Acid amin là một nguồn<br /> cọc rào có hàm lượng dầu khoảng 30-40%, dầu nitơ hữu cơ (dạng khử) được chuyển hóa rất<br /> thô từ hạt được chế biến thành dầu diesel sinh nhanh trong tế bào thực vật, kích thích tế bào<br /> học (biodiesel) và nhiều sản phẩm giá trị khác sinh trưởng và phát triển nhanh hơn [12]. Vì<br /> như phân hữu cơ, thuốc trừ sâu sinh học, dược vậy, việc bổ sung acid amin vào môi trường<br /> liệu. Hiện nay, nhiều nước trên thế giới đang nuôi cấy cung cấp cho tế bào và mô một nguồn<br /> chạy đua phát triển cây này, nhất là các nước nitơ hữu cơ phù hợp ở một mức độ nhất định.<br /> Ấn Độ, Trung Quốc, Thái Lan, Malaixia, Acid amin đóng một vai trò quan trọng trong<br /> Inđônêxia, Philíppin, Mianma và nhiều nước việc kích thích phát sinh phôi vô tính ở một số<br /> châu Phi nhằm phục vụ nhu cầu năng lượng tại loài thực vật [11]. Polyamin trong môi trường<br /> chỗ và xuất khẩu. dinh dưỡng có hiệu quả kích thích sự hình thành<br /> phôi vô tính. Có một số bằng chứng cho thấy<br /> Vi nhân giống cây cọc rào đã được nghiên<br /> rằng polyamin cần thiết cho sự phát triển của<br /> cứu nhiều trên thế giớí, cây con được tái sinh từ<br /> phôi in vitro [19]. Spermidin là polyamin mang<br /> nuôi cấy các bộ phận khác nhau như: chồi nách,<br /> tính đặc hiệu hơn được dùng cho sự phát sinh<br /> chồi đỉnh, đốt thân, trụ dưới lá mầm, cuống lá,<br /> phôi vô tính từ mô tế bào cà rốt [10], Hevea<br /> lá [4, 15, 25, 31, 32, 33]. Vi nhân giống thông<br /> [13], cỏ đinh lăng [3].<br /> qua con đường nuôi cấy phôi vô tính được thực<br /> hiện thành công trên cây cọc rào. Jha et al. Trong nghiên cứu này, chúng tôi muốn tăng<br /> (2007) [14] đã nuôi cây thành công mô sẹo có cường khả năng sinh phôi vô tính và cải tiến<br /> khả năng phát sinh phôi được thu nhận bằng khả năng phát triển phôi vô tính từ mô sẹo trên<br /> cách nuôi cấy mẫu lá. Đỗ Đăng Giáp và nnk. cây cọc rào bằng những ảnh hưởng của một số<br /> <br /> <br /> 136<br /> Do Dang Giap et al.<br /> <br /> acid amin và spemindin. độ khác nhau (50; 100; 150; 200 mg.l-1).<br /> Khảo sát ảnh hưởng của spermidin lên sự hình<br /> VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU<br /> thành phôi vô tính cây<br /> Vật liệu Các mô sẹo có khả năng sinh phôi được cấy<br /> Sử dụng mẫu lá cây Cọc rào được trồng tại vào môi trường cơ bản MS có bổ sung 30 g.l-1<br /> vườn ươm Viện Sinh học Nhiệt đới làm vật liệu sucrose; 8 g.l-1 agar; 1,0 mg.l-1 kinetin và 0,05<br /> nuôi cấy tạo phôi. Các cặp lá thứ hai từ đỉnh sau mg.l-1 2,4-D [6] và spermidin ở các nồng độ<br /> khi thu nhận được khử trùng sơ bộ bằng cách khác nhau (0,01; 0,03; 0,05; 0,08 mg.l-1).<br /> đặt dưới vòi nước chảy (30 phút), dùng xà Các thí nghiệm sau 4 tuần nuôi cấy ghi nhận<br /> phòng loãng rửa sơ bề mặt lá, sau đó ngâm lá ba chỉ tiêu: tỷ lệ mẫu hình thành phôi, số lượng<br /> trong cồn 70° (30 giây) rồi rửa lại bằng nước cất phôi hình thành trên mỗi mẫu và trọng lượng<br /> vô trùng (3-4 lần). Mẫu lá được chuyển vào tủ tươi trung bình của phôi.<br /> cấy và lắc khử trùng với dung dịch Javel có bổ<br /> sung 2-3 giọt Tween-20 (10 phút), sau đó rửa lại Điều kiện thí nghiệm<br /> bằng nước cất vô trùng (4-5 lần). Thí nghiệm được tiến hành trong phòng<br /> Các lá sau khi được khử trùng sẽ được cắt nuôi cấy có nhiệt độ trung bình 25°C  2, thời<br /> nhỏ theo kỹ thuật lớp mỏng tế bào (TCL). Mỗi gian chiếu sáng 14 h/ngày, cường độ chiếu sáng<br /> mảnh nhỏ lá có kích thước 0,5 mm × 10 mm tương đương 50,64  1,00 µmol.m-2s-1, độ ẩm<br /> được cấy vào môi trường cơ bản MS [20] có bổ trung bình 60%  5.<br /> sung 1,0 mg.l-1 kinetin và 1,5 mg.l-1 2,4-D. Sau Xử lý thống kê số liệu<br /> 4 tuần nuôi cấy trong điều kiện tối và sáng thì<br /> Các thí nghiệm đều được bố trí theo kiểu thí<br /> các mô sẹo có khả năng phát sinh phôi được<br /> nghiệm hoàn toàn ngẫu nhiên. Số liệu được ghi<br /> hình thành.<br /> nhận và xử lý bằng phần mềm Statgraphics<br /> Phương pháp Centurion XV theo phương pháp DMRT [8] ở<br /> Khảo sát ảnh hưởng của prolin lên sự hình mức ý nghĩa 5%.<br /> thành phôi vô tính<br /> Các mô sẹo có khả năng sinh phôi được cấy KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN<br /> vào môi trường cơ bản MS có bổ sung 30 g.l-1 Ảnh hưởng của prolin lên sự hình thành phôi<br /> sucrose; 8 g.l-1 agar; 1,0 mg.l-1 kinetin và 0,05 vô tính<br /> mg.l-1 2,4-D [6] và prolin ở các nồng độ khác<br /> Prolin là một trong những acid amin được<br /> nhau (250; 500; 750; 1000 mg.l-1).<br /> biết đến là có ảnh hưởng đến sự kích thích phát<br /> Khảo sát ảnh hưởng của glutamin lên sự hình sinh phôi [30]. Trong thí nghiệm này, các mô<br /> thành phôi vô tính sẹo có khả năng phát sinh phôi được cấy chuyền<br /> Các mô sẹo có khả năng sinh phôi được cấy vào môi trường có bổ sung prolin ở các nồng độ<br /> vào môi trường cơ bản MS có bổ sung 30 g.l-1 khác nhau. Sau 4 tuần nuôi cấy, trên bề mặt mô<br /> sucrose; 8 g.l-1 agar; 1,0 mg.l-1 kinetin và 0,05 sẹo xuất hiện các phôi vô tính. Khi tăng dần<br /> mg.l-1 2,4-D [6] và glutamin ở các nồng độ khác nồng độ prolin từ 250 lên 750 mg.l-1 thì tỷ lệ<br /> nhau (50; 100; 150; 200 mg.l-1). mẫu tạo phôi, số lượng phôi hình thành và trọng<br /> lượng tươi của phôi đều tăng dần. Đạt cao nhất<br /> Khảo sát ảnh hưởng của adenin sulphate lên sự<br /> ở công thức có bổ sung 750 mg.l-1 prolin, tỷ lệ<br /> hình thành phôi vô tính<br /> mẫu tạo phôi cao nhất đạt 86,66%; số lượng<br /> Các mô sẹo có khả năng sinh phôi được cấy phôi là 72,33; trọng lượng tươi của phôi là<br /> vào môi trường cơ bản MS có bổ sung 30 g.l-1 0,0814 (bảng 1, hình 1c). Khi tăng nồng độ<br /> sucrose; 8 g.l-1 agar; 1,0 mg.l-1 kinetin và 0,05 prolin lên 1000 mg.l-1 thì các chỉ tiêu về sự hình<br /> mg.l-1 2,4-D [6] và adenin sulphate ở các nồng thành phôi giảm xuống rõ (bảng 1).<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 137<br /> TẠP CHÍ SINH HỌC 2013, 35(3se): 136-144<br /> <br /> Bảng 1. Ảnh hưởng của prolin lên sự hình thành phôi vô tính cây cọc rào<br /> Prolin Tỷ lệ hình Trọng lượng tươi của phôi<br /> Số lượng phôi<br /> (mg.l-1) thành phôi (%) (g)<br /> 0 23,33d 11,66c 0,013c<br /> 250 50,00c 45,07b 0,050b<br /> 500 60,00bc 47,87b 0,053b<br /> 750 86,66a 72,33a 0,081a<br /> 1000 66,66b 50,70b 0,057b<br /> a, b, c… thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa ở mức ý nghĩa P < 0,05 theo phương pháp Duncan’s test.<br /> <br /> Prolin riêng lẻ hay kết hợp với các acid Điều này cho thấy, ở mỗi loại thực vật khác<br /> amin khác có tác dụng kích thích phát sinh phôi nhau thì có tác dụng với mỗi nồng độ prolin<br /> ở các loại thực vật khác nhau như trong trường khác nhau. Như vậy, môi trường có bổ sung 750<br /> hợp cây đậu xanh và đậu nành, phôi vô tính chỉ mg.l-1 prolin là nồng độ tối ưu ảnh hưởng đến<br /> hình thành trên môi trường chỉ có bổ sung khă năng cảm ứng phát sinh phôi vô tính và<br /> prolin [29]. Santos et al. (1996) [27] đã phát nâng cao tầng suất phát sinh phôi vô tính cây<br /> hiện rằng việc bổ sung prolin mang lại hiệu quả cọc rào.<br /> rõ ràng trên tổng số lượng protein của mô sẹo Ảnh hưởng của glutamin lên sự hình thành<br /> phát sinh phôi. Họ nghĩ rằng sự có mặt của phôi vô tính<br /> prolin trong môi trường nuôi cấy dường như<br /> đáp ứng được các điều kiện stress, giảm điện Các mô sẹo có khả năng phát sinh phôi<br /> thế nước trong môi trường nuôi cấy tế bào thực được cấy vào môi trường MS cảm ứng phát sinh<br /> vật, tăng sự tích tụ các chất dinh dưỡng trong tế phôi, có bổ sung glutamin ở các nồng độ từ 50<br /> bào và cuối cùng tăng khả năng phát sinh phôi đến 200 mg.l-1. Sau 4 tuần nuôi cấy, quan sát<br /> vô tính. Trong những báo cáo trước đó, prolin thấy có sự xuất hiện của phôi vô tính cây Cọc<br /> được phát hiện đưa ra những phản hồi tối ưu rào lấm tấm dạng hình cầu. Sau đó bắt đầu có sự<br /> nhất trong sự phát sinh phôi vô tính cả sơ cấp và xuất hiện của các dạng phôi hình tim, hình thủy<br /> thứ cấp trên cây hoa hồng [18]. Một số báo cáo lôi và hai lá mầm. Ở công thức có bổ sung 150<br /> khác cũng đề cập đến những vai trò rõ ràng của mg.l-1 glutamin cho hiệu quả tạo phôi cao nhất<br /> prolin lên sự phát sinh phôi ở cây ngô [34] và với tỷ lệ hình thành phôi là 83,33%, số lượng<br /> cây kê [37]. Khi nuôi cấy tạo phôi Sâm ngọc phôi hình thành là 67,6 và trọng lượng tươi của<br /> linh, Nhut et al. (2012) [21] nhận thấy nồng độ phôi là 0,1043 g (bảng 2, hình 1d). Nhưng khi<br /> prolin tối ưu là 300 mg.l-1. Trong khi đó trên đối tiếp tục tăng nồng độ glutamin lên 200 mg.l-1 thì<br /> tượng cây Dâu tây thì nồng độ prolin là 500 các chỉ tiêu đã giảm xuống, lúc này sự tăng<br /> mg.l-1 cho hiệu quả tạo phôi tốt nhất [2]. nồng độ glutamin trong môi trường nuôi cấy<br /> làm ức chế sự phát sinh phôi vô tính.<br /> <br /> Bảng 2. Ảnh hưởng của glutamin lên sự hình thành phôi vô tính<br /> Glutamin Trọng lượng tươi<br /> Tỷ lệ hình thành phôi (%) Số lượng phôi<br /> (mg.l-1) của phôi (g)<br /> 0 23,33d 11,66c 0,013c<br /> 50 53,33c 33,13c 0,038b<br /> 100 70,00b 46,40b 0,053b<br /> 150 83,33a 67,60a 0,104a<br /> 200 63,33bc 48,23b 0,054b<br /> a, b, c… thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa ở mức ý nghĩa P < 0,05 theo phương pháp Duncan’s test.<br /> <br /> <br /> 138<br /> Do Dang Giap et al.<br /> <br /> Việc bổ sung glutamin vào môi trường nuôi Theo nghiên cứu của Varisai et al. (2004) [36]<br /> cấy cảm ứng sinh phôi đã được nghiên cứu ở trên đối tượng cây đậu thổ nhĩ kỳ thì nồng độ tối<br /> nhiều loại thưc vật [17]. Glutamin hỗ trợ sự sinh ưu của glutamin bổ sung vào môi trường cảm<br /> trưởng của những tế báo có nhu cầu năng lượng ứng tạo phôi vô tính là 40 mg.l-1. Trong nghiên<br /> cao và cần tổng hợp một lượng lớn protein và cứu này của chúng tôi thì sử dụng glutamin ở<br /> acid nucleic. Glutamin là một trong những acid nồng độ 150 mg.l-1 là thích hợp đối với sự phát<br /> amin sẵn có nhất để làm nguồn tạo năng lượng sinh phôi cây Cọc rào.<br /> cho tế bào và nó cũng là nguồn năng lượng Ảnh hưởng của adenin sulphate lên sự hình<br /> chính cho nhiều loại tế bào phân chia với tốc độ thành phôi vô tính<br /> cao trong nuôi cấy in vitro [28]. Glutamin được<br /> sử dụng trong nhiều con đường sinh tổng hợp Adenin sulphate, adenosin và adelynic acid<br /> khác nhau trên nhiều cơ quan khác nhau của đã được chứng minh có tác dụng hoạt hóa<br /> thực vật trong những thời kỳ sinh trưởng khác cytokinin và chúng được thêm vào môi trường<br /> nhau. Glutamin đóng một vai trò quan trọng nuôi cấy để gia tăng sự sinh trưởng hoặc gia<br /> trong sự tăng nhanh và phát triển mô sẹo phát tăng hoạt động của cytokinin trong môi trường<br /> sinh phôi trên đối tượng cây Cryptomeria nuôi cấy. Adenin kích thích sự phát sinh phôi<br /> japonica [22]. soma và phát sinh cơ quan, gia tăng sự sinh<br /> trưởng của các đỉnh mô phân sinh biệt lập, bao<br /> El-Shiaty et al. (2004) [9] đã báo cáo trên gồm sư tăng nhanh của chồi nách trong nuôi cấy<br /> đối tượng cây cọ dầu thì nồng độ glutamin tối chồi và kích thích phát sinh chồi bất định gián<br /> ưu cho sự phát sinh phôi vô tính là 100 mg.l-1. tiếp từ mô sẹo hay trực tiếp từ mẫu cấy [35].<br /> <br /> Bảng 3. Ảnh hưởng của adenin sulphate lên sự hình thành phôi vô tính<br /> Adenin sulphate Tỷ lệ hình thành phôi Trọng lượng phôi<br /> Số lượng phôi<br /> (mg.l-1) (%) trung bình (g)<br /> 0 23,33d 11,66c 0,013c<br /> 50 46,67c 29,07c 0,034c<br /> 100 63,33b 41,40b 0,047b<br /> 150 76,67a 52,43a 0,059a<br /> 200 53,33bc 39,27b 0,044b<br /> a, b, c… thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa ở mức ý nghĩa P < 0,05 theo phương pháp Duncan’s test.<br /> <br /> Sau 4 tuần nuôi cấy mô sẹo trên môi trường Adenin sulphate thường được chú ý khi<br /> có bổ sung adenin sulphate ở các nồng độ từ 50- được kết hợp với ammonium nitrate hoặc với<br /> 200 mg.l-1 nhận thấy đã có sự xuất hiện các phôi cytokinin như BAP hoặc kinetin [35]. Một đặc<br /> vô tính. Khi tăng dần nồng độ adenin sulphate tính nữa về hoạt động của adenin sulphate như<br /> từ 50 lên 150 mg.l-1 thì tỷ lệ mẫu tạo phôi, số là một chất hỗ trợ các cytokinin như kinetin và<br /> lượng phôi hình thành và trọng lượng tươi của zeatin [35]. Adenin sulphate được sử dụng trong<br /> phôi đều tăng dần, đạt cao nhất ở nồng độ 150 nuôi cấy in vitro giúp tăng nhanh số lượng cây<br /> mg.l-1 (bảng 3, hình 1e). Nồng độ adenin giống trên đối tượng đu đủ [26] và Uraria<br /> sulphate tăng lên 200 mg.l-1 thì các chỉ tiêu picta [1]. Trên đối tượng cây tiêu đen (Piper<br /> giảm xuống, không còn hiệu quả trong hình nigrum), Philip et al. (2002) [23] đã chỉ ra rằng<br /> thành phôi vô tính từ các mẫu mô sẹo có khả adenin sulphate làm tăng số lượng chồi trên một<br /> năng phát sinh phôi. Như vậy, môi trường có bổ mẫu. Delgado-Shanchez et al. (2006) [5] báo<br /> sung 150 mg.l-1 adenin sulphate thích hợp cho cáo rằng việc sử dụng adenin sulphate ở những<br /> khă năng cảm ứng phát sinh phôi vô tính và nồng độ khác nhau cũng tạo ra sự tăng nhanh<br /> nâng cao tầng suất phát sinh phôi vô tính thông trong nuôi cấy cụm chồi trên 2 loài đậu. Trong<br /> qua nuôi cấy mô sẹo cây Cọc rào. thí nghiệm này, adenin sulphate được thử<br /> <br /> <br /> 139<br /> TẠP CHÍ SINH HỌC 2013, 35(3se): 136-144<br /> <br /> nghiệm trong quá trình kích thích tạo phôi vô trên môi trường có bổ sung spermidin ở các<br /> tính từ mô sẹo trên đối tượng cây cọc rào, đạt nồng độ khác nhau thì thấy rằng, sau 4 tuần<br /> hiệu quả cao nhất ở nồng độ là 150 mg.l-1 khi bổ nuôi cấy các mô sẹo được cảm ứng hình thành<br /> sung vào môi trường nuôi cấy. phôi rất nhanh, trên bề mặt mô sẹo xuất hiện<br /> những phôi hình cầu nhỏ và số lượng phôi tăng<br /> Ảnh hưởng của spermidin lên sự hình thành<br /> dần lên. Kết quả cho thấy, trên môi trường có<br /> phôi vô tính<br /> bổ sung spermidin có sự hình thành phôi cao<br /> Các mẫu mô sẹo có khả năng sinh phôi từ hơn hẳn so với môi trường không bổ sung<br /> cây Cọc rào nuôi cấy in vitro được cấy vào môi spermidin, spermidin ở nồng độ 0,03 mg.l-1 cho<br /> trường MS có bổ sung spermidin ở các nồng độ hiệu quả cao nhất với tỷ lệ phát sinh phôi đạt<br /> khác nhau. Sau 4 tuần nuôi cấy, các chỉ tiêu về 100%, số lượng phôi hình thành là 102 và trọng<br /> tỷ lệ hình thành phôi, số lượng phôi hình thành lượng tươi trung bình là 0,1139 g (bảng 4, hình<br /> và trọng lượng tươi của phôi được trình bày 1f). Tiếp tục tăng nồng độ spermidin lên 0,05<br /> trong bảng 4. mg.l-1 và 0,08 mg.l-1 thì tỷ lệ mẫu hình thành<br /> Khi nuôi cấy mô sẹo có khả năng sinh phôi phôi, số lượng phôi cũng như trọng lượng tươi<br /> trung bình của phôi giảm xuống.<br /> <br /> Bảng 4. Ảnh hưởng của spermidin lên sự hình thành phôi vô tính<br /> Spermidin Tỷ lệ hình thành phôi Số lượng phôi Trọng lượng tươi<br /> (mg.l-1) (%) hình thành của phôi (g)<br /> 0 23,33e 11,67d 0,0134d<br /> 0,1 76,67c 63,37c 0,0717c<br /> 0,3 100,00a 102,70a 0,1139b<br /> 0,5 90,00b 81,27b 0,0912a<br /> 0,8 70,00d 61,13c 0,0674c<br /> a, b, c… thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa ở mức ý nghĩa P < 0,05 theo phương pháp Duncan’s test.<br /> <br /> Polyamin thực chất là một dạng của của spermidin.<br /> acid amin và nó được xem như là một chất quan<br /> Thảo luận<br /> trọng trong điêu hòa sinh trưởng thực vật.<br /> Polyamin đóng vai trò quan trọng trong sự Kết quả nghiên cứu cho thấy, những acid<br /> biệt hóa tế bào để hình thành phôi [24]. amin sử dụng trong bài báo (prolin, glutamin,<br /> Trong giai đoạn cảm ứng phôi, polyamin sẽ adenin sulphate) và spemidin đều có cảm ứng<br /> giúp cho tế bào vùng mô phân sinh phân chia mạnh tăng cường khả năng hình thành phôi vô<br /> nhanh chóng và giúp cho phôi được hình thành. tính từ mô sẹo có khả năng sinh phôi so với<br /> Nồng độ polyamin giảm có thể gia tăng các những ghi nhận của Đỗ Đăng Giáp và nnk.<br /> tế bào mô sẹo nhưng giảm hình thành phôi. (2012). Khi so sánh những kết quả về khả năng<br /> Như vậy, việc sử dụng polyamin trong môi cảm ứng hình thành phôi vô tính từ mô sẹo tốt<br /> trường nuôi cấy mang lại hiệu quả và có ý nghĩa nhất của từng acid amin sử dụng (prolin,<br /> quan trọng trong giai đoạn phát sinh phôi ở thực glutamin, adenin sulphate) và spemindin, chúng<br /> vật [16]. Những nghiên cứu trên tế bào cà rốt tôi cũng ghi nhận được spemindin có tính đặc<br /> [10], Hevea [13], đinh lăng [3] chỉ ra rằng hiệu và hiệu quả hơn. Tuy nhiên, spemindin là<br /> spermidin là polyamin mang tính đặc hiệu hơn hóa chất rất đắt tiền, vì vậy, tùy vào điều kiện<br /> được dùng cho sự phát sinh phôi vô tính. Trong nghiên cứu và ứng dụng có thể sử dụng những<br /> nghiên cứu phát sinh phôi vô tính Panax acid amin thông dụng trên (prolin, glutamin,<br /> ginseng [16] cũng đã khẳng định vài trò adenin sulphate) cho phù hợp.<br /> <br /> <br /> <br /> 140<br /> Do Dang Giap et al.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 1. Hình thái phôi vô tính cây cọc rào.<br /> a. Mẫu mô sẹo có khả năng sinh phôi; b. Mẫu đối chứng; c. Prolin (750 mg.l-1);<br /> d. Adenin (150 g.l-1); e. Glutamin (150 g.l-1); f. Spermidin (0,03 mg.l-1)<br /> <br /> KẾT LUẬN spermidin sẽ làm tăng hiệu quả tạo phôi trên cây<br /> Kết quả của chúng tôi chứng minh rằng, sự cọc rào.<br /> hình thành phôi soma của cây Cọc rào chịu ảnh Lời cảm ơn: Nhóm tác giả xin chân thành cảm<br /> hưởng của các acid amin hoặc spermidin. Việc ơn Phòng Thí nghiệm trọng điểm Quốc gia về<br /> bổ sung thêm một trong các các acid amin: Công nghệ tế bào thực vật (Viện Sinh học nhiệt<br /> prolin, glutamin, adenin sulphate hoặc đới) đã hỗ trợ kinh phí cho nghiên cứu này.<br /> <br /> <br /> 141<br /> TẠP CHÍ SINH HỌC 2013, 35(3se): 136-144<br /> <br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO 10. Feirer R. P., Wann S. R., Einspahr D. W.,<br /> 1985. The effect of spermidine synthesis<br /> 1. Anand A., Srinivasa Rao C., Latha R., inhibitors on in vitro plant development.<br /> Josekutty P. C., Balakrishna P., 1998. Plant Growth Regul., 3: 319-327.<br /> Micropropagation of Uraria picta, a 11. George E. F., 1993. Plant propagation by<br /> medicinal plant, through axillary bud culture tissue culture - Part 1. The technology, 2nd<br /> and callus regeneration. In Vitro Cell. Dev. edn. Exegetics, Eddington.<br /> Biol. Plant, 34(2): 136-140.<br /> 12. Grimes H. D., Hodges T. K., 1990. The<br /> 2. Biswas M. K., Islam R., Hossain M., 2007. inorganic NO3: NH4 ratio influences plant<br /> Somatic embryogenesis in strawberry regeneration and auxin sensitivity in<br /> (Fragaria sp.) through callus culture. Plant primary callus derived from immature<br /> Cell Tiss. Org., 90: 49-54. embryos of indica rice (Oryza sativa L.). J.<br /> 3. Cvikrová M., Binarova P., Cenklova V., Plant Physiol., 136: 362-367.<br /> Eder J., Machackova I., 1999. Reinitiation<br /> 13. Hadrami I. E., D’Auzac J., 1992. Effects of<br /> of cell division and polyamine and aromatic<br /> polyamine byosinthetic inhibitors on<br /> monoamine levels in alfalfa explants during<br /> somatic embryogenesis and cellular<br /> the induction of somatic embryogenesis.<br /> polyamines in Hevea brasiliensis. J. Plant<br /> Plant Physiol., 105: 330-337.<br /> Physiol., 140: 33-36.<br /> 4. Datta M. M., Mukherjee P., Ghosh B., Jha<br /> 14. Jha T. B., Mukherjee P., Datta M. M., 2007.<br /> T.B., 2007. In vitro clonal propagation of<br /> Somatic embryogenesis in Jatropha curcas<br /> biodiesel plant. Curr. Sci., 93: 1438-1442.<br /> Linn., an important biofuel plant. Plant<br /> 5. Delgado-Sanchez P., Saucedo-Ruiz M., Biotech. Rep., 1: 135-140.<br /> Guzmán-Maldonado S. H., Villordo-Pineda 15. Kalimuthu K., Paulsamy S., Senthilkumar<br /> E., González-Chavira M., Fraire-Velázquez R., Sathya M., 2007. In vitro propagation of<br /> S., Acosta-Gallegos J. A., Mora-Avilés A., the biodiesel plant Jatropha curcas L.<br /> 2006. An organogenic plant regeneration Plant Tiss. Cult. Biotech., 17(2): 137-147.<br /> system for common bean (Phaseolus<br /> vulgaris L.). Plant Sci., 170(4): 822-827. 16. Kevers C., Le Gal N., Monteiro M.,<br /> Dommes J., Gaspar T. H., 2000. Somatic<br /> 6. Do Dang Giap, Bui Van The Vinh, Nguyen embryogenesis of Panax ginseng in liquid<br /> Thi Kim Loan, Thai Xuan Du, Chu Thi Bich cultures: a role for polyamines and their<br /> Phuong, Hoang Xuan Chien, Nguyen Phuc metabolic pathways. Plant Growth Regul.,<br /> Huy, Tran Trong Tuan, Nguyen Dinh Lam, 31: 209-214.<br /> Duong Tan Nhut, 2012. Organogenesis and<br /> 17. Kopertekh L. G., Stribnaya L. A., 2003.<br /> somatic embryogenesis from leaf transverse<br /> Plant regeneration from wheat leaf explants.<br /> thin cell layers of Jatropha curcas L. J.<br /> Russian J. Plant Physiol., 50: 365-368.<br /> Biotechol., 10(2): 281-288.<br /> 18. Marchant R., Davey M. R., Lucas J. A.,<br /> 7. Đỗ Tất Lợi, 1997. Những cây thuốc và vị<br /> Power J. B., 1996. Somatic embryogenesis<br /> thuốc Việt Nam. Nxb. Khoa học và Kỹ<br /> and plant regeneration in floribunda rose<br /> thuật, Hà Nội.<br /> (Rosa hybrida L. cvs. Trumpeter and Glad<br /> 8. Duncan D. B., 1955. Multiple range and Tidings). Plant Sci., 120: 95-105.<br /> multiple F tests. Biometrics, 11(1): 1-5. 19. Mengoli M., Bagni N.,, 1992. Polyamines<br /> 9. El-Shiaty O. H., El-Sharabasy S. F., Abd and somatic embryogenesis in higher plants.<br /> El-Kareim A. H., 2004. Effect of some IAPTC Newsletters 68: 1-8.<br /> amino acids and biotin on callus and 20. Murashige T., Skoog F., 1962. A revised<br /> proliferation of date palm (Phoenix medium for a rapid growth and biossay with<br /> dactylifera L.) Sewy cultivar. Arab J. tobacco tissue culture. Physiol. Plant, 15:<br /> Biotech., 7: 265-272. 473-497.<br /> <br /> <br /> 142<br /> Do Dang Giap et al.<br /> <br /> 21. Nhut D. T., Vinh B. V. T., Hien T. T., Huy N. alfalfa (Medicago sativa L.). Plant Sci., 88:<br /> P., Nam N. B., Chien H. X., 2012. Effect of 185-193.<br /> spermidine, proline and carbohydrate sources 30. Shimizu K., Nagaike H., Yabuya T., Adachi<br /> on somatic embryogenesis from main root T., 1997. Plant regeneration from<br /> transverse thin cell layers of Vietnamese suspension culture of Iris germanica. Plant<br /> ginseng (Panax vietnamensis Ha et. Grushv.), Cell Tiss. Org., 50: 27-31.<br /> Afr. J. Biotechnol., 11(5): 1084-1091.<br /> 31. Singh A., Reddy M. P., Chikara J., Singh<br /> 22. Ogita S., Sasamoto H., Yeung E. C., Thorpe S., 2010. A simple regeneration protocol<br /> T. A., 2001. The effects of glutamine on the from stem explants of Jatropha curcas. Ind.<br /> maintenance of embryogenic cultures of Crop Prod., 31: 209-213.<br /> Cryptomeria japonica. In Vitro Cell Dev.<br /> Biol. Plant, 37: 268-273. 32. Sujatha M., Mukta N., 1996.<br /> Morphogenesis and plant regeneration from<br /> 23. Philip V. J., Joseph D., Triggs G. S., tissue cultures of Jatropha curcas. Plant<br /> Dickinson N. M., 1992.. Micropropagation Cell Tiss. Org., 44: 135-141.<br /> of black pepper (Piper nigrum Linn.)<br /> through shoot tip cultures. Plant Cell Rep., 33. Sujatha M., Makkar H. P. S., Becker K.,<br /> 12(1): 41-44. 2005. Shoot bud proliferation from axillary<br /> nodes and leaf sections of non-toxic<br /> 24. Rajam M. V., 1997. Polyamines. In: Prasad, Jatropha curcas L. Plant Growth Regul.,<br /> MNV (ed). Plant Ecophysiology. John 47: 83-90.<br /> Wiley and Sons, New York, 343-374.<br /> 34. Suprasanna P., Rao K. V., Reddy G. M.,<br /> 25. Rajore S., Batra A., 2005. Efficient plant 1994. Embryogenic callus in maize:<br /> regeneration via shoot tip explant in genotypic and amino acid effects. Cereal<br /> Jatropha curcas L. J. Plant Biochem. Res. Commun., 22: 79-82.<br /> Biotech., 14: 73-75.<br /> 35. Van Staden J., Zazimalova E., George E. F.,<br /> 26. Saha M., Phatak A., Chandra N., 2004. In 2008. Plant growth regulators II: In: George<br /> vitro culture studies in four dioecious EF, Hall M. and De Kleck GJ<br /> varieties of Carica papaya L. using axillary (eds). Cytokinins, their analogues and<br /> buds from field-grown plants. J. Tiss. Res., antagonist. Plant Propagation by Tissue<br /> 4(2): 211-214. Culture. vol 1. The Ackground. Springer,<br /> 27. Santos M. A., Camara T., Rodriguez P., The Netherlands, 205-226.<br /> Claparols I., Torné J. M., 1996. Influence of 36. Varisai M. S., Wang C. S., Thiruvengadam<br /> exogenous proline on embryogenic and M. and Jayabalan N., 2004. In vitro plant<br /> organogenic maize callus subjected to salt regeneration via somatic embryogenesis<br /> stress. Plant Cell Tiss. Org., 47: 59-65. through cell suspension cultures of<br /> 28. Sara A., Khaled E., 2011. Effects of Casein horsegram [Macrotyloma uniflorum (Lam.)<br /> Hydrolysates and glutamine on callus and Verdc.]. In Vitro Cell. Dev. Biol. Plant, 40:<br /> somatic embryogenesis of date palm 284-289.<br /> (Phoenix dactylifera L.). New York Sci. J., 37. Vikrant A., Rashid A., 2002. Somatic<br /> 4(7): 121-125. embryogenesis from immature and mature<br /> 29. Shetty K., McKersie B. D., 1993. Proline, embryos of a minor millet Paspalum<br /> thioproline and potassium mediated scrobiculatum L. Plant Cell Tiss. Org., 69:<br /> stimulation of somatic embryogenesis in 71-77.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 143<br /> TẠP CHÍ SINH HỌC 2013, 35(3se): 136-144<br /> <br /> <br /> <br /> EFFECTS OF AMINO ACIDS AND SPERMIDINE ON SOMATIC<br /> EMBRYOGENESIS OF JATROPHA CURCAS L.<br /> <br /> Do Dang Giap1, Nguyen Thi Kim Loan1, Tran Trong Tuan1, Le Thanh Tuan1,<br /> Huynh Le Thien Tu1, Thai Xuan Du1, Nguyen Dinh Lam2, Duong Tan Nhut3<br /> 1<br /> Institute of Tropical Biology, VAST<br /> 2<br /> Insitute of Agricultural Science for Southern Vietnam<br /> 3<br /> Tay Nguyen Institute for Scientific Resreach, VAST<br /> <br /> SUMMARY<br /> <br /> In Vietnam, the somatic embryogenesis method was applied successfully on Jatropha curcas L., in this<br /> study, the effect of amino acids and spermidine on somatic embryogenesis of Jatropha curcas is reported.<br /> Some of amino acids and spermidine with different concentrations [proline (0; 250; 500; 750; 1000 mg.l-1);<br /> glutamine (0; 50; 100; 150; 200 mg.l-1); adenine sulphate (0; 50; 100; 150; 200 mg.l-1; spermidine (0; 0.01;<br /> 0.03; 0.05; 0.08 mg.l-1)] were supplied individually on culture medium to examine somatic embryogenesis<br /> from callus. The results from our study showed that amino acids [proline (750 mg.l-1); glutamine (150 mg.l-1);<br /> adenine sulphate (150 mg.l-1)] and spermidine (0.03 mg.l-1) increased somatic embryos formation of Jatropha<br /> curcas.<br /> Keywords: Jatropha curcas, adenine sulphate, glutamine, proline, micropropagation, somatic embryogenesis.<br /> <br /> Ngày nhận bài: 30-6-2013<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 144<br />
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2