Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sự tham gia của etilen trong quá trình ra rễ của các nền văn hóa chồi hạt giống của Bixa orellana L.
Tóm tắt
Sử dụng cây con được lấy từ ngọn chồi của annatto (Bixa orellana L. cv. Bico-de-Pato), chúng tôi đã quan sát tần suất ra rễ của B. orellana, số lượng và chiều dài rễ, cũng như tỷ lệ sản xuất etilen trong 30 ngày nuôi cấy. Phản ứng hình thành bộ rễ bị ảnh hưởng bởi auxin (NAA hoặc IBA) và bởi cả tiền chất sinh tổng hợp etilen là axit 1-aminocyclopropan-1-carboxylic (ACC) và chất ức chế 2-aminoethoxyvinylglycine (AVG). Việc bổ sung auxin vào môi trường giúp thúc đẩy việc hình thành rễ, sản xuất etilen, và gây ra sự hình thành mô callus không mong muốn ở các mô biểu bì và vỏ. Bất chấp sự hiện diện của auxin, việc bổ sung ACC vào môi trường thúc đẩy quá trình sinh tổng hợp etilen và sự hình thành callus, dẫn đến sự gia tăng sự phát triển tế bào, chủ yếu ở mô vỏ và mô mạch, trong khi mô biểu bì chủ yếu không bị thay đổi. Trong cả môi trường bổ sung ACC và auxin, sản xuất etilen và sự hình thành callus đều gia tăng, cho thấy có một hiệu ứng hợp tác giữa hai phản ứng này. ACC có khả năng kích thích sự hình thành rễ bên, nhưng các rễ được sản xuất có hình dạng nhăn nheo khi so với rễ bình thường. Ngược lại, AVG làm giảm sản xuất etilen và sự hình thành callus, trong khi mô biểu bì, vỏ và các mô bên trong vẫn không bị thay đổi, bất kể sự hiện diện của auxin. AVG có lợi trong những khía cạnh này, mặc dù việc ứng dụng nó dẫn đến sự giảm số lượng rễ và chiều dài trung bình của rễ. Kết luận, không thể thiết lập một mối quan hệ trực tiếp giữa etilen và quá trình ra rễ, nhưng chúng tôi giả thuyết rằng, trong các điều kiện thí nghiệm được mô tả, etilen có thể làm tăng độ nhạy cảm của mô với auxin. Tuy nhiên, etilen dường như không thiết yếu cho quá trình hình thành bộ rễ ở annatto.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Ajithkumar D.; Seeni S. Rapid clonal multiplication through in vitro axillary shoot proliferation of Aegle marmelos (L.) Corr., a medicinal tree. Plant Cell Rep. 17: 422–426; 1998. doi:10.1007/s002990050418.
Biddington N. L. The influence of ethylene in plant tissue culture. Plant Growth Regul. 11: 173–187; 1992. doi:10.1007/BF00024072.
Bleecker A. B.; Estelle M. A.; Somerville C.; Kende H. Insensitivity to ethylene conferred by a dominant mutation in Arabidopsis thaliana. Science 241: 1086–1089; 1988. doi:10.1126/science.241.4869.1086.
Bouvier F.; Dogbo O.; Camara B. Biosynthesis of the food and cosmetic plant pigment bixin (annatto). Science 300: 2089–2091; 2003. doi:10.1126/science.1085162.
Carvalho J. F. R. P.; Carvalho C. R.; Otoni W. C. Regeneração in vitro de urucum (Bixa orellana L.) a partir de diferentes tipos de explantes. Rev. Árvore 29(6): 887–895; 2005. doi:10.1590/S0100-67622005000600007.
Costa M. G. C.; Ibrahim P.; Cruz A. C. F.; Paiva Neto V. B.; Mantovani N. C.; Rodrigues S. M.; Carvalho C. R.; Rodriguez Ortiz C. E.; Stringheta P. C.; Xavier A.; Thangadurai D.; Otoni W. C. Genetic improvement through in vitro propagation in annatto (Bixa orellana L.). In: Thangadurai D.; Tripathi L.; Vasanthaiah H. K. N.; Cantú D. J. (eds) Crop improvement and biotechnology. Bioscience Publications, Tamil Nadu, pp 39–55; 2008.
De Klerk G.-J.; Hanecakova J. Ethylene and rooting of mung bean cuttings. The role of auxin induced ethylene synthesis and phase-dependent effects. Plant Growth Regul. 56: 203–209; 2008. doi:10.1007/s10725-008-9301-8.
D’Souza M. C.; Sharon M. In vitro clonal propagation of annatto (Bixa orellana L.). In Vitro Cell. Dev. Biol. Plant 37: 168–172; 2001. doi:10.1007/s11627-001-0029-7.
Divya K.; Swathi Anuradha T.; Jami S. K.; Kirti P. B. Efficient regeneration from hypocotyl explants in three cotton cultivars. Biol. Plant. 52: 201–208; 2008. doi:10.1007/s10535-008-0046-z.
Dabski M.; Parzymies M. The effect of auxins: IAA, IBA and NAA on rooting of Hebe buchananii (Hook) and Hebe canterburiensis (J.B.Armstr.) ‘prostrata’ in vitro. Acta Sci. Pol. 6: 9–14; 2007.
Gamborg O. L.; Miller R. A.; Ojima K. Nutrient requirements of suspension cultures of soybean root cells. Exp. Cell Res. 50: 151–158; 1968. doi:10.1016/0014-4827(68)90403-5.
George E. F. Plant propagation by tissue culture—Part 1—The technology 2nd ed. Exegetics Ltd, Edington, p 574; 1993.
González A.; Arigita L.; Majada J.; Tamés R. S. Ethylene involvement in in vitro organogenesis and plant growth of Populus tremula L. Plant Growth Reg. 22(1): 1–6; 1997.
Harbage J. F.; Stimart D. P. Ethylene does not promote adventitious root initiation on apple microcuttings. J. Am. Soc. Hort. Sci. 12: 880–885; 1996.
Johansen D. A. Plant microtechnique. McGraw-Hill, New York, p 523; 1940.
John I.; Drake R.; Farrell A.; Cooper W.; Lee P.; Horton P.; Grierson D. Delayed leaf senescence in ethylene-deficient ACC-oxidase antisense tomato plants: molecular and physiological analysis. Plant J. 7: 483–490; 1995. doi:10.1046/j.1365-313X.1995.7030483.x.
Joy IV R. W.; Thorpe T. A. Shoot morphogenesis structure, physiology, biochemistry and molecular biology. In: Soh W.-Y.; Bhojwani S. S. (eds) Morphogenesis in plant tissue cultures. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, pp 171–214; 1999.
Kępczyński J.; Nemoykina A.; Kępczyński E. Ethylene and in vitro rooting of rose shoots. Plant Growth Regul. 50: 23–28; 2006. doi:10.1007/s10725-006-9122-6.
Kim W. T.; Silverstone A.; Yip W. K.; Dong J. G.; Yang S. F. Induction of 1-aminocyclopropane-1-carboxylate synthase mRNA by auxin in mung bean hypocotyls and cultured apple shoots. Plant Physiol. 98: 465–471; 1992.
Kumar P. P.; Lakshmanan P.; Thorpe T. A. Review: regulation of morphogenesis in plant tissue culture by ethylene. In Vitro Cell. Dev. Biol. Plant 34: 94–103; 1998. doi:10.1007/BF02822732.
Lehman A.; Black R.; Ecker J. R. HOOKLESS1, an ethylene response gene, is required for differential cell elongation in the Arabidopsis hypocotyl. Cell 85: 183–194; 1996. doi:10.1016/S0092-8674(00)81095-8.
Leonardi C.; Ruggeri A.; Malfa S. Hormone effects on in vitro proliferation and rooting of Grevillea explants. Sci. Hortic. 90: 335–341; 2001. doi:10.1016/S0304-4238(01)00228-X.
Lincoln C.; Britton J. H.; Estelle M. Growth and development of the axr1 mutants in Arabidopsis. Plant Cell 2: 1071–1080; 1990.
Liu J. H.; Reid D. M. Auxin and ethylene-stimulated adventitious rooting in relation to tissue sensitivity to auxin and ethylene production in sunflower hypocotyls. J. Exp. Bot. 43: 1191–1198; 1992. doi:10.1093/jxb/43.9.1191.
Ma J. H.; Yao J. L.; Cohen D.; Morris B. Ethylene inhibitors enhance in vitro root formation from apple shoot cultures. Plant Cell Rep. 17: 211–214; 1998. doi:10.1007/s002990050380.
Matthijs D.; Gielis J.; Debergh P. Ethylene. In: Aitken-Christie J.; Kozai T.; Smith M. A. L. (eds) Automation and environmental control in plant tissue culture. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, pp 473–491; 1995.
Murashige T.; Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiol. Plant. 15: 473–497; 1962. doi:10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x.
Naija S.; Elloumi N.; Jbir N.; Ammar S.; Kevers C. Anatomical and biochemical changes during adventitious rooting of apple rootstocks MM 106 cultured in vitro. C. R. Biologies 331: 518–525; 2008. doi:10.1016/j.crvi.2008.04.002.
Paiva Neto V. B.; Mota T. R.; Otoni W. C. Direct organogenesis from hypocotyl-derived explants of annatto (Bixa orellana). Plant Cell Tiss. Organ Cult. 75: 159–167; 2003. doi:10.1023/A:1025063906822.
Pan R.; Wang J.; Tian X. Influence of ethylene on adventitious root formation in mung bean hypocotyl cuttings. Plant Growth Regul. 36: 135–139; 2002. doi:10.1007/BF02266952.
Parimalan R.; Giridhar P.; Ravishankar G. A. Mass multiplication of Bixa orellana L. through tissue culture for commercial propagation. Ind. Crops Prod. 28: 122–127; 2008. doi:10.1016/j.indcrop.2008.01.012.
Pua E.-C. Morphogenesis in cell and tissue cultures role of ethylene and polyamines. In: Soh W.-Y.; Bhojwani S. S. (eds) Morphogenesis in plant tissue cultures. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, pp 255–303; 1999.
Reis L. B.; Paiva Neto V. B.; Picoli E. A. T.; Costa M. G. C.; Rego M. M.; Carvalho C. R.; Finger F. L.; Otoni W. C. Axillary bud development of passionfruit as affected by ethylene precursor and inhibitors. In Vitro Cell. Dev. Biol. Plant 39: 618–622; 2003. doi:10.1079/IVP2003455.
Rivera-Madrid R.; Escobedo-GM R. M.; Balam-Galera E.; Vera-Ku M.; Harries H. Preliminary studies toward genetic improvement of annatto (Bixa orellana L.). Sci. Hortic. 109: 165–172; 2006. doi:10.1016/j.scienta.2006.03.011.
Santana-Buzzy N.; Canto-Flick R.; Iglesias-Andreu L. G.; Montalvo-Peniche M. D.; Lopez-Puc G.; Barahona-Perez F. Improvement of in vitro culturing of Habanero pepper by inhibition of ethylene effects. HortScience 41: 405–409; 2006.
Smalle J.; Van Der Straeten D. Ethylene and vegetative development. Physiol. Plant. 100: 593–605; 1997.
Soh W.-Y.; Bhojwani S. S.; Lee S. Developmental and structural aspects of root organogenesis. In: Soh W.-Y.; Bhojwani S. S. (eds) Morphogenesis in plant tissue cultures. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, pp 133–169; 1999.
Taiz L.; Zeiger E. Plant physiology. Sinauer Associates, Sunderland, p 690; 2002.
Timpte C.; Lincoln C.; Pickett F. B.; Turner J.; Estelle M. The AXR1 and AUX1 genes of Arabidopsis function in separate auxin-response pathways. Plant J. 8: 561–569; 1995. doi:10.1111/j.1399-3054.1997.tb03065.x.
Yang S. F.; Hoffman H. E. Ethylene biosynthesis and its regulation in higher plants. Annu. Rev. Plant Physiol. 35: 155–189; 1984. doi:10.1146/annurev.pp. 35.060184.001103.