تأثیر ساکارز و هورمون بر ریزغده‌زایی سه رقم سیب‌زمینی در کشت درون شیشه‌ای

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار پژوهشی، بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مشهد، ایران

2 دانش‌آموخته کارشناسی‌ارشد علوم و تکنولوژی بذر، دانشکده کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد گلبهار، مشهد

3 محقق، بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مشهد، ایران

چکیده

هدف از این مطالعه ارزیابی تأثیر رقم، ساکارز و هورمون بر ریزغده‌زایی سیب‌زمینی در شرایط کشت درون شیشه‌ای بود. بدین منظور آزمایشی به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار بر روی سه رقم سیب‌زمینی به‌نام‌های آگریا، مارفونا و ساتینا انجام شد. در این تحقیق، چهار سطح ساکارز (40، 60، 80 و 100 گرم در لیتر) در ترکیب با دو محیط فاقد هورمون و استفاده از هورمونBAP  و NAA (غلظت10 و 5/0 میلی‌گرم در لیتر) بر روی ریز نمونه­های ارقام مذکور مورد مطالعه قرار گرفت. دوازده هفته پس از شروع کشت تعداد، وزن، قطر و تعداد چشم ریزغده‌ها اندازه‌گیری گردید. نتایج تجزیه واریانس اختلاف معنی‌داری بین ارقام، سطوح ساکارز و هورمون برای همه صفات مورد مطالعه نشان داد. در این آزمایش، رقم ساتینا بیش‌ترین مقادیر را برای تمامی صفات نشان داد درحالی‌که رقم مارفونا برای کلیه صفات به استثنای تعداد ریزغده که نسبت به رقم آگریا برتری داشت، کم‌ترین مقادیر را دارا بود. در بین سطوح مختلف ساکارز بهترین پاسخ از کاربرد 80 گرم در لیتر به‌دست آمد و مقادیر 60، 40 و 100 گرم به‌ترتیب در مراتب بعدی قرار داشتند. اگر چه غده‌زایی در غیاب هورمون انجام شد اما افزودن هورمون به محیط‌کشت موجب ارتقاء عملکرد غده‌زایی گردید. به‌طورکلی نتایج نشان داد که بیش‌ترین تعداد، وزن و قطر ریزغده و تعداد چشم در رقم ساتینا، غلظت 80 گرم بر لیتر ساکارز در شرایط استفاده از 10 میلی‌گرم در لیتر BAP و 5/0 میلی‌گرم در لیتر NAA حاصل شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Effects of Sucrose and Hormone on In vitro Microtuberization of Three Potato Cultivars

نویسندگان [English]

  • Ahmad Reza Bolandi 1
  • Bahare Hafizi 2
  • Hassan Hamidi 3
1 Research Assistant Professor, Department of Horticulture Crops Research, Khorasan Razavi Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Mashhad, Iran
2 M.Sc. Graduated, Seed Science and Technology, Faculty of Agriculture, Islamic Azad University, Golbahar Branch, Mashhad
3 Researcher, Department of Horticulture Crops Research, Khorasan Razavi Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Mashhad, Iran
چکیده [English]

The aim of this study was to evaluate the effects of cultivar, sucrose and hormone on in vitro microtuberization of potato (Solanum tuberosum L.). For this purpose, the experiment was done as a factorial based on completely randomized design with three replications on three potato cultivars so called Agria, Marfona and Satina. In this research, four levels of sucrose (40, 60, 80 and 100 g.l-1) were studied in combination with with two hormonal treatments (hormone free and medium containing 10 mg.l-1BAP and 0.5 mg.l-1NAA) on explants of these cultivars. The number, weight, diameter and eye of microtubers induced per plantlet were measured at 12 weeks after culture initiation. Analysis of variance showed significant differences between cultivars, sucrose and hormone levels for all traits. In this experiment, the highest values for all traits studied among cultivars belong to Satina, while Marfona had the lowest values for all of traits except number of microtubers that was better than Agria. Among the four concentrations of sucrose, the highest values for all traits studies was observed  in the medium containing 80 g.l-1 sucrose, followed by mediums containing 60, 40 and 100 g.l-1 sucrose respectively. Although tuberization was initiated in the absence of hormone because of sucrose, nevertheless, the presence of hormone accelerated microtuberization. In general, results showed that the highest number, weight and diameter of microtuber and eye number were obtained in the Stina cultivar, 80 g.l-1 sucrose and hormonal combination10 mg.l-1BAP and 0.5 mg.l-1 NAA.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Agria
  • Marfona
  • Satina
  • Microtuber weight
  • Yield components

Altindal, D. and Karadogan, T. 2010. The effect of carbon sources on in vitro microtuberization of Potato (Solanum tuberosum L.). Turkish Journal of Field Crops, 15(1): 7-11.

Anjum, M. K. and Villiers, T. A. 1997. Induction of microtubers in vitro from stem segments of Solanum tuberosum L., S. commersonii Dun. and S. acaule Bitt. Scientia Horticulture, 70: 231-235.

Badoni, A. and Chauhan, J. S. 2010.  Potato seed production of cultivar Kufri Himalini, In vitro. Stem Cell, 1(1): 7-10.

Bolandi, A. R., Hamidi, H. and Ahmadzadeh Ghavide, R. 2011. The Effects of size and microtuber dormancy on production of potato minitubers. American-Eurasian Journal of Agricultural and Environmental Sciences, 10(2): 169-173.

Bolandi, A. R., Hamidi, H. and Beidokhti, R. 2013. The effect of hormones and photoperiod on in vitro microtuberization of two potato cultivars. Journal of Horticultural Science, 27(2): 158-165.

Bolandi, A. R. and Hamidi, H. 2008. Effect of microtuber size and planting density on minituber production in potato. Iranian Journal of Crop Science, 10(39): 208-218. 

Bolandi, A. R. and Zarghami, R. 2005. Study of effective factors on the axillary shoot and microtuber formation of Potato in vitro. Agriculture Research, 4(2): 24-32.

Cenzano, A., Abdala, G. and Hause, B. 2007. Cytochemical immune-localization of allene oxide cyclase, a jasmonic acid biosynthetic enzyme, in developing potato stolons. Journal of Plant Physiology, 164: 1449-1456.

Coleman, W. K., Donnelly, D. J. and Coleman, S. E. 2001. Potato microtubers as research tools: A review. The American Journal of Potato Research,78: 47-55.

Dhital, S. P. and Lim, H. T. 2004. Microtuberization response in several genotypes of potato (Solanum tuberosum L.) by direct addition of liquid medium to in vitro plantlets. Journal of Korean Society and Horticultural Science, 45(6): 281-286.

Dobránszki, J., Magyar-Tábori, K. and Hudák, I. 2008. In vitro tuberization in hormone-free systems on solidhfied medium and dormancy of potato microtuber. In: Research Center, university of Debrecen Centere of Agricultural Sciences and Enginieering. Nyiregyhhaza P.O. Box 12, H4400, Hungary.

Donnely, D. J., Coleman, W. K. and Coleman, S. E. 2003. Potato micrituber production and performance: a review. American Journal of Potato Research, 80: 103-115.

FAO. 2012. Home page on internet. Available on the: WWW.http//. faostad.FAO.org/.

Fufa, M. and Diro, M. 2013. The Effects of sucrose on in vitro tuberization of potato cultivars. Advances in Crop Science and Technology, 1(4): 1-3.

Gami, R. A., Parmar, S. K., Patel, P. and Chauhan, R. M. 2013. Microtuberization minituber formation and in vitro shoot regeneration from sprout of potato (Solanum tuberusum L.) cultivar K. badshah. African Journal of Biotechnology, 12(38): 5640-5647.

Garner, N. and Blake, J. 1989. The induction and development of potato microtuber in vitro on media free of growth regulating substances. Annals of Botany, 63: 663-674.

Gopal, J., Minocha, J. L. and Dhaliwal, H. S. 1998. Microtuberization in potato (Solanum tuberosum L.). Plant Cell Reports, 17: 794-798.

Hoque, M. E. 2010. In vitro tuberization in potato (Solanum tuberosum L.). Plant Omic Journal, 3(1): 7-11.

Hussain, I., Chaudhry, Z., Muhammad, A. and Naqvi, S. 2006. Effect of chlorocholine chloride, sucrose and BAP on in vitro tuberization in Potato (Solanum tuberusum L. cv. Cardinal). Pakistan Journal of Botany, 38(2): 275-282.  

Leclerc, Y., Dolmelly, D. and Seabrook, J. E. A. 1994. Microtuberization of layered shoots and nodal cuttings of potato: The influence of growth regulators and incubation periods. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 37: 113-120.

Lentini, Z. and Earle, E. D. 1991. In vitro tuberization of potato clones from different maturity groups. Plant Cell Reports, 9: 691-695.

Liljana, K., Mitrev, S. and Fidanka, T. 2012. Micropropagation of potato Solanum tuberosum L., Electronic Journal of Biology, 8(3): 45-49.

Murashige, T. and Skoog, F. 1962. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiolgia Plantarum, 15: 473-497.

Nistor, A., Campeanu, G. and Atanasiu, N. 2010. Influence of potato genotypes on in vitro production of microtubers. Romanian Biotechnological Letters, 15(3): 5317-5324

Seabrook, J. E. A., Douglass, L. K. and Arnold, D. A. 2004. Effect of leaves on microtubers produced from potato single-node cuttings in vitro. American Journal of potato Research, 81: 1-5.

Shibli, R. A., Abu-Ein, A. M. and Ajlouni, M. M. 2001. In vitro and in vivo multiplication of virus free ‘Spunta’ potato. Pakistan Journal of Botany, 33: 35-41.

Yu, W. C., Joyce, P. and Cameron, D. C. 2000. Sucrose utilization during potato microtuber growth in bioreactors. Plant Cell Reports, 19: 407-413.

Zakaria, M., Hossain, M., Khaleque, M. A. and Uddin, Z. 2008. In vitro tuberization of potato influenced by benzyl adenine and chloro choline chloride. Bangladesh Journal of Agricultural Research, 33(3): 419-425.

Zhang, Z., Zhou, W. and Li, H. 2005. The role of GA, IAA and BAP in the regulation of in vitro shoot growth and microtuberization in potato. Acta Pysiologiae Plantarum, 27(3): 363-369.