Poliploidogenų įtaka viendienės (Hemerocallis L.) sėklų dygimui ir augalų raidai

Abstract

Tyrimai vykdyti 2017–2018 metais Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro, Sodininkystės ir daržininkystės instituto, Sodo augalų genetikos ir biotechnologijos skyriaus augalų biotechnologijos laboratorijoje (Babtai), bei Žemdirbystės instituto, Genetikos ir fiziologijos laboratorijoje (Dotnuva). Darbo objektas – viendienės (Hemerocallis L.) diploidinės (2n) ir tetraploidinės (4n) sėklos. Darbo metodai: Viendienių poliploidizacijai naudotos daigintos sėklos. Pasirodžius koleoptilei jos buvo paveikinėjamos skirtingos koncentracijos kolchicino, bei orizalino tirpalais. Sėjinukai auginti vazonuose/konteineriuose. Stebėtas jų lapų ilgio ir skaičaus kitimas bei augalų išlikimas. Ploidiškumui nustatyti buvo naudojamas tekmės citometrijos metodas. Šiuo metodu gauti augalų ploidiškumo rezultatai buvo gretinami su žiotelių dydžio parametrais. Darbo rezultatai. Paveikus poliploidogenais kito augalo morfologiniai požymiai (lapų ilgis ir skaičius). Poliploidogenai augalus veikė skirtingai. Jų poveikis priklausė nuo augalo ploidiškumo. Didėjant kolchicino koncentracijai, jo neigiamas poveikis lapų ilgiui paveiktiems diploidiniams ir tetraploidiniams sėjinukams eksponentiškai didėjo. Lapų skaičiui poliploidogenai esminės įtakos neturėjo. Praėjus 2 mėnesiams po pasodinimo, sėjinukai pradėjo labiau adaptuotis, atstatė savo homeostazę - todėl jų augimo ir vystymosi pokyčiai skyrėsi mažiau. Stebėtas netgi stimuliuojantis poliploidogenų poveikis. Sėjinukų išlikimui orizalinas turėjo mažesnį neigiamą poveikį, nei kolchicinas. Tetraploidams net maksimali naudota orizalino koncentracija (40 µmol) nemažino tetraploidinių daigų gyvybingumo (žuvo 39% paveiktų sėjinukų), tad ją būtų galima didinti aukštesniai poliploidų indukcijai. Ištyrus sėjinukų ploidiškumą buvo indukuoti 106 poliploidai iš 234 poliploidizuotų sėjinukų. Diploidus veikiant poliploidogenais gauta 18 triploidų ir 10 tetraploidų. Daugiausiai pentaploidų iš tetraploidinių sėklų gauta veikiant aukščiausios koncentracijos (40 µmol) orizalino tirpalu – 12, bei mažiausios koncentracijos (62,5 µmol) kolchicino tirpalu - 16. Diploidinius, triploidinius ir tetraploidinius individus galima nustatyti pasikliaujant žiotelių dydžio matavimais, tačiau tikslesnius duomenis galima gauti tekmės citometrijos būdu.

The investigation was carried out in the laboratory of Lithuanian Research Center for Agriculture and Forestry Institute of Horticulture. Object of the work – different ploidy: diploid (2n) and tetraploid (4n) seeds of daylilies (Hemerocallis L.). Method of the work: Germinated seeds of daylilies was used for poliploidization. When coleoptile appeared, they were treated with different concentrations of colchicine and oryzalin solutions. Seedlings were grown in pots. Their development was monitored through morphological factors (length and number of leaves), and survival rate. Flow cytometry was used to determine ploidy of all seedlings, and compared to stomata size. The results of the work. The morphological features of the plant (length and number of leaves) are altered by polyploidogenic agents. It is also observed that polyploidogens act differently and the activity itself is further affected by ploidy of the plant. As colchicine concentrations increase, its negative effect on leaf length affected diploid and tetraploid seedlings increases exponentially. For the number of leaves, the effect of polyploidogens does not make any significant changes. Changes in seedling growth and development are less pronounced 2 months after planting, but there is a stimulating effect of polyploidogens. For the survival of seedlings, oryzalin had less negative effects than colchicine. The maximum concentration of oryzalin (40 µmol) on the action of tetraploid had no negative effect (39% of seedlings died) and could be increased by higher polyploid induction. 106 polyploids from 234 polyploidized seedlings were induced by studying the ploidy of seedlings. Diploid polyploidogens produced 18 triploids and 10 tetraploids. Most of the pentaploid tetraploid seeds were obtained with the highest concentration (40 µmol) oryzalin solution - 12, and the lowest concentration (62.5 µmol) colchicine solution - 16. Diploid, triploid, and tetraploid individuals can be identified by measuring the size of the stomata, but more accurate data can be obtained by flow cytometry.