{"id":2596,"date":"2020-08-20T17:13:45","date_gmt":"2020-08-20T15:13:45","guid":{"rendered":"https:\/\/ogrod-powsin.pl\/blog\/?p=2596"},"modified":"2020-08-20T17:38:25","modified_gmt":"2020-08-20T15:38:25","slug":"somatyczna-embriogeneza-u-roslin-z-rodzaju-gentiana","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ogrod.pan.pl\/blog\/somatyczna-embriogeneza-u-roslin-z-rodzaju-gentiana\/","title":{"rendered":"Somatyczna embriogeneza u ro\u015blin z rodzaju Gentiana"},"content":{"rendered":"

Omawiany w poprzednim po\u015bcie (27.04.2020) proces somatycznej embriogenezy <\/strong>jest jednym z g\u0142\u00f3wnych temat\u00f3w badawczych zg\u0142\u0119bianych przez nasz zesp\u00f3\u0142 w Laboratorium Zastosowa\u0144 Biotechnologii i Mikropropagacji Ro\u015blin. Tworzenie si\u0119 zarodk\u00f3w z kom\u00f3rek cia\u0142a ro\u015bliny, z pomini\u0119ciem zap\u0142odnienia, badane by\u0142o w naszym ogrodzie przez niemal 20 lat, w dodatku u r\u00f3\u017cnych gatunk\u00f3w goryczek. Zebrane w trakcie tych bada\u0144 do\u015bwiadczenie pozwoli\u0142o w ostatnich latach odkry\u0107 i opisa\u0107 po raz pierwszy na \u015bwiecie proces somatycznej embriogenezy u paproci.<\/p>\n

\"\"<\/a>
fot.1 (opis poni\u017cej)<\/figcaption><\/figure>\n

Goryczki, czyli ro\u015bliny nale\u017c\u0105ce do rodzaju Gentiana<\/em>, cho\u0107 wyst\u0119puj\u0105 g\u0142\u00f3wnie na obszarach g\u00f3rskich, s\u0105 szeroko znane i cenione przez cz\u0142owieka ze wzgl\u0119du na pi\u0119kno swoich dzwonkowatych kwiat\u00f3w oraz na w\u0142a\u015bciwo\u015bci lecznicze, odkryte ju\u017c w staro\u017cytno\u015bci. Z powodu tych zalet naturalne populacje goryczek mog\u0105 by\u0107 niestety nadmiernie eksploatowane i przez to nara\u017cone na zniszczenie. Dlatego zainteresowano si\u0119 namna\u017caniem goryczek (podobnie zreszt\u0105 jak i innych gatunk\u00f3w ro\u015blin ozdobnych i leczniczych) w warunkach in vitro<\/em>. W naszym laboratorium goryczki pojawi\u0142y si\u0119 w latach 90-tych XX w. za spraw\u0105 Pani prof. dr hab. Anny Miku\u0142y, obecnej kierownik Zespo\u0142u Biotechnologii. Okaza\u0142y si\u0119 niesamowicie ciekawym i wdzi\u0119cznym obiektem bada\u0144, m.in. dzi\u0119ki wysokim zdolno\u015bciom do regeneracji na drodze somatycznej embriogenezy. Do dnia dzisiejszego proces somatycznej embriogenezy zaindukowano i opisano dla dwunastu gatunk\u00f3w goryczek, z czego dla sze\u015bciu w naszym laboratorium. Jako eksplantaty pos\u0142u\u017cy\u0142y niedojrza\u0142e zarodki zygotyczne pobierane z niedojrza\u0142ych nasion, korzenie, hypokotyle i li\u015bcienie siewek, kt\u00f3re wykie\u0142kowa\u0142y z nasion wysianych in vitro<\/em>, li\u015bcie i korzenie pobierane z hodowanych w szkle ro\u015blin oraz agregaty zawiesin kom\u00f3rkowych otrzymane z tkanki kalusowej r\u00f3\u017cnego pochodzenia. Na drodze somatycznej embriogenezy zregenerowano r\u00f3wnie\u017c goryczki z protoplast\u00f3w czyli pojedynczych kom\u00f3rek enzymatycznie pozbawionych \u015bciany kom\u00f3rkowej. W zdecydowanej wi\u0119kszo\u015bci przypadk\u00f3w u goryczek obserwowano embriogenez\u0119 po\u015bredni\u0105, czyli na eksplantatach najpierw powstawa\u0142a tkanka kalusowa, a dopiero z kom\u00f3rek kalusa regenerowa\u0142y zarodki. Opisano jednak r\u00f3wnie\u017c przypadki embriogenezy bezpo\u015bredniej. W ogromnej wi\u0119kszo\u015bci kultur zastosowano po\u017cywk\u0119 MS czyli po\u017cywk\u0119 opracowan\u0105 przez Murashige i Skooga w 1962 r oraz jej modyfikacje.<\/p>\n

\"\"<\/a>
fot.2<\/figcaption><\/figure>\n

W pierwszych do\u015bwiadczeniach wykonywanych w naszym laboratorium wykorzystywano siewki, kt\u00f3re wykie\u0142kowa\u0142y z nasion uprzednio poddanych dezynfekcji i wysianych na p\u0142ytki Petriego z po\u017cywk\u0105 \u00bdMS (tj. zawieraj\u0105c\u0105 po\u0142ow\u0119 makro- i mikroelement\u00f3w po\u017cywki Murashige i Skooga) z dodatkiem kwasu giberelinowego. Siewki te dzielono na 4 cz\u0119\u015bci: korze\u0144, hypokotyl i dwa li\u015bcienie, a nast\u0119pnie wyk\u0142adano osobno na po\u017cywk\u0119 MS z dodatkiem auksyny i cytokininy, aby zaindukowa\u0107 namna\u017canie kom\u00f3rek i w efekcie uzyska\u0107 embriogeniczny kalus. Modyfikacja po\u017cywki (najcz\u0119\u015bciej wycofanie auksyny i dodanie kwasu giberelinowego) skutkowa\u0142a regeneracj\u0105 zarodk\u00f3w somatycznych. Na pojedynczym eksplantacie uzyskiwano od kilku do nawet kilkudziesi\u0119ciu zarodk\u00f3w, co oznacza, \u017ce z pojedynczej siewki, z kt\u00f3rej pobierano w sumie 4 eksplantaty, mo\u017cliwe by\u0142o otrzymanie nawet do stu zarodk\u00f3w. Jeszcze wydajniejsz\u0105 metod\u0105 okaza\u0142o si\u0119 przeniesienie embriogenicznego kalusa do kolby z po\u017cywk\u0105 p\u0142ynn\u0105 i wyprowadzenie zawiesiny kom\u00f3rkowej. Takie zawiesiny o bardzo wysokiej zdolno\u015bci do regeneracji zarodk\u00f3w somatycznych uzyskano w naszym laboratorium dla polskiej goryczki krzy\u017cowej (Gentiana cruciata<\/em> L.), pi\u0119knej wschodnioalpejskiej goryczki pano\u0144skiej (G. pannonica<\/em> Scop.),  uprawianej r\u00f3wnie\u017c w naszych ogrodach goryczki tybeta\u0144skiej (G. tibetica<\/em> King) oraz zagro\u017conej wygini\u0119ciem goryczki himalajskiej (G. kurroo<\/em> Royle).<\/p>\n

\"\"<\/a>
fot.3<\/figcaption><\/figure>\n

Po ods\u0105czeniu z po\u017cywki p\u0142ynnej i wy\u0142o\u017ceniu na po\u017cywk\u0119 agarow\u0105 zaledwie 100 mg agregat\u00f3w kom\u00f3rkowych (czyli co najwy\u017cej 5% tkanki hodowanej w jednej kolbie) regenerowano kilkaset zarodk\u00f3w. Zwa\u017cywszy, \u017ce raz wyprowadzona zawiesina kom\u00f3rkowa dzi\u0119ki nieustannym podzia\u0142om kom\u00f3rkowym intensywnie si\u0119 namna\u017ca, a w dodatku mo\u017cliwe jest jej utrzymanie przez kilka lat, nietrudno sobie wyobrazi\u0107, jak efektywnym \u017ar\u00f3d\u0142em zarodk\u00f3w i ro\u015blin potomnych mo\u017ce si\u0119 sta\u0107 ten typ kultury.<\/p>\n

 <\/p>\n

\"\"<\/a>
fot.4<\/figcaption><\/figure>\n

Somatyczna embriogeneza na eksplantatach li\u015bci i korzeni goryczek nie jest a\u017c tak wydajna. Kom\u00f3rki w tych organach s\u0105 znacznie bardziej zr\u00f3\u017cnicowane i wyspecjalizowane do pe\u0142nienia okre\u015blonych funkcji. Wci\u0105\u017c jednak na odpowiedniej po\u017cywce mog\u0105 stosunkowo \u0142atwo ulec odr\u00f3\u017cnicowaniu i zacz\u0105\u0107 si\u0119 dzieli\u0107 tworz\u0105c kalus. Badania prowadzone w pracy doktorskiej przez nasz\u0105 kole\u017cank\u0119 (obecnie dr hab.) Agnieszk\u0119 Fiuk pokaza\u0142y, \u017ce \u015brednio na pojedynczym eksplanacie (czyli fragmencie) li\u015bcia mo\u017cna otrzyma\u0107 kilka-kilkana\u015bcie zarodk\u00f3w. Je\u015bli we\u017amiemy pod uwag\u0119, \u017ce ro\u015blina ma zazwyczaj co najmniej kilka li\u015bci, a ka\u017cdy li\u015b\u0107 da si\u0119 podzieli\u0107 na co najmniej kilka fragment\u00f3w (eksplantat\u00f3w), to nadal mo\u017cemy m\u00f3wi\u0107 o zupe\u0142nie bogatym \u017ar\u00f3dle zarodk\u00f3w i nowych ro\u015blin. Jak jednak wspomina\u0142am w ostatnim wpisie, zdolno\u015b\u0107 do somatycznej embriogenezy zale\u017cy m.in. od gatunku ro\u015bliny. Cho\u0107 wi\u0119kszo\u015b\u0107 gatunk\u00f3w goryczek, z kt\u00f3rymi mieli\u015bmy do czynienia, pozytywnie reagowa\u0142a na warunki kultury, to najbardziej popularna w Europie goryczka \u017c\u00f3\u0142ta (G. lutea<\/em> L.) pozostawa\u0142a przez lata \u201enieczu\u0142a\u201d na stosowane przez nas po\u017cywki i regulatory wzrostu. Dopiero u\u017cycie przez Irin\u0119 Holobiuc mannitolu, kt\u00f3ry spowodowa\u0142 podniesienie ci\u015bnienia osmotycznego po\u017cywki, zaowocowa\u0142o indukcj\u0105 somatycznej embriogenezy na eksplantatach hypokotyli siewek tego gatunku.<\/p>\n

Wi\u0119cej zdj\u0119\u0107 i informacji na temat somatycznej embriogenezy nie tylko u goryczek, ale i innych ro\u015blin z rodziny goryczkowatych mog\u0105 Pa\u0144stwo znale\u017a\u0107 w artykule przegl\u0105dowym, opublikowanym przez nas w specjalnym zeszycie czasopisma Frontiers in Plant Science, wydanym z okazji 60-lecia odkrycia zjawiska somatycznej embriogenezy: https:\/\/www.frontiersin.org\/articles\/10.3389\/fpls.2019.00762\/full<\/a>. Natomiast w kolejnym wpisie opowiem o tym, jak przebiega somatyczna embriogeneza u paproci.<\/p>\n

Tekst: dr Karolina Tomiczak<\/strong>
\nZdj\u0119cia: Karolina Tomiczak, Agnieszka Niedziela, Wikiwand (zdj\u0119cie goryczki pano\u0144skiej)<\/p>\n

 <\/p>\n

Bibliografia:<\/p>\n

    \n
  1. Fiuk, A., and Rybczy\u0144ski, J. J. 2008. Genotype and plant growth regulator dependent response of somatic embryogenesis from Gentiana spp. leaf explants. In Vitro Cell. Dev. -Plant 44, 90-99. DOI: 10.1007\/s11627-008- 9124-3<\/li>\n
  2. Holobiuc I. 2015. Somatic embryogenesis in long-term cultures of Gentiana lutea<\/em> in the presence of osmotic stress. In: The Gentianaceae Vol. 2. Biotechnology and Application., eds J. J. Rybczy\u0144ski, M. R. Davey, A. Miku\u0142a, (Springer- Verlag: Berlin), 139-161. DOI: 10.1007\/978-3-642-54102-5_6<\/li>\n
  3. Miku\u0142a A., Weso\u0142owska M., Kapusta J., Skrzypczak, L., and Rybczy\u0144ski J. J. 1996. Cytomorphological studies on somatic embryogenesis of Gentiana tibetica (King) and G. cruciata (L.). Acta Soc. Bot. Pol. 65, 47\u201451. DOI: 10.5586\/asbp.1996.008<\/li>\n
  4. Tomiczak K., Miku\u0142a A., Niedziela A., W\u00f3jcik-Lewandowska A., Dom\u017calska L., Rybczy\u0144ski J.J. 2019. Somatic embryogenesis in the family Gentianaceae and its biotechnological application. Frontiers in Plant Science 10:762, DOI: 10.3389\/fpls.2019.00762<\/li>\n<\/ol>\n

    Pe\u0142ne opisy do zdj\u0119\u0107:<\/p>\n

      \n
    1. Wybrane gatunki goryczek badane przez nasz zesp\u00f3\u0142: goryczka \u017c\u00f3\u0142ta (A), pano\u0144ska (B), krzy\u017cowa (C) i tybeta\u0144ska (D)<\/li>\n
    2. Embriogeniczna zawiesina kom\u00f3rkowa goryczki w kolbie sto\u017ckowej<\/li>\n
    3. Agregaty zawiesiny kom\u00f3rkowej pod mikroskopem<\/li>\n
    4. Ro\u015blinki otrzymane drog\u0105 somatycznej embriogenezy ze 100 mg zawiesiny kom\u00f3rkowej<\/li>\n<\/ol>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

      Omawiany w poprzednim po\u015bcie (27.04.2020) proces somatycznej embriogenezy jest jednym z g\u0142\u00f3wnych temat\u00f3w badawczych zg\u0142\u0119bianych przez nasz zesp\u00f3\u0142 w Laboratorium Zastosowa\u0144 Biotechnologii i Mikropropagacji Ro\u015blin. Tworzenie si\u0119 zarodk\u00f3w z kom\u00f3rek cia\u0142a ro\u015bliny, z pomini\u0119ciem zap\u0142odnienia, badane by\u0142o w naszym ogrodzie przez niemal 20 lat, w dodatku u r\u00f3\u017cnych gatunk\u00f3w goryczek. Zebrane w trakcie tych bada\u0144…<\/p>\n","protected":false},"author":6,"featured_media":2600,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_kad_blocks_custom_css":"","_kad_blocks_head_custom_js":"","_kad_blocks_body_custom_js":"","_kad_blocks_footer_custom_js":"","ngg_post_thumbnail":0,"_kad_post_transparent":"","_kad_post_title":"","_kad_post_layout":"","_kad_post_sidebar_id":"","_kad_post_content_style":"","_kad_post_vertical_padding":"","_kad_post_feature":"","_kad_post_feature_position":"","_kad_post_header":false,"_kad_post_footer":false,"_kad_post_classname":"","footnotes":""},"categories":[30],"tags":[175,286,168],"class_list":["post-2596","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-laboraflorium","tag-embriogeneza-somatyczna","tag-goryczka","tag-pan-ogrod-botaniczny-w-powsinie"],"taxonomy_info":{"category":[{"value":30,"label":"LaboraFlorium"}],"post_tag":[{"value":175,"label":"Embriogeneza somatyczna"},{"value":286,"label":"Goryczka"},{"value":168,"label":"PAN Ogr\u00f3d Botaniczny w Powsinie"}]},"featured_image_src_large":["https:\/\/ogrod.pan.pl\/blog\/wp-content\/uploads\/2020\/08\/3.-Agregaty-zawiesiny-komo\u0301rkowej-pod-mikroskopem-1024x819.jpg",1024,819,true],"author_info":{"display_name":"admin_1","author_link":"https:\/\/ogrod.pan.pl\/blog\/author\/admin_1\/"},"comment_info":0,"category_info":[{"term_id":30,"name":"LaboraFlorium","slug":"laboraflorium","term_group":0,"term_taxonomy_id":30,"taxonomy":"category","description":"","parent":18,"count":12,"filter":"raw","cat_ID":30,"category_count":12,"category_description":"","cat_name":"LaboraFlorium","category_nicename":"laboraflorium","category_parent":18}],"tag_info":[{"term_id":175,"name":"Embriogeneza somatyczna","slug":"embriogeneza-somatyczna","term_group":0,"term_taxonomy_id":175,"taxonomy":"post_tag","description":"","parent":0,"count":2,"filter":"raw"},{"term_id":286,"name":"Goryczka","slug":"goryczka","term_group":0,"term_taxonomy_id":286,"taxonomy":"post_tag","description":"","parent":0,"count":1,"filter":"raw"},{"term_id":168,"name":"PAN Ogr\u00f3d Botaniczny w Powsinie","slug":"pan-ogrod-botaniczny-w-powsinie","term_group":0,"term_taxonomy_id":168,"taxonomy":"post_tag","description":"","parent":0,"count":64,"filter":"raw"}],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ogrod.pan.pl\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2596","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ogrod.pan.pl\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ogrod.pan.pl\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ogrod.pan.pl\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/users\/6"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ogrod.pan.pl\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=2596"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/ogrod.pan.pl\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2596\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ogrod.pan.pl\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/media\/2600"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ogrod.pan.pl\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2596"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ogrod.pan.pl\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=2596"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ogrod.pan.pl\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=2596"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}