IN VITRO ЖАҒДАЙЫНДАҒЫ КҮРІШ (ORYZA SATIVA L.) АНДРОГЕНЕЗІ
DOI:
https://doi.org/10.26577/eb.2024.v98.i1.01Кілттік сөздер:
Күріш (Oryza sativa L.), андрогенез in vitro, тозаңқап дақылдау, оқшауланған микроспораларды дақылдау, шектеуші факторлар.Аннотация
Күріш (Oryza sativa L.) дүние жүзі халқының жартысынан астамын азық-түлікпен қамтамасыз ететін маңызды дәнді дақыл болып табылады, кейбір тропиктік, тіпті субтропиктік елдерде өсіріледі. Қазіргі уақытта гаплоидты биотехнология (гиногенез және андрогенез) селекциялық тәжірибеде күрішті жақсарту құралдарының бірі ретінде in vitro-ғы андрогенезде қолданылады. In vitro андрогенездің дәстүрлі селекция әдістерімен салыстырғанда артықшылығы генотипте ата-аналық формалардың экономикалық құнды белгілерін сақтайтын 1-ші ұрпақтың гомозиготалы тұрақты будандарын аз уақыт аралығында алу мүмкіндігі болып табылады. Аталық гаметофитті in vitro жағдайында өсіру әдісі ауыл шаруашылығы дақылдарын, оның ішінде күрішті зерттеудегі перспективті биотехнологиялық тәсілдердің бірі болып табылады. Бұл әдіс андрогенездің биологиялық құбылысына негізделген - гаметофитті жолдан спорофитті жолға ауысатын тозаң және микроспора жасушаларынан гаплоидты регенерант өсімдіктің түзілуі. Алайда, бұл технологияларды кеңінен қолдану өсімдіктердің регенерациясының генотипке тәуелділігімен және көптеген жағдайларда in vitro күріштің тозаң және микроспоралы дақылында альбинос өсімдіктерінің қалыптасуымен байланысты екі мәселемен шектеледі. Бұл шектеулерді жою қажеттілігі болды және болып қала береді. Бұл күріштің барлық генотиптері үшін әмбебап өсіру технологиясын, тозаңдарды алдын ала өңдеу және қоректік ортаның құрамын әзірлеу және оңтайландыру үшін осы бағыттағы зерттеулерді жалғастыруды талап етеді. Бұл шолуда in vitro жағдайындағы күріш андрогенезінің тиімділігіне әсер ететін бірқатар факторлар қарастырылады.
Библиографиялық сілтемелер
Morinaga, T., Fukushima, E. (1931). Preliminary report on the haploid plant of rice, Oryza sativa L. Proc. Imp. Acad. (Tokyo), 383-384. https://doi.org/10.2183/pjab1912.7.383
Niizeki H, Oono K. (1968). Induction of haploid rice plant from anther culture. Proc Jpn Acad. 44, 554–557. https://doi.org/10.2183/pjab1945.44.554
Lantos, C., Jancso, M., Szekely, A., Szaloki, T., Venkatanagappa, S., Pauk, J. (2023). Development of in vitro anther culture for doubled haploid plant production in Indica Rice (Oryza sativa L.). Genotypes. Plants (Basel), 12(9). https://doi.10.3390/plants12091774
Kyum, M., Kaur, H., Kamboj, A., Goyal, L., Bhatia, D. (2022). Strategies and prospects of haploid induction in rice (Oryza sativa). Plant Breeding, 141(1), 1-11. https://doi.org/10.1111/pbr.12971
Tripathy, S.K., Lenka, D., Prusti, A.M., Mishra, D., Swain, D., Behera, S.K. (2019). Anther culture in rice: Progress and breeding perspective / Applied Biological Research. 21(2), 87-104. https://doi:10.5958/0974-4517.2019.00012.0
Patra, S., Mohanty, P., Tripathy, S.K. (2019). Scope of androgenesis for genetic improvement in rice. Emergent Life Sciences Research, 5, 23-28. https://doi.org/10.31783/elsr.2019.512328
Tripathy, S.K. (2018) Anther Culture for Double Haploid Breeding in Rice-a Way forward. Rice Genomics and Genetics 9(1): 1-6. https://doi.10.5376/rgg.2018.09.0001
Mishra, R., Rao, G.J.N. (2016). In-vitro androgenesis in rice: advantages, constraints and future prospects, Rice Science, 23(2), 57-68. https://doi.10.1016/j.rsci.2016.02.001
Huang, C.S., Tsay, H.S., Chern, C.G., Chen, C.C. (1988). Japonica rice breeding using anther culture. Journal of Agriculture Research China. 37(1), 1-8. https://scholars.tari.gov.tw/bitstream/123456789/13524/1/journal_arc_37-1-1.pdf
Bhojwani, S.S., Pande, H., Raina, A. (2001). Factors Affecting Androgenesis in Indica Rice / Delhi, India: Department of Botany, University of Delhi. http://geb.unigiessen.de/geb/volltexte/2003/1238/pdf/FestschriftNeumann_06.pdf
Ruwani, D.M., Mayakudua, G., Silva, T.D. (2018). Anther culture as a supplementary tool for rice breeding. In: Rice Crop - Current Developments. [doi:10.5772/intechopen.76157], 1-15. https://www.intechopen.com/chapters/60519
Mayakaduwa, D.M., Silva, T.D. (2017). A cytological indicator allows rapid assessment of microspore maturity, leading to improved in vitro anther response in Indica rice (Oryza sativa L.). In Vitro Cellular & Developmental Biology: Plant. 53(6), 591-597. DOI: 10.1007/s11627-017-9855-0. https://doi.10.1007/s11627-017-9855-0
Yan, J., Xue, Q., Zhu, J. (1996). Genetic studies of anther culture ability in rice (Oryza sativa). Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 45, 253-258.
Herath, H.M.I, Bandara, D.C., Samarajeewa, P.K., Wijesundara, D.S.A. (2009) Effect of low temperature pre-treatment on anther culture in selected indica, japonica rice varieties and their inter sub specific hybrids. Ceylon Journal of Science (Biological Sciences), 38(1): 11-26.
Foroughi-Wehr, B., Wenzel, G. (1993). Andro- and parthenogenesis. In: Hayward MD, Bosemark NO, Romagosa I, Cerezo M, editors. Plant Breeding-Principles and Prospects. Dordrecht: Springer, 261-277.
Raina, S.K., Zapata, F.J. (1997). Enhanced anther culture efficiency of indica rice (Oryza sativa L.) through modification of the culture media. Plant Breed, 116(4), 305-315. https://doi.10.1111/j.1439-0523.1997.tb01004.x
Niroula, R.K., Bimb, H.P. (2009). Effect of genotype and callus induction medium on green plant regeneration from anther of Nepalese rice cultivars. Asian Journal of Plant Sciences, 8, 368-374.
Germana, M.A. (2011). Anther culture for haploid and doubled haploid production. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 104, 283-300. https://doi.org/10.1007/s11240-010-9852-z
Murashige, T., Skoog F. (1962) "A Revised Medium for Rapid Growth and Bio Assays with Tobacco Tissue Cultures". Physiologia Plantarum, 15 (3): 473–497. https://doi.10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052
Gamborg, O.L., Miller, R.A., Ojima, K. (1968). Nutrient requirements of suspension cultures of soybean root cells. Experimental Cell Research. 50 (1): 151–158. https://doi.10.1016/0014-4827(68)90403-5
Chu, C.C. (1978) The N6 medium and its applications to anther culture of cereal crops. In Proceedings of Symposium on Plant Tissue Culture. Science Press, 43-50
Lentini, Z., Reyes, P., Martinez, C.P., Roca, W.M. (1995). Androgenesis of highly recalcitrant rice genotypes with maltose and silver nitrate. Plant Science, 110, 127-138. https://doi.org/10.1016/0168-9452(95)04180
Gill, R., Kaur, N., Sindhu, A.S., Bharaj, T.S., Gosal, S.S. (2000). Improved methods for anther and pollen culture in rice. Advances in Rice Genetics. Philippines: International Rice Research Institute, 503-505.
Matsushima, T., Kikuchi, S., Takaiwa, F., Oono, K. (1988) Regeneration of plants by pollen culture in rice (Oryza sativa L.). Plant Tissue Culture. 5:78-81. https://doi.10.5511/plantbiotechnology1984.5.78
Zapata-Arias, F.J. (2003). Laboratory protocol for anther culture technique in rice. In: Maluszynski M., Kasha K.J., Forster B.P., Szarejko I., editors. Doubled Haploid Production in Crop Plants, a Manual. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers; 109-116. https://doi.10.1007/978-94-017-1293-4_17
Gupta, H.S., Borthakur, D.N. (1987). Improved rate of callus induction from rice anther culture following microscopic staging of microspores in iron alum-haematoxylin. Theoretical and Applied Genetics. 74:95-99. https://doi.org/10.1007/BF00290090
Lee, S.T., Huang, W.L. (2014). Osmotic stress stimulates shoot organogenesis in callus of rice (Oryza sativa L.) via auxin signaling and carbohydrate metabolism regulation. Plant Growth Regulation. 73, 193-204. https://doi.org/10.1007/s10725-013-9880-x
Raina, S.K., Irfan, S.T. (1998). High frequency embryogenesis and plantlet regeneration from isolated microspores of indica rice / Plant Cell Reports. 17, 957-962. https://doi.org/10.1007/s002990050517
Shariatpanahi, M.E., Bal, U., Heberle-Borsa, E., Touraeva, A. (2006). Stresses applied for the re-programming of plant microspores towards in vitro embryogenesis. Physiologia Plantarum. 127, 519-534.
Chen, Q.F., Wang, C.L., Lu, Y.M., Shen, M., Afza, R., Duren, M.V., Brunner, H. (2001). Anther culture in connection with induced mutations for rice improvement / Euphytica. 120(3), 401-408. https://doi.org/10.1023/A:1017518702176
Mkuya, M.S., Hua-min, S., Wen-zhen, L., Zong-xiu, S. (2005). Effect of 137Cs gamma rays to panicles on rice anther culture. Rice Science. 12(4), 299-302. http://www.ricesci.org/CN/Y2005/V12/I4/299
Aldemita, R.R., Zapata, F.J. (1991). Anther culture of rice: effects of radiation and media components on callus induction and plant regeneration. Cereal Research Communications 19 (1/2): 9–32. http://www.jstor.org/stable/23783734.
Nakamura, K., Hattori, K. 1997. Effect of 60Co gamma-ray irradiation at different culture stages on rice anther culture. Breeding Sci 47(2): 101-105. https://doi.org/10.1270/jsbbs1951.47.101
