Μελέτη της επίδρασης 6 αμινοξέων, της μυο-ινοσιτόλης, του dikegulac, των πολυαμινών και της μελατονίνης στον μικροπολλαπλασιασμό των υποκειμένων κερασιάς: CAB-6P(Prunus cerasus L.), Gisela 6 (P. cerasus x P.canescens), MxM 14 (P. avium x P. mahaleb), MxM 60 (P. avium x P. mahaleb) και PHL-C (P. avium x P cerasus)

Abstract

Τhe purpose of this research was the study of micropropagation and in vitro rhizogenesis of sweet cherry rootstocks. Specifically, the following five rootstocks were used: CAB-6P (Prunus cerasus L.), Gisela 6 (Prunus cerasus x Prunus canescens), MxM 14 (Prunus avium x Prunus mahaleb), MxM 60 (Prunus avium x Prunus mahaleb) and PHL-C (Prunus avium x Prunus cerasus). The culture medium of Murashige and Skoog (1962) was used. Shoot apices of previous in vitro culture were used, as explants.In the first experiment, the effect of L-arginine and L-methionine amino acids in combination with the auxin IBA on in vitro rooting was studied. Arginine enhanced the positive effect of IBA on rooting in the rootstock CAB-6P concerning the number and length of roots while in the rootstocks Gisela 6 and MxM 14 acted positively only in the elongation of roots. Methionine acted synergistically with IBA, increasing the rhizogenetic ability of CAB-6P and Gisela 6 explants. Positive synergism of methionine observed regarding number and length of roots in the rootstock MxM 14.In the second experiment, the effect of four amino acids, asparagine, cysteine, citrulline and glutamine on in vitro rhizogenesis, callogenesis and vegetative growth was studied. In the rootstock CAB-6P, all amino acids had a negative effect on root length. On the other hand, 0.5 mg/l cysteine and glutamine positively influenced the number and fresh weight of roots per rooted microcutting. In the rootstock Gisela 6, all amino acids reduced the number and fresh weight of roots while 2 mg/l glutamine inhibited the elongation of roots.In the third experiment, the effect of vitamin B group an essential component of MS medium, myo-inositol was studied. Myo-inositol enhanced the positive effect of IBA on root elongation of only Gisela 6 rootstock.In the fourth experiment, the effect of dikegulac in in vitro shoot induction and rhizogenesis was studied. The experiment and was split in 2 parts. In Part A, dikegulac was applied at 6 concentrations (0-150 μM) in absence of other growth hormones and in Part B, at 3 concentrations (0, 250, 500 μM) in combination with BA (0 and 1 mg/l ). On the rootstock CAB-6P, at high concentrations of dikegulac (120 and 150 μM) reduced the length of the initial shoot of the control, promoted the number of roots at high concentrations and rooting rate at the lower (20 μΜ). The rootstock Gisela 6, promoted the proliferation rate and increased the number of shoots/explant with 80 μΜ dikegulac. Also, dikegulac enhanced rooting, i.e at low concentrations the number of roots and at higher their length (PART A). Synergism between BA and 250 μΜ dikegulac was observed in the rootstock CAB-6P regarding the fresh weight of shoots and in the rootstock Gisela 6 concerning the number of shoots/explant (PART B).In the fifth experiment, it was tested the effect of polyamines (PAs), putrescine (put), spermidine (spd) and spermine (spm) on in vitro shoot induction and rooting (1 PHASE), in combination with 1 mg/l BA (2 PHASE) and in combination with IBA for in vitro rooting (3 PHASE). The three PAs promoted significantly the in vitro rooting of the rootstock MxM 14, although they had no effect in shoot induction. On the contrary, PAs promoted significantly shoot induction of explants of the CAB-6P rootstock (better results with putrescine) and of Gisela 6 (better results with spermidine). In these two rootstocks, spm mainly enhanced the ability of explants to induce multiple shoots, by increasing the shoot induction rate (1 PHASE). In CAB-6P, put (0.5 and 2 mg/l), spd, and spm (0.5 and 1 mg/l) caused a reduction in shoot length, compared to control. Put (0.5 and 1 mg/l) and spm (1 mg/l) increased the fresh weight of shoots per explant. In Gisela 6, the PAs have reinforced the positive effect of BA on shoot induction ability of the explants (2 PHASE). In CAB-6P, 1mg/l put enhanced the positive effect of IBA in rhizogenesis. In Gisela 6, a positive synergism between IBA and put regarding number and length of roots was recorded while in the rootstock MxM 14 only in number of roots. In Gisela 6, a positive synergistic action between IBA and spd was observed, concerning the number and length of roots while in the MxM 14 only the elongation of roots. In the rootstock MxM 14, adding spm reinforced the positive effect of IBA on the number and length of roots (3 PHASE).In the sixth experiment, the effect of melatonin (MEL) alone and in combination with the two auxins of the indole group, (IAA and IBA) in in vitro rhizogenesis and callogenesis, was studied. In CAB-6P, 1μM MEL doubled the number of roots per rooted explant compared to control while 0.5 μM MEL gave the greatest length of roots. The results were more encouraging for the combined effect of MEL+IAA/IBA. The combination of MEL+IBA has been shown to be effective for rooting while the combination of MEL+IAA was best for callogenesis. In Gisela 6, 1μM MEL increased 4 times the number of roots of the control while the length of roots was maximum in the combination 10 μM MEL+IBA while the rooting frequency was highest in the treatments 1 mg/l IBA and IBA+0.05 or 0.1 μM MEL. In the MxM 60, the number of roots was greater in the treatment 0.5 μM MEL+IBA and the other rooting characteristics was highest in the combination of 1 μM MEL+IBA. Better results in terms of callogenesis observed in the combined effect of 0.05 μM MEL+IBA. In the rootstock PHL-C, best results of rooting were observed with 1 μM MEL. The highest concentration of MEL (10 μΜ) resulted in complete inhibition of rooting.

Ο σκοπός αυτής της έρευνας ήταν, η μελέτη του μικροπολλαπλασιασμού και της in vitro ριζογένεσης σε υποκείμενα κερασιάς. Συγκεκριμένα, χρησιμοποιήθηκαν τα εξής 5 υποκείμενα: CAB-6P (Prunus cerasus L.), Gisela 6 (Prunus cerasus x Prunus canescens), MxM 14 (Prunus avium x Prunus mahaleb), MxM 60 (Prunus avium x Prunus mahaleb) και PHL-C (Prunus avium x Prunus cerasus). To θρεπτικό υπόστρωμα που χρησιμοποιήθηκε ήταν το ΜS (Murashige and Skoog, 1962). Ως έκφυτα, χρησιμοποιήθηκαν βλαστικές κορυφές από προηγούμενη in vitro καλλιέργεια.το 1ο πείραμα μελετήθηκε η επίδραση των αμινοξέων L-αργινίνη και L-μεθειονίνη σε συνδυασμό με την αυξίνη ΙΒΑ στην in vitro ριζοβολία. Η αργινίνη ενίσχυσε τη θετική δράση του ΙΒΑ στη ριζοβολία στο υποκείμενο CAB-6P ως προς τον αριθμό και το μήκος των ριζών ενώ στα υποκείμενα Gisela 6 και MxM 14 μόνο ως προς την επιμήκυνση των ριζών. Η μεθειονίνη έδρασε συνεργιστικά με το ΙΒΑ, ενισχύοντας τη ριζογενετική ικανότητα των εκφύτων των υποκειμένων CAB-6P και Gisela 6. Θετικός συνεργισμός παρατηρήθηκε όσον αφορά τον αριθμό και το μήκος των ριζών στο υποκείμενο ΜxM 14, με την μεθειονίνη.Στο 2ο πείραμα μελετήθηκε η επίδραση των αμινοξέων, ασπαραγίνη, κυστείνη, κιτρουλλίνη και γλουταμίνη στην in vitro ριζογένεση, καλλογένεση και βλαστική αύξηση. Στο υποκείμενο CAB-6P, και τα 4 αμινοξέα είχαν αρνητική δράση στο μήκος των ριζών. Από την άλλη, 0,5 mg/l κυστείνης ή γλουταμίνης επηρέασαν θετικά τον αριθμό και το νωπό βάρος των ριζών ανά ριζοβολήσαν μικρομόσχευμα. Στο υποκείμενο Gisela 6, και τα 4 αμινοξέα μείωσαν τον αριθμό και το νωπό βάρος των ριζών ενώ 2 mg/l γλουταμίνης ανέστειλαν την επιμήκυνση των ριζών.Στο 3ο πείραμα μελετήθηκε η επίδραση της βιταμίνης της ομάδας Β που αποτελεί και απαραίτητο συστατικό του θρεπτικού υποστρώματος MS, της μυο-ινοσιτόλης. Η μυο-ινοσιτόλη ενίσχυσε τη θετική επίδραση του ΙΒΑ ως προς την επιμήκυνση των ριζών μόνο στο υποκείμενο Gisela 6.Στο 4ο πείραμα μελετήθηκε η επίδραση του dikegulac στην in vitro βλαστογένεση και ριζογένεση και χωρίστηκε σε 2 μέρη. Στο Α ΜΕΡΟΣ, το dikegulac εφαρμόστηκε σε 6 συγκεντρώσεις (0-150 μΜ) απουσία άλλων ορμονών αύξησης και στο Β ΜΕΡΟΣ, το dikegulac εφαρμόστηκε σε 3 συγκεντρώσεις (0, 250, 500 μΜ) σε συνδυασμό με ΒΑ (0 και 1 mg/l). Στο υποκείμενο CAB-6P, το dikegulac σε υψηλές συγκεντρώσεις (120 και 150 μΜ) μείωσε το μήκος του αρχικού βλαστού του μάρτυρα, προώθησε τη ριζοβολία (αριθμό ριζών) σε υψηλές συγκεντρώσεις και το ποσοστό ριζοβολίας στην χαμηλότερη (20 μΜ). Στο υποκείμενο Gisela 6, προώθησε το ρυθμό πολλαπλασιασμού και αύξησε τον αριθμό των βλαστών/έκφυτο υπό την εφαρμογή 80 μΜ dikegulac. Επίσης, ενίσχυσε τη ριζοβολία, ήτοι σε χαμηλές συγκεντρώσεις τον αριθμό των ριζών και σε υψηλότερες το μήκος τους (Α ΜΕΡΟΣ). Παρατηρήθηκε συνεργιστική δράση μεταξύ ΒΑ και 250 μM dikegulac στο υποκείμενο CAB-6P ως προς το νωπό βάρος των βλαστών και στο υποκείμενο Gisela 6 ως προς τον αριθμό των βλαστών/έκφυτο (Β ΜΕΡΟΣ).Στο 5ο πείραμα μελετήθηκε η επίδραση των πολυαμινών (PAs), πουτρεσκίνη (put), σπερμιδίνη (spd) και σπερμίνη (spm) στην in vitro βλαστογενεση και ριζογένεση (1 ΦΑΣΗ ), σε συνδυασμό με 1 mg/l BA με στοχο την έκπτυξη πολυάριθμων πολλαπλών μικροβλαστών (2 ΦΑΣΗ) και σε συνδυασμό με ΙΒΑ με στόχο τη ριζογένεση (3 ΦΑΣΗ). Και οι 3 PAs προώθησαν σημαντικά την in vitro ριζογένεση του υποκειμένου MxM 14, εντούτοις δεν είχαν καμία απολύτως επίδραση στην βλαστογένεση (δεν έπαιξαν κανέναν απολύτως ρόλο). Αντίθετα, και οι 3 PAs προώθησαν σημαντικά την in vitro βλαστογένεση των υποκειμένων CAB-6P, (σε μεγαλύτερο βαθμό η put), και Gisela 6 με επικρατέστερη την spd. Στα υποκείμενα CAB-6P και Gisela 6, η spm κυρίως ενίσχυσε τη βλαστογενετική ικανότητα των εκφύτων, αυξάνοντας το ποσοστό βλαστογένεσης (1 ΦΑΣΗ). Στο CAB-6P, η put (0,5 και 2 mg/l), η spd και η spm (0,5 και 1 mg/l) προκάλεσαν μείωση του μήκους των βλαστών του μάρτυρα. Η put (0,5 και 1 mg/l) και η spm (1 mg/l) αύξησαν το νωπό βάρος των βλαστών. Στο Gisela 6, οι PAs ενίσχυσαν τη θετική επίδραση της ΒΑ στη βλαστογενετική ικανότητα των εκφύτων (2 ΦΑΣΗ). Στο CAB-6P, 1mg/l put ενίσχυσε τη θετική επίδραση του ΙΒΑ στη ριζογένεση. Στο Gisela 6, διαπιστώθηκε θετικός συνεργισμός μεταξύ ΙΒΑ και put ως προς τον αριθμό και το μήκος των ριζών ενώ στο υποκείμενο MxM 14 μόνο ως προς τον αριθμό των ριζών. Στο Gisela 6, παρατηρήθηκε θετική συνεργιστική δράση μεταξύ ΙΒΑ και spd ως προς τον αριθμό και το μήκος των ριζών ενώ στο υποκείμενο MxM 14 μόνο ως προς το μήκος των ριζών. Στο υποκείμενο MxM 14, η προσθήκη spm ενίσχυσε τη θετική δράση του ΙΒΑ ως προς τον αριθμό και το μήκος των ριζών (3 ΦΑΣΗ).Στο 6ο πείραμα μελετήθηκε η επίδραση της μελατονίνης (MEL) χωριστά και σε συνδυασμό με τις 2 αυξίνες της ομάδας του ινδολίου, ΙΑΑ και ΙΒΑ στην in vitro ριζογένεση και καλλογένεση. Στο CAB-6P, 1μM MEL 2/πλασίασε τον αριθμό των ριζών ενώ 0,5 μM MEL έδωσε τη μεγαλύτερη επιμήκυνση των ριζών. Τα αποτελέσματα ήταν πιο ενθαρρυντικά κατά τη συνδυασμένη επίδραση MEL+ΙΑΑ/ΙΒΑ. Ο συνδυασμός MEL+ΙΒΑ απεδείχθει αποτελεσματικότερος για ριζοβολία ενώ ο συνδυασμός MEL+ΙΑΑ καταλληλότερος για καλλογένεση. Στο Gisela 6, 1μM MEL 4/πλασίασε τον αριθμό των ριζών ενώ το μήκος των ριζών ήταν μέγιστο στο συνδυασμό 10 μM MEL+ΙΒΑ. Η συχνότητα ριζοβολίας ήταν μέγιστη στην μεταχείριση 1 mg/l IBA ή ΙΒΑ+0,05 ή 0,1 μM MEL. Στο MxM 60, ο αριθμός των ριζών ήταν μεγαλύτερος στην μεταχείριση 0,5 μM MEL+ΙΒΑ ενώ τα υπόλοιπα χαρακτηριστικά ριζοβολίας ήταν μέγιστα στο συνδυασμό 1 μM MEL+ΙΒΑ. Καλύτερα αποτελέσματα ως προς τη καλλογένεση παρατηρήθηκαν κατά τη συνδυασμένη επίδραση 0,05 μM MEL+ΙΒΑ. Στο υποκείμενο PHL-C, καλύτερα αποτελέσματα ριζοβολίας παρατηρήθηκαν με την εφαρμογή 1 μM MEL. Η υψηλότερη εφαρμοζόμενη συγκέντρωση MEL (10 μΜ) είχε ως συνέπεια τη πλήρη αναστολή της ριζοβολίας.