Obcy gatunkowo pyłek i czynnik chemiczny w indukcji rozwoju zarodków haploidalnych u Lactuca sativa L.

Abstract

Sałata siewna (Lactuca sativa) jest popularną oraz cenną z ekonomicznego punktu widzenia rośliną warzywną. Głównym celem tej pracy było opracowanie efektywnej metody haploidyzacji Lactuca sativa, która byłaby użyteczna dla hodowców sałaty siewnej. Krzyżowanie oddalone oraz chemiczną indukcję prowadzono w warunkach in vivo oraz in vitro. Pyłek wszystkich gatunków należących do Asteraceae, kiełkował na znamionach sałaty już 1h po zapyleniu. Rozwój haploidalnych prazarodków stwierdzono w 20 z 24 kombinacji krzyżowania oddalonego. Najwyższą liczbę formujących się zarodków obserwowno w wyniku zapylania L. sativa x H. tuberosus L. (16%). Po indukcji chemicznej 7 z 8 testowanych substancji, wykazano rozwój kilkukomórkowych prazarodków – najefektywniejszym induktorem okazała się Dicamba (16%). Wszystkie otrzymane prazarodki charakteryzowały się haploidalną liczbą chromosomów (n=9) a ich rozwój ulegał zahamowaniu na wczesnych etapach embriogenezy. Ploidalność prazarodków weryfikowano poprzez liczenie chromosomów w dzielących się komórkach oraz porównanie obwodów ich jąder komórkowych z materiałem kontrolnym. Haploidalne rośliny L. sativa zregenerowano z tkanki kalusowej, otrzymanej z dzielących się komórek haploidalnych zarodków w kulturach in vitro. Ploidalność wszystkich otrzymanych roślin analizowano z wykorzystaniem takich metod jak: analiza 8 cytometryczna, analiza 45 markerów molekularnych metodą KASP™, liczenie chromosomów w komórkach merystemów wierzchołkowych korzenia, porównanie długości i zagęszczenia szparek liściowych oraz analiza mikro- oraz megasporogenezy. Lettuce (Lactuca sativa L.) is a very popular and economically valuable leafy vegetable. The main aim of this work was to find an effective method of haploidization of Lactuca sativa which could be useful for lettuce’ breeders. Pollination and chemical induction of lettuce were conducted in vivo and in vitro. Pollen grains of all Asteraceae species, germinated on stigmas of L. sativa already 1h after pollination. Induction of development of haploid, globular embryos were stated after pollination with pollen of 20 of 24 species. The highest frequency of embryos was achivied after crossing with Helianthus tuberosus L. (16%). Application of seven of eight tested chemical inductors resulted in the development of only several-celled embryos – the most effective was Dicamba (16%). All obtained globular embryos were haploid (n=9) but they did not developed further. The embryo haploidy was verified by: counting of chromosomes in dividing cells and comparison of nucleus perimeter with the diploid ones. The haploid plants of L. sativa were regenerated from the callus tissue obtained from the proliferating haploid embryos, cultured in vitro. The ploidy level of all obtained in vitro plants were examined by: flow cytometry analysis, KASP™ analysis of 45 molecular markers, counting chromosomes in dividing cells of roots’ apical merystem, comparison of length dimension and density of leaf stomatas and analysis of micro- and megasporogenesis.