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Efecto de la poliploidía colchicina inducida en características
morfológicas y composición de aceite esencial ...
Artículo en Cell Tissue planta y cultivo de órganos · Junio ​2017
DOI: 10.1007 / s11240-017-1245-0
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Plant Cell Tiss Organ Cult DOI 10.1007 /
s11240-017-1245-0 ARTÍCULO
ORIGINAL
Efecto de la poliploidía colchicina inducida en características morfológicas y
composición de aceite esencial de ajowan ( Trachyspermum Ammi L.)
Seyed Ahmad Sadat Noori 1 · Maryam Norouzi 2 · Ghasem Karimzadeh 3 · Khadijeh Shirkool 1
· Mohsen Niazian 1
Recibido: 12 Marzo 2017 / Aceptado: 28 May 2017 © Springer
Science + Business Media Dordrecht 2017
Resumen La poliploidía es un evento evolutivo increíble que se puede utilizar en el
plantas (69,2%), en contraste con las de las plantas diploides (49,67%).
fitomejoramiento para mejorar la planta de superficie plástica. El presente estudio se
realizó para evaluar el efecto de la poliploidía inducida vitro en en diferentes
propiedades de Ajowan planta medicinal. Cinco concentraciones diferentes de la
Palabras clave La colchicina Ajowan · · · La citometría de flujo GC / MS · ·
colchicina, incluyendo 0,025, 0,05, 0,1, 0,2, y 0,5% (w / v), se aplicaron a la
tetraploide timol
germinación de semillas de ajowan en seis diferentes duraciones de exposición,
incluyendo 6, 12, 24, 36, y 48 h. conteo de cromosomas mostró duplicación exitosa
abreviaturas
de número de cromosomas en las plantas tetraploides (2n = 4x = 36), en contraste
El análisis ANOVA de FCM varianza
con las plantas diploides intactas (2n = 2x = 18). la duplicación del contenido de
ADN en las plantas tetraploides inducidos se probó a través de citometría de flujo
La citometría de flujo GC / MS La cromatografía de gases
espectrometría de masas LSD
análisis. El más alto de inducción tetraploidía se logró mediante la aplicación de
Diferencia mínima significativa EM
0,05% (w / v) colchicina durante 24 h con eficiencia 11,53%. Las plantas tetraploides
medio de Murashige y Skoog
obtenidos eran más grandes que sus diploides plantas intactas para altura de la
planta, longitud de hoja, tallo diámetro, longitud de inflorescencia, longitud de
pedúnculo, y las características de longitud de semillas. La longitud y anchura de los
Introducción
estomas se incrementaron en las plantas tetraploides inducidos, mientras que se
redujo la densidad de estomas, en contraste con las plantas diploides iniciales.
La mejora del material vegetal a través de la ploidía poli- inducida y / o
análisis de cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC / MS) mostró
poliploides naturales utilizados ha sido uno de los principales objetivos de los
aumentos significativos en el contenido de timol en aceite esencial de tetraploide
programas de fitomejoramiento en el siglo pasado. En realidad, mayor vigor y
un mejor rendimiento son características que hacen organismos poliploides
más preferido que sus parientes diploides (Sattler et al. 2016 ). inducción
Polyploidy puede ocurrir a través poliploidización sexual o duplicación somática.
Somático (o mitotic-) inducida ploidía poli- través de la aplicación de venenos
del huso mitótico, tales como la colchicina y orizalina, es una planta común
Comunicada por María Antonieta Germanà.
*
1
2
breed- enfoque que se ha utilizado durante muchos años (Dhooghe et al ing. 2011
; Urwin 2014 ). La colchicina es el agente antimitótico más ampliamente utilizado
Mohsen Niazian
para la inducción de poliploidía en las plantas (Planchais et al. 2000 ). La
mniazian@ut.ac.ir
principal ventaja de la poliploidía inducida es que las plantas alcanzan
Departamento de Agronomía y Mejoramiento de Plantas
habitualmente han mejorado las características morfológicas y de rendimiento,
Ciencia, Colegio de Aburaihan, Universidad de Teherán,
tales como la altura más alta, mayor tubérculo, rizoma o tamaño de la raíz
-Teherán-Pakdasht, Irán
(Hannweg et al. 2016 ), Aumento de la biomasa, la mejora de la capacidad
Departamento de Horticultura de la Facultad de Aburaihan,
fotosintética, flores grandes, frutos y semillas (Urwin 2014 ), De
Universidad de Teherán, -Tehran-Pakdasht, Irán
3
Departamento de Mejora Vegetal, Facultad de Agricultura,
Universidad Modares Tarbiat (TMU), Teherán, Irán
13
Vol.:(0123456789)
Plant Cell Tiss Organ Cult
sus homólogos diploides. Esta superioridad también puede ocurrir en las plantas
autoclave. Todos los cultivos se mantuvieron a 24 ° C bajo una 16/8 h (luz /
poliploides inducidos en contraste con sus parientes diploides para la resistencia al
oscuridad) fotoperiodo con 60-65% de humedad relativa durante diferentes
estrés abiótico, tales como sequía Ance tolerar (Hannweg et al. 2016 ).
tiempos de exposición, incluyendo 6, 12, 24,
36, y 45 h. El experimento se realizó como un rial facto-, utilizando un
Debido al hecho de que muchas hierbas medicinales están libres de efectos
diseño completamente aleatorizado con dos fac- tores (A: cinco
secundarios, el interés por los productos vegetales ha aumentado
concentraciones diferentes de colchicina; b: cinco duraciones
considerablemente en todo el mundo (Ashraf y Orooj
diferentes de la exposición) y tres repeticiones (como placas de Petri).
2006 ). Una de estas importantes plantas medicinales es ajowan, que
Treinta semillas se cultivaron en cada ción replicativa. Después del
pertenece a la Apiaceae familia y crece principalmente en las regiones áridas
tratamiento, las semillas se subcultivaron en free- fuerza completa
y semiáridas del este de la India, las zonas occidental, central y del nordeste
colchicina medio MS. Todos los cultivos se incubaron a continuación en
la habitación de crecimiento bajo las condiciones antes mencionadas.
de Irán, y también en Egipto (Ashraf y Orooj 2006 ; Joshi 2000 ; Moosavi et al. 2015
; Niazian et al. 2017 ). Ajowan es una planta anual y diploide (2n = 18) con
Después de 15 días, las plántulas que sobrevivieron fueron adoptados
sistema reproductivo polinización cruzada (hotra Mal- y Vijay 2004 ). Las
primero y después se transfirieron a macetas contienen perlita y de
sustancias activas de semillas hacen de esta planta valiosa para fines
coco Pite (1: 1). análisis de ploidía se llevaron a cabo después de 50
medicinales (Dalkani et al.
días en las plántulas bien desarrolladas. Tasa de supervivencia se
calculó dividiendo el número de plantas sobrevivido formar cada
2012 ). Ajowan semillas contienen un aceite esencial con el contenido de
tratamientos en todas las semillas cultivadas (90 semillas),
aproximadamente el 50% de timol, que tiene germicida fuerte, los efectos
anti-espasmódicos y fungicidas (Ashraf y Orooj 2006 ). Muchas de las plantas
medicinales y aromáticas no tienen una producción estable en sus zonas de
cultivo y por lo general están reunidos de acuerdo con los métodos
convencionales para satisfacer las demandas (Dalkani et al. 2012 ). Por lo tanto,
el conteo de cromosomas y la citometría de flujo evaluaciones
la atención a la calidad estable y la cantidad de producción de plantas
medicinales es importante para responder a la creciente demanda de
Después de calcular la tasa de supervivencia, en todos los conjuntos de tratamiento,
necesidades far- macéuticos. Además de las ventajas antes mencionadas de
se analizaron 26 plantas para la inducción de ploidía. El método directo de conteo de
poliploidía inducida en las plantas, este método de cultivo también se puede
cromosomas se utilizó para contar el diploides y tetraploides plantas. Para este
utilizar en plantas medicinales para mejorar su producción de metabolitos
propósito, puntas de las raíces (~ 7 mm de largo) fueron pre-tratados con
secunda- rio (Hannweg et al. 2016 ). El presente estudio se realizó para investigar
8-hidroxiquinolina (0,002 M) durante 5 h. Para eliminar 8-hidroxiquinolina, mues- tras
el efecto de la in vitro poliploidía colchicina inducida en algunas características
se lavaron a fondo y después se colocaron en fijador de Carnoy (60% de etanol,
morfológicas y composición de aceite esencial de la planta medicinal ajowan y
ácido acético al 30%, 10% cloroformo) durante 24 h. La solución fijador se eliminó
comparar las plantas ploid tetra- alcanzados con sus plantas diploides intactas.
con tres lavados subsecuentes utilizando agua destilada. Las muestras se incubaron
a continuación en ácido clorhídrico (1 N) durante 20 min para eliminar las paredes
celulares y lavado posterior ayudaron a eliminar el ácido clorhídrico. A continuación,
las muestras se tiñeron con aceto orceína (1%) y soluciones para observaciones de
microscopía de luz carmín aceto (1%). Las partes extremas de puntas de raíces se
fijaron en portaobjetos con una sola gota de ácido acético (45%) y luego aplastado.
Materiales y métodos
Como paso final, la documentación y el cromosoma ing claqueta de muestras fijadas
en las diapositivas se llevaron a cabo utilizando un microscopio óptico equipado con
Inducción de poliploidía
una cámara (Olympus DP70).
Germinación de semillas de un ecotipo iraní de ajowan (Shahedye-Yazd),
adquirido en el Instituto de Investigación de bosques y pastizales de Irán, fueron
utilizados para la inducción de poliploidía in vitro. Semillas con cles radi- bien
análisis cytomety Flow se llevó a cabo utilizando un trozo de tejido de la hoja
desarrollados (~ 0,8 mm-1 cm) se transfirieron a fuerza completa medio MS,
(0,5 cm 2) formar 10 muestras en cinco repeticiones. Los tejidos foliares se
complementado con diferentes concentraciones de colchicina, incluyendo 0,025,
cortaron con una cuchilla de afeitar en 500 ml de tampón de Galbraith modificado
0,05, 0,1, 0,2, y 0,5% (w / v). Antes de la esterilización en autoclave, el pH del
aislamiento núcleos (Tris 200 mM, MgCl2.6H2O 4 mM, pH 7,5, 0,5% Triton
medio se ajustó a 5,8 ± 0,2 con NaOH 4 mM (Niazian et al. 2017 ). Las
X-100) durante 25 s (Galbraith et al. 1983 ). Luego, 500 ml de la tinción solución
soluciones madre de colchicina se prepararon mediante la resolución de las
de 4,6-diamino-2-fenilindol-se añadió a las muestras para la tinción del ADN.
concentraciones afore- mencionados de la colchicina en agua dis- labrada
solución de tinción se contienen ARNasa para eliminar interferencias. Las
esterilizada y 2% (v / v) sulfóxido de dimetilo (DMSO). En definitiva, se añadió
muestras se bated incu- en esta solución durante 2 min y luego se pasaron los
colchicina esterilizada por filtración a los medios después de
núcleos a través de un filtro de nylon de 30 micras para eliminar los restos
celulares. UNA
13
Plant Cell Tiss Organ Cult
citómetro de flujo (PA-I; Partec) se utilizó para las muestras de análi- sis. estándar de
Resultados y discusión
la planta de perejil se utilizó para comparar los resultados cytomety flujo de ajowan
con esta planta estándar.
el conteo de cromosomas y el análisis de citometría de flujo
Evaluación de las características morfológicas y
Los resultados de conteo de cromosomas directa de puntas de las raíces
estomas
mostraron que el número de cromosomas de plantas diploides intactas (2n = 2x
= 18) (Fig. 1 a) fue duplicado con éxito después de tratamiento con colchicina a
Para investigar el efecto de tetraploidía colchicina inducida en los rasgos
diferentes tiempos de incubación (2n = 4x = 36) (Fig. 1 si). Estudios anteriores
morfológicos de ajowan, algunas características morfológicas incluyendo la altura
también informaron de nueve pares de cromosomas (2n = 2x = 18) para las
de la planta, longitud de la hoja, diámetro del tallo, longitud de inflorescencia,
plantas diploides de ajowan (Chattopadhyay y Sharma 1988 ; Das y Mallick 1993 ;
longitud de pedúnculo, y la longitud de la semilla se compararon en las plantas de
Khullar et al. 1988 ). La colchicina es uno del inhibidor de huso mitótico que ha
control diploides y las plantas tetraploides obtenidos en el mismas situaciones en
completamente éxito- sido aplicado para la inducción de poliploidía en variedad
condiciones de invernadero. Todas las mediciones se llevaron a cabo en plantas
de plantas cojinete de aceites esenciales en los últimos años (Hannweg et al. 2016
de 10 semanas de edad utilizando una regla estándar y en tres repeticiones.
).
características estomas, como la longitud de los estomas, la anchura y la
densidad se midieron usando capa de epidermis de hojas expandidas. Para llegar
a la capa epidérmica, las hojas expandidas se secaron primero con barniz
En el presente estudio, citometría de flujo análisis también se aplicó para
incoloro, y después la epidermis se separó a partir de hojas secas con un trozo
determinar los niveles de ploidía de hormigas regener- in vitro. Citometría de flujo
de banderol. epiderms separados se fijaron en LAMS de vidrio y luego la
El análisis mostró que las plantas diploides de ajowan mostraron un pico (pico 2)
observación y documentación de las sec- ciones fijas en las diapositivas se
en el canal 24.87 (Fig. 1 c), también planta diploide estándar de parsely mostró
realizaron con un microscopio óptico equipado con una cámara (Olympus DP70).
Peak (Pico
Las imágenes obtenidas se analizaron utilizando el software ImageJ ( https: //
1) en canales de 13,41 y 13,32 (Fig. 1 c, d) mientras que las plantas tetraploides
imagej.nih.gov/ij ).
inducidos mostró un pico (pico 3) en la posición del canal 49.42 (Fig. 1 re).
Basándose en estos resultados, el contenido de ADN de plantas tetraploides
putativos fue casi dos veces de plantas diploides de ajowan y plantas estándar
de perejil (pico 1 en la figura. 1 discos compactos). Como showen en la Fig. 1 c, d,
coeficiente de porcentaje de variación (CV%) en citometría de flujo resultados de
la extracción de aceite esencial y el análisis GC / MS
Ajowan plantas fueron ligeramente superiores a 5%, lo que indica a la misma que
ajowan es una especie difícil que la precisión urement medi- de su contenido de
Para la extracción de aceites esenciales, una muestra de semilla de cada una de
ADN es muy difícil y replicar mediciones puede mejorar su reproducibilidad
las plantas de control diploides y plantas tetraploides inducidos (20 g) se molió
estimación del contenido de ADN (Doležel y Bartoš 2005 ), Resultado similar con
usando un molinillo eléctrico, y se añadió el polvo fino obtenido a 500 ml de agua
CV% más de 5% en ajowan han sido reportados en estudio anterior (Niazian et
destilada en la parte superior de un calentador a 100 ° C. El aceite se extrajo
al. 2017 ). Uno de los métodos rápidos y fiables ampliamente utilizados para
utilizando un aparato de tipo Clevenger 5 (Mirahmadi et al. 2011 ) para
determinar el nivel de ploidía, especialmente en los estudios de inducción de
poliploidía, es la citometría de flujo análisis. La citometría de flujo se ha aplicado
2,5 h. Cada extracción se lleva a cabo en tres repeticiones. El porcentaje de
con éxito para verificar la inducción de poliploidía de otras plantas medicinales
aceite esencial extraído se calculó sobre la base de las semillas trituradas.
como el arbusto de jengibre ( Tetradenia riparia) ( Hannweg et al. 2016 ), Ginseng
Los componentes principales del aceite esencial se analizaron mediante
brasileño ( Pfaffia glomerata [ Spreng.]) (Gomes et al. 2014 ), Cónica púrpura ( Echinacea
cromatografía de gases método de espectrometría de masas. La
PUR p ™ rŠa L.) (Abdoli et al. 2013 ), Cannabis ( Cannabis sativa
identificación de la com- posición del aceite esencial se llevó a cabo utilizando
el índice de retención Kovats y sugirió GC / MS espectros de la biblioteca de
orde- nador. Finalmente, el porcentaje relativo de cada compo- nente se
calculó de acuerdo con el área bajo la curva de GC / MS espectros.
L.) (Bagheri y Mansouri 2015 ), Y persicus timo
(Tavan et al. 2015 ). Este método también se aplica para verificar la estabilidad
genética de las plantas regeneradas a través de la embriogénesis somática
análisis estadístico
indirecta e indirecta de regeneración de brotes de ajowan (Niazian et al. 2017 ).
Todos los análisis-tales como ANOVA estadísticos, significan análisis compara- usando
la prueba de LSD a nivel de probabilidad del 5%, y emparejados Student de t test-se
eficiencia de inducción Polyploidy
llevaron a cabo utilizando SAS Ver. 9.1 (Cary 2004 ) software. El software Image J se
utilizó para ana- lisis de la imagen de las propiedades de los estomas.
Se evaluó la tasa de supervivencia de las plantas tratadas después de 50 días de
tratamiento con colchicina. De acuerdo a los resultados,
13
Plant Cell Tiss Organ Cult
Figura 1 recuento cromosómico y el histograma de flujo análisis etría cytom- de ajowan. una resultados Etry para planta diploide statndard de plantas parsely y diploides de ajowan. re La
Número de cromosomas de plantas diploides (2n = 2x = 18) ( bar 10 m). si Número de
citometría de flujo resultados para planta diploide statndard de plantas parsely, diploides y
cromosomas de colchicine- plantas tetraploides inducidos (2n = 4x = 36) ( bar 10 m). C cytom-tetraploides de ajowan
flujo
la tasa de supervivencia de Ajowan plantas se disminuyó con el aumento de la dosis
afectada por niveles de ploidía. Los resultados del análisis de la varianza mostraron
de colchicina y también el aumento de la duración de la exposición. La tasa de
que el efecto significativo de la con- centración colchicina sobre todos los rasgos
supervivencia más alta de las plantas tratadas se relaciona con la aplicación de
morfológicos investigados de ajowan a nivel de probabilidad del 1% (tabla 2 ). El
0,025% (w / v) de la colchicina durante 6 h, y la tasa de supervivencia más bajo
efecto de la duración del tratamiento fue significativa sólo en longitud inflorescencia
estaba relacionado con las plantas tratadas con 0,5% (w / v) de la colchicina para 36
a nivel de probabilidad del 5% (Tabla 2 ). Los efectos de la interacción de la
y 48 h (Tabla 1 ). La tasa de supervivencia de las plantas de control diploides era
concentración de colchicina × duración del tratamiento fueron significativas sólo en
más que todas las plantas de colchicina tratados con 99,66%. El efecto adverso de
longitud del pedúnculo a nivel de capacidad proble- 5% (Tabla 2 ). Medios de
dosis más altas de tratamiento de la colchicina sobre la tasa de supervivencia de las
análisis de comparación usando el test LSD a nivel de probabilidad del 5% mostró
plantas tratadas también se informó en otros estudios de inducción de poliploidía
que la alta est media de altura de la planta se logró mediante la aplicación de 0,1%
(Abdoli et al. 2013 ; Bagheri y Mansouri 2015 ; Tavan et al. 2015 ). Basado en cariotipo
colchicina durante 6 h (Tabla 3 ). La altura de la planta más baja se relaciona con
y análisis FCM, y también, se consiguió la eficiencia de la inducción de poliploidía
planta diploide con 72,7 cm (cuadro 3 ). Basándose en el análisis de comparación de
utilizando diferentes concentraciones de colchicina en diferentes tiempos de
medias, la aplicación de 0,5% chicine COL- condujo a la media más alta de la
exposición la tasa de supervivencia calculado de plantas regeneradas in vitro (Tabla
longitud de la hoja en ajowan (Tabla 3 ), Mientras que la longitud de la hoja más
1 ). En todos los conjuntos de tratamiento, se lograron 26 plantas tetraploides.
corta se relaciona con plantas diploides con promedio de 8,33 cm (Tabla 3 ). La
Basado en evaluaciones, la eficiencia más alta de inducción de poliploidía se logró
media más alta del diámetro del tallo correspondió a la utilización de
mediante la aplicación de 0,05% colchicina durante 24 h (11,53%) (Cuadro 1 ). Uso
de 0,025% (w / v) colchicina para 6, 12 y 24 h no tuvo éxito para la inducción
tetraploidía de ajowan (Tabla 1 ). Aunque en los estudios de inducción de ploidía se
espera mixploid o plantas con mayor ploidía pero en este estudio sólo se lograron
0,2% de colchicina, y también la media más baja para este rasgo se relaciona con
plantas tetraploides en todas las plantas ensayadas.
plantas diploides (Tabla 3 ). Según los resultados del análisis de comparación de
medias mediante la prueba de LSD, la aplicación de 0,5% colchicina condujo a los
medios más altos de longitud de inflorescencia, longitud de pedúnculo, y la longitud
de semilla de ajowan (Tabla 3 ). Los medios más bajos de longitud de inflorescencia,
y la longitud de la semilla, se lograron en el tratamiento de colchicina 0,025%, y la
media más baja de la longitud de pedúnculo se relacionó con plantas diploides
Características morfológicas de plantas tetraploides inducidos
(Tabla 3 ). evaluaciones visuales también se mostraron las crecientes efectos de la
inducción tetraploidía en altura de la planta (Fig. 2 a), longitud de la hoja (Fig. 2 b), la
longitud de la semilla (Fig. 2 c), longitud de inflorescencia (Fig. 2 d), y
En el presente estudio, el efecto de la inducción tetraploidía se evaluó en
los rasgos morfológicos que son por lo general
13
Plant Cell Tiss Organ Cult
tabla 1 eficiencia de inducción tetraploide en
Duración del trata-
ajowan con la aplicación de diferentes
Tasa de supervivencia (%) una
No. de tetraploide
miento (h)
concentraciones de colchicina en diferentes
frecuencia
tetraploide (%) si
tiempos de exposición
6.00
71.10
0
0.00
12.00
71.10
0
0.00
24.00
64.40
0
0.00
36.00
59.90
1
3.84
48.00
56.60
1
3.84
6.00
47.70
1
3.84
12.00
43.30
1
3.84
24.00
41.10
3
11,53
36.00
41.10
2
7.69
48.00
41.10
2
7.69
6.00
35.50
1
3.84
12.00
30.00
2
7.69
24.00
31.10
2
7.69
36.00
23.30
1
3.84
48.00
23.30
1
3.84
6.00
21.10
1
3.84
12.00
18.89
1
3.84
24.00
16.60
1
3.84
36.00
12.20
1
3.84
48.00
12.20
2
7.69
0,025
0.05
0.10
concentración (%)
0.20
6.00
13.30
1
3.84
12.00
6.60
0
0.00
24.00
6.60
1
3.84
36.00
3.30
0
0.00
48.00
3.30
0
0.00
0.00
96.66
0.00
0.00
0.50
0.00
una
si
Nº de plantas sobrevivido / 90 semillas cultivadas
Nº de plantas tetraploides obtenidos / 26 logra plantas tetraploides colchicina
Tabla 2 Análisis de varianza para los rasgos morfológicos investigados en diploides y tetraploides inducidos plantas de ajowan
df C cuadrados medios
Altura de planta
la concentración de colchicina
5
146.93 **
La duración del tratamiento
4
3.16 ns
diámetro del tallo
longitud de la inflorescencia
1.083 **
0,868 **
11.98 **
1,66 **
1.094 **
0.22 ns
0,035 ns
0,76 *
0,034 ns
0,099 ns
0,102 ns
longitud de la hoja
longitud del pedúnculo
CC una x TD si
20
17.9 ns
0.26 ns
0,108 ns
0,448 ns
0,102 *
Error
60
9.95
0,19
0,174
0,271
0,048
2.1
4.71
5.7
3.1
Coeficiente de variación (%)
10.100
longitud de semilla
0,074
10.1
ns insignificante
una
si
C
la concentración de colchicina
La duración del tratamiento
Grado de libertad
* , * * Significativo al nivel de probabilidad del 5 y 1%, respectivamente SOV
longitud del pedúnculo (Fig. 2 mi). Abdoli et al. ( 2013 ) También ha reportado
plantas de control diploide. La aplicación de la colchicina también dio lugar a
más grande semilla y la flor para colchicina inducida plantas tetraploides de Echinacea
diferentes formas y tamaños de hojas en el Tetradenia riparia planta medicinal
purpurea en contraste con
(Hannweg et al. 2016 ).
13
Plant Cell Tiss Organ Cult
Tabla 3 La media de análisis de comparación de las características morfológicas investigados de diploide y plantas tetraploides de ajowan
tratamiento Ploidía
CC 1 (%)
TD 2 ( H) medios
Altura de la planta (cm)
tetraploide
0,025
0.05
0.10
0.20
0.50
diploide
0.00
la concentración de colchicina
2
nivel de la duración del
Stem diá-
longitud de la
metro (mm)
inflorescencia (cm)
longitud del pedúnculo (mm) Longitud de Semillas
(mm)
142,30 h
9.06 c-g
7.36 re
14.53 l
4.16 h
2.26 fg
12.00
145.50 gh
8.66 fg
7.42 BCD
16.00 ijk
4.26 gh
2.7 c-f
24.00
147.60 fg
9.20 b-g
7.42 BCD
15.33 kl
4.36 fgh
2.16 sol
36.00
147.30 fgh
9.46 a-e
7.53 anuncio
16.16 h-k
4.03 h
2.26 fg
48.00
148.40 efg
9.16 b-g
7.42 BCD
16.00 ijk
4.23 gh
2.67d ef
6.00
145.80 gh
9.00 d-g
7.74 anuncio
16.63 f-j
4.36 fgh
2.60 efg
12.00
150.00 c-g
8.60 sol
7,76 anuncio
15.90 jk
4.36 fgh
2.43 efg
24.00
151.60 a-f
9.36 a-f
7.63 anuncio
16.46 g-j
4.36 fgh
2.66 def
36.00
147.60 fg
9.16 b-g
7.69 anuncio
16.53 f-j
4.76 cde
2.46 efg
48.00
150.30 c-g
9.46 a-e
7.41 discos compactos
16.80 e-i
4.23 gh
2.63 def
156.10 una
9.76 a B C
7.81 anuncio
16.90 d-h
4.53 efg
2.76 ser
12.00
151.10 a-f
9.86 ab
7.85 anuncio
17.03 d-g
4.83 ser
2.67 def
24.00
148.10 efg
9.46 a-e
8.01 anuncio
17.13 c-g
4.90 anuncio
2.53 efg
36.00
152.80 a-e
9.30 a-g
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16.93 d-h
4.70 c-f
2.76 ser
48.00
151.50 a-f
9.63 anuncio
8.11 una
17.26 b-g
4.90 anuncio
2.60 efg
150,6 b-g
9.30 a-g
8.13 una
17.30 b-g
4.56 d-g
2.60 efg
12.00
154.50 anuncio
8.86 efg
8.11 una
16.86 e-h
5.03 a B C
2.83 ser
24.00
152.80 a-e
9.30 a-g
8.12 una
17.36 b-f
4.63 def
3.06 anuncio
36.00
149.80 d-g
9.70 anuncio
8.17 una
17.33 b-f
4.83 ser
2.83 ser
48.00
152.80 a-e
9.50 a-e
8.09 a B C
17.03 d-g
5.00 a B C
3.13 a B C
6.00
155.10 a B C
9.76 a B C
8.10 ab
17,73 BCD
5.23 una
2.76 ser
9.83 ab
8.01 anuncio
17.56 ser
4.83 ser
3.20 ab
8.11 una
17,93 a B C
5.00 a B C
3.13 a B C
3.30 una
6.00
6.00
6.00
12.00
155.50 ab
24.00
155.50 ab
36.00
154.70 anuncio
9.60 anuncio
8.04 anuncio
18.73 una
5.03 a B C
48.00
151.30 a-f
9.26 b-g
8.10 ab
18.10 ab
5.13 ab
3.06 anuncio
8.33
7.2
15.53
3.46
2.30
0,71
0.68
0.85
0.11
0.44
0.00
LSD (5%)
1
longitud de la hoja (cm)
72.7
5.15
10.00 una
características de los estomas
densidad de plantas tetraploides inducidos fue de 15,9 células / mm 2
(Mesa 4 ). Una de las características más adecuadas que se pueden utilizar como un
Una comparación de las características de estomas en las plantas diploides y
fuerte indicador del nivel de ploidía en las plantas es la densidad estomática (Gomes
tetraploides mostró el aumento de la longitud y la anchura de estomas en la colchicina
et al. 2014 ). de inducción de ploidía por lo general conduce a una menor densidad de
inducida plantas tetraploides de ajowan (Fig. 3 a) en contraste con sus parientes
estomas, muy probablemente debido a las células de estomas y epidérmicas más
diploides (Fig. 3 si). Las observaciones microscópicas también demostró disminución de
grandes (Gantait et al. 2011 ). aumentos espectaculares en la longitud de los estomas y
la densidad de los estomas en las plantas tetraploides obtenidos (Fig. 3 c) En contraste
el ancho y la reducción en la densidad de los estomas de colchicine- inducida plantas
a las plantas diploides-intacta (Fig. 3 re).
tetraploides también se han reportado en otros estudios de inducción de ploidía (Aina
et al. 2012 ; Majdi et al.
Los resultados de un análisis de T-test pareado mostraron signifi- diferencias
signifi entre diploides y tetraploides plantas para la longitud de los estomas, la
2010 ; Xu et al. 2016 ).
anchura, y la densidad en nivel de probabilidad del 1% (tabla 4 ). Los promedios de la
longitud de los estomas y el ancho de plantas tetraploides eran 12,8 y 7,2 m,
la composición del aceite esencial
respectivamente, mientras que estas características de las plantas diploides eran 9,2
y 5,9 m, respectivamente (Tabla 4 ). densidad de estomas de plantas diploides fue
El rendimiento de aceite esencial de plantas tetraploides era veces dos y media más
de 25,4 células / mm 2 mientras que los estomas
que sus plantas de control diploides (datos no mostrados). En la comparación de los
perfiles de aceites esenciales obtenidos
13
Plant Cell Tiss Organ Cult
Figura 2 Efecto de inducción tetraploidía en carac- charachter- morfológicas de ajowan. una Altura
(plantas bar 3 cm). re longitud Inflorescencia de tetraploide ( derecho) y loid DIP ( izquierda) (plantas bar 1
de la planta de diploide ( izquierda) y tetraploide ( derecho)
cm). mi longitud del pedúnculo de tetraploide ( izquierda) y diploide ( derecho) (plantas bar 1 cm)
(plantas bar 7 cm). si longitud de la hoja de tetraploide ( izquierda) y diploide ( derecho)
(plantas bar 2 cm). C longitud de la semilla de tetraploide ( izquierda) y diploide ( derecho)
aceites de plantas tetraploides fue de más de plantas diploides (Tabla 5 ).
plantas diploides contenían α-Terpieol en su aceite esencial, mientras que este
componente estaba ausente en el aceite esencial de las plantas teraploid. La
diferencia entre plantas diploides y sus plantas tatraploid correspondientes para
sus perfiles de metabolitos secundarios ha sido reportado en varios cojinete de
aceite plantas esenciales (Dhawan y nia lava- 1996 ). inducción tetraploidía en T.
riparia planta medicinal ha dado lugar a la extracción de algunos componentes
adicionales esen- cial de petróleo, tales como α-humuleno, α-terpineol y
viridiflorol, que no estaban presentes en los diploides (Han- nweg et al. 2016 ).
Esta alteración en los perfiles de metabolito secundario debido a la inducción de
ploidía en plantas medicinales puede estar relacionada con la regulación de la
síntesis de cals biochemi-, la represión funcional de los genes, y también
depresión de genes silenciosos que anteriormente no se expresan en la planta
(Hannweg et al . 2016 ; Lavania 2005 ; Exacción 1976 ). El resultado importante de
la presente investigación es que el contenido de timol de plantas tetraplid era
más de plantas intactas diploides, por lo que el protocolo de inducción de ploidía
presente se puede utilizar para aumentar el contenido de timol de ajowan, como
Fig. 3 Charactristics estomas de ajowan. una longitud estomas y dth Wei- de plantas tetraploides
de ajowan ( barras 10 m). si longitud estomas y weidth de plantas diploides de ajowan ( barras 10
el principal metabolito secundario de esta planta medicinal.
m). C densidad de estomas de plantas tetraploides de ajowan ( barras 100 m). re densidad de
estomas de las plantas Loid DIP de ajowan ( barras 100 m)
a partir del análisis GC / MS, las diferencias entre componentes de aceites
esenciales de plantas diploides y plantas tetraploides colchi- cine inducida
Conclusión
marcada fueron revelados (Tabla 5 ). En las plantas tetraploides, los porcentajes
de todos los componentes de aceites esenciales eran menores que las de las
observaciones cromosómicas y análisis de citometría de flujo demostraron
plantas diploides, excepto el contenido de timol, tal que su porcentaje en lo
contenido duplicación del ADN de plantas tetraploides colchicina inducida en
esencial
contraste con sus plantas intactas diploides.
13
Plant Cell Tiss Organ Cult
Tabla 4 estomas
longitud estomática (m)
anchura estomática (m)
nivel de ploidía
2x
4x
2x
4x
2x
4x
Medida
9.20
12.80
5.90
7.20
25.4
15.90
T-valor
6,60 **
los estomas 1%
características de diploide y plantas
la densidad de los
estomas -1 mm 2
tetraploides de ajowan
53.66 **
8,23 **
* * Significativo a parámetros de nivel de probabilidad de
Tabla 5 Comparación de los componentes del aceite esencial de diploide y COL- chicine inducida
amabilidad ayuda financiera en apoyo de esta investigación. También los autores agradecen al
plantas tetraploides de ajowan
Instituto de Investigación de Bosques y Pastizales de Irán para la adquisición de las semillas.
nombre de la composición
Tiempo de extracción
(min)
2x
4x
Porcentaje de aceite
esencial una
2x
4x
1
a-tujeno
6.23
6.33
0,19
0.12
2
ß-pineno
8.08
8.07
2.05
0,72
3
ß-mirceno
8,73
8.65
0.45
0.22
4
alfa-terpineno
9.71
9.67
0.65
0.24
5
p-cimeno
10.05
10.04
6
ß-felandreno
10.21
10.18
0.25
7
gamma-terpineno
11.43
11.55
17.81
8
4-terpineol
16.54
16.81
0.38
0.27
9
a-Terpieol
17.43
-
0.31
-
10
timol
23.09
23.10
una
27.95
49.67
12.88
Contribuciones de autor MNI y SASN escribió el manuscrito. KS y MNO realizaron
experimentos tetraploidia. GK ayudó a mejorar el manuscrito.
Cumplimiento de las normas éticas
Conflicto de intereses Los autores declaran que no tienen ningún conflicto de intereses a
revelar.
0,19
Estándares Eticos Los experimentos se realizaron de acuerdo con las leyes vigentes de la
15.78
República Islámica de Irán.
69.20
referencias
Los valores son el porcentaje de los componentes en el aceite total de diploides y plantas ploid tetra- No.
Abdoli M, Moieni A, Badi HN (2013) morfológicas, fisiológicas,
estudios citológicos y fitoquímicos en diploides y colchicine- inducida plantas
tetraploides de Echinacea purpurea ( L.). Acta Phys- LIO Plant 35 (7): 2075-2083
tratamiento con colchicina disminuye significativamente la tasa de
supervivencia in vitro de plantas regeneradas de ajowan. La mayor eficiencia
de la inducción tetraploidía se logró mediante apply- ing 0,05% colchicina
durante 24 h. traits- morfológicas tales como altura de la planta, longitud de
hoja, tallo diámetro, longitud cencia inflo-, longitud de pedúnculo, y semilla de
longitud-se incrementaron en las plantas tetraploides en contraste con sus
parientes diploides. longitud estomas y la anchura se incrementaron en las
plantas tetraploides, mientras que la densidad de los estomas de plantas
diploides era más que eso en plantas tetraploides inducidos. El perfil de
metabolito secundario de ajowan cambió con la inducción tetraploidía, que este
resultado puede ayudar al estudio de los genes que regulan la ruta de
metabolismo secundario en ajowan y otras valiosas plantas medicinales. El
contenido de timol en el aceite esencial de plantas tetraploides inducidos
colchicine- era más que las plantas diploides-intactas. En resumen, por
primera vez se estableció un procedimiento in vitro para la inducción en
tetraploidia T. Ammi
Aina O, Quesenberry K, Gallo M (2012) la inducción in vitro de tetraploids en paraguariensis cacahuete. Cell Tissue Organ Cult Plant (PCTOC) 111 (2):
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que puede aumentar su contenido de timol que tiene una utilidad no puede
signifi- a niveles comerciales y prácticos.
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cromosoma duplicación (2011) mitótica de tejidos vegetales in vitro. Cell Tissue
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Agradecimientos Los autores agradecen al Dr. MH Asare, el secretario de la ciencia y el
personal de desarrollo tecnológico de las plantas medici- nales y la medicina tradicional de
la República Islámica de Irán por su
13
citometría de flujo y estimación del tamaño del genoma nuclear. Ann Bot 95 (1): 99-110
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107-116
13
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