Plant regeneration from mesophyll protoplasts of lisianthus (Eustoma grandiflorum) by adding activated charcoal into protoplast culture medium

Abstract

Plant regeneration from isolated protoplasts of 8 cultivars of lisianthus, Eustoma grandiflorum (Griseb.) Schinners, has been established by using activated charcoal. Protoplasts were isolated from lisianthus leaves grown in vitro and started to divide within 3-4 days of culture, but successful colony formation was only achieved by adding gellan gum blocks containing 1% (w/v) activated charcoal immediately after culture. Colonies consisting of as many as 50-100 cells formed after 30 days of culture and were transferred to fresh medium for callus proliferation and shoot regeneration, respectively. These shoots rooted on MS medium containing 0.5 mg 1-l indolebutyric acid(IBA) and the plantlets were finally transplanted to pots. Morphological characteristics, growth habit and pollen fertility of protoplast-derived plants of one cultivar were not different from those of seed-grown plants as control.

Comparison of the morphogenic potential of five Gentiana species in leaf mesophyll protoplast culture and ploidy stability of regenerated calli and plants

“…Browning of the protoplast cultures of G. cruciata and G. septemfida, which was observed within 2 weeks from culture initiation, is thought to be caused by oxidation of phenolic compounds released from plant cells into the culture medium (Zhu et al 1997). This phenomenon was also described by Takahata and Jomori (1989); Jomori et al (1995); Kunitake et al (1995) and Nakano et al (1995), and indicates that it is one of the major problems in protoplast cultures of Gentianaceae. In the case of G. cruciata and G. septemfida, weekly medium refreshment was insufficient to prevent cell browning.…”

Protoplast Culture and Somatic Cell Hybridization of Gentians

“…In the next decade, studies concentrated mainly on Japanese ornamental gentian species and cultivars such as G. scabra , G. triflora Pall., and their hybrids (Takahata and Jomori 1989;Jomori et al 1995;Nakano et al 1995) as well as on lisianthus, Eustoma grandiflorum (Griseb.) Schinners (O'Brien and Lindsay 1993; Kunitake et al 1995). Most of these first achievements in the development of protoplast-to-plant systems for Gentiana species were discussed at length by Takahata et al (1995).…”

“…Within the family Gentianaceae, studies on protoplast isolation and culture from leaf mesophyll have focused on G. scabra (Zhou et al 1985;Takahata and Jomori 1989), G. triflora Nakano et al 1995), G. triflora × G. scabra (Nakano et al 1995), G. acaulis , G. kurroo Royle, G. cruciata, G. lutea, G. septemfida, G. tibetica King (Tomiczak 2011), and G. decumbens L.f. (Tomiczak et al 2015). Cotyledon and leaf mesophyll cells of E. grandiflorum have also been evaluated as a protoplast source (O'Brien and Lindsay 1993; Kunitake et al 1995). The average number of protoplasts obtained from 1 g of Gentiana mesophyll tissue ranged from 1 to 11 × 10 5 , while in the case of Eustoma the yield reached 17 × 10 5 (Table 7.1).…”

Effects of activated charcoal on the root orientation of Anthurium andraeanum and Chrysanthemum morifolium cultured in vitro

“…Từ khi AC được ứng dụng trong nuôi cấy mô, các nhà khoa học chủ yếu tập trung nghiên cứu và công bố về ảnh hưởng của nó trong việc cải tiến môi trường nuôi cấy [2,21], tăng cường khả năng tái sinh cây [13], phát sinh phôi [11,15], tăng sinh tế bào trần [14], ngăn cản sự phát triển bất thường của cây con [22], kích thích quá trình hình thành và phát triển chồi [12], thúc đẩy hay ức chế sự tăng trưởng và hình thành rễ [3,5,19]; ngoài ra, AC còn có khả năng làm giảm hiện tượng thủy tinh thể ở một số loài thực vật [4]. Trong khi đó, các nghiên cứu về khả năng định hướng rễ in vitro dưới tác động của AC lại rất hạn chế và hầu như chưa có công bố nào về vấn đề này.…”

“…Vai trò của AC trong nuôi cấy mô tế bào thực vật chủ yếu là tạo điều kiện "tối" cho môi trường nuôi cấy, hấp thụ các chất độc và các chất ức chế sinh trưởng thực vật như các phenolic, dịch rỉ nâu sinh ra từ mẫu môi trường nuôi cấy [1,17]. Ngoài ra, than hoạt tính cũng có thể hấp thụ các vitamin, cytokinin và auxin [7,9], làm thay đổi tỉ lệ thành phần các chất có trong môi trường nuôi cấy cũng như pH môi trường [21].Từ khi AC được ứng dụng trong nuôi cấy mô, các nhà khoa học chủ yếu tập trung nghiên cứu và công bố về ảnh hưởng của nó trong việc cải tiến môi trường nuôi cấy [2, 21], tăng cường khả năng tái sinh cây [13], phát sinh phôi [11,15], tăng sinh tế bào trần [14], ngăn cản sự phát triển bất thường của cây con [22], kích thích quá trình hình thành và phát triển chồi [12], thúc đẩy hay ức chế sự tăng trưởng và hình thành rễ [3,5, 19]; ngoài ra, AC còn có khả năng làm giảm hiện tượng thủy tinh thể ở một số loài thực vật [4]. Trong khi đó, các nghiên cứu về khả năng định hướng rễ in vitro dưới tác động của AC lại rất hạn chế và hầu như chưa có công bố nào về vấn đề này.…”