The effect of cold temperature stress on the viability of rye ( Secale cereale L.) microspores

Abstract

Rye has been generally considered to be recalcitrant to the androgenesis induction in vitro. The haploids of Secale cereale are not easily obtainable and the isolated microspore technique application is difficult, thus is performed occasionally, and in a limited number of strains and cultivars. The aim of the conducted experiment was to assess the frequency of mechanical damage in microspores after their isolation in the mortar, and the effect of the pretreatment of spikes at 4EC on microspore viability and the course of the culture. The analyses in the isolated microspore culture were conducted on 30 genotypes of rye from two breeding programs and differing in their origin. Spikes with microspores in the unicellular stage were cut and exposed to a temperature of 4EC for a period of 2 to 42 days. Microspore observations were conducted immediately after the microspore isolation in order to assess the viability and percentage of the damaged ones. In order to study the mitotic divisions first, cultures of rye microspores were examined after 3 days. The highest microspore viability after isolation was observed for strain 1283C -91.9% and inbred line S1152/10 -91.8%, while it was the lowest for F 1 hybrid S02779/10 -79.8% and strain 1252E -84%, respectively. It was found that to maintain high (microspore -to mozna opuscic) viability, microspores must be isolated after low temperature stress (+4EC) applied for up to 7 days of culture. A considerable extension of the duration of low temperature (36-42 days) resulted in a reduction of the microspore isolation efficiency in rye (a lower number of microspores in the obtained suspension) and a slight reduction of microspore viability.

Obtaining of winter rye (Secale cereale L. ssp. cereale) haploid embryos through hybridization with maize (Zea Mays L.)

“…In contrast, anther and microspore cultures have been the subject of several studies over the past 40 years (Wenzel and Thomas 1974;Wenzel 1975, Wenzel et al 1977;Flechinghaus et al 1991;Flechinghaus-Roux et al 1995;Immonen 1999;Immonen and Anttila 1996, 1999Rakoczy-Trojanowska et al 1997;Guo and Pulli 2000;Ma et al 2004;Mikołajczyk et al 2012). Most of all, the authors identified basal media composition that enhanced haploid embryo induction and green plant regeneration.…”

Çavdarda (Secale cereale L.) Anter Kültürü ile Kallus Oluşumu ve Bitki Rejenerasyonu Üzerine Genotip, Soğuk Uygulama ve Besi Ortamlarının Etkisi

“…Anter kültüründe başarıyı etkileyen faktörler arasında anterlerin alındığı donor bitkinin yetişme koşulları (Dodds ve Roberts, 1985;Mikołajczyk vd., 2012), kültürdeki anter yoğunluğu (Cho ve Zapata, 1990), çevre şartları (Mikołajczyk, 2012), besi ortamı ve başaklara soğuk uygulama (Tenhola-Roininen, Tanhuanpää, ve Immonen, 2005;Mikołajczyk vd., 2012) ve genotip (Oleszczuk, 2013) sayılabilmektedir. Çalışmamızda da genotip, besi ortamları komposizyonu ve soğuk uygulama sonuçlarımızı etkilemiş ve değişkenlik göstermiştir.…”

“…Anter kültürü ile double haploidlerin hızlı üretimi bitki ıslahında genetik ilerleme için önemli ve ümit verici bir yöntemdir (Islam ve Tuteja, 2012). Double haploid (DH) bitkilerin kullanılmasıyla genetik ve ıslah çalışmaları hızlanmakta, kolaylaşmakta (Başer, Korkut, Bilgin, ve Balkan, 2016) ve yapılan çalışmalarda kısa zamanda seleksiyon etkinliğini artırmak ve homozigotluğu sağlamak için arpa (Çeliktaş ve Hatipoğlu, 1997), triticale (Eudes ve Amundsen, 2005;González ve Jouve, 2000), buğday (De Buyser, Henry, Lonnet, Hertzog, ve Hespel, 1987) ve çavdar (Khanna ve Raina, 1998;Ma, Guo, ve Pulli, 2004;Ponitka ve Ślusarkiewicz-Jarzina, 2004;Trejo-Tapia vd., 2002) gibi kendine ve yabancı tozlaşan tahılların ıslah programlarında kullanılmıştır.In vitroda double haploid üretimi büyük oranda genotipe bağlıdır (Begheyn, Lübberstedt, ve Studer, 2016).Çavdar doku kültürü çalışmalarında (Bazylewska, Broda, Mikołajczyk, ve Pluta, 2015;Targońska, Hromada-Judycka, Bolibok-Bragoszewska, ve Rakoczy-Trojanowska, 2013;Zimny ve Michalski, 2019) özellikle anter veya mikrospor kültürü yoluyla double haploidlerin üretiminde en zorlayıcı türlerden birisi (Mikołajczyk, Broda, ve Weigt, 2012) olup, çavdarda double haploidlerin üretimini arttırmak için farklı çalışmalar yapılmıştır (Immonen, 1999;Immonen ve Anttila, 1999). Çavdarda anter kültüründe yaşanan sorunlar düşük bitki rejenerasyonu ve yüksek albino oranıdır (Ma vd., 2004).…”