كالوس‌زايي ريزنمونه‌هاي ريشه‌اي چهار گونه‌ از تيره Solanaceae پس از مجاورت با Agrobacterium rhizogenes

Callogenesis in root explants of four species of the family Solanaceae after inducing by Agrobacterium rhizogenes

پژوهش‌های انجام شده پیرامون ریزنمونه‌های گیاهی كه تحت تأثیر باكتری Agrobacterium rhizogenes قرار گرفته بودند، نشان می‌دهد كه علاوه بر امكان تشكیل ریشه‌های مویین در این بافت‌ها، احتمال رخداد ویژگی‌های ریختی خاص از جمله كالوس‌زایی وجود دارد. ناحیه T-DNA از A. rhizogenes آنزیم‌هایی را كد می‌كند كه ویژه بیوسنتز هورمون‌های رشد گیاه هستند. این هورمون‌ها بر كالوس‌زایی نیز تأثیرگذار است، بنابراین امكان تشكیل انواع كالوس‌ها با ویژگی‌های ریختی متنوع را فراهم می‌كند. همچنین، این تنوع ریختی احتمالاً به پلاسمیدی كه هر كدام از سویه‌ها حمل می‌كنند، به مكان قرارگیری T-DNA و به نحوه بیان ژن‌ها و میزان بیوسنتز هورمون‌های رشد بستگی دارد. در بررسی حاضر، ریزنمونه‌های ریشه‌ای چهار گونه از تیره Solanaceae، به نام‌های: Atropa belladonna، Datura metel، D. stramonium و Hyoscyamus niger توسط سویه‌های مختلف A. rhizogenes (A4، A7، AR15834، AR318، AR9402، AR9543) آلوده شدند. برخی از این ریزنمونه‌ها وارد مرحله كالوس‌زایی شدند و انواع كالوس‌ها را با رنگ‌ها و شكل‌های متنوع تولید نمودند. در برخی از نمونه‌ها نیز علاوه‌ بر تولید كالوس، ریشه‌های مویین ظاهر گردید. این تنوع احتمالاً به علت تغییر در میزان و نسبت‌ هورمون‌های اكسین و سیتوكینین پس از آلوده شدن ریزنمونه‌ها توسط باكتری A. rhizogenes است. همان‌‌ طور كه در مطالعات پیشین مشخص شده است، در فرآیند كالوس‌زایی به علت تولید بافت‌های تمایز نیافته، میزان متابولیت‌های ثانویه كاهش می‌یابد.

Studying explants affected by Agrobacterium rhizogenes shows that in addition to possible formation of hairy roots, it is likely that callogenesis can be induced in these tissues. The T-DNA region of A. rhizogenes codes enzymes that participate in biosynthesis of plants growth hormones. These hormones also affect callogenesis, hence, the formation of various calluses with different morphological properties are possible. It is very likely that the level of biosynthetic growth hormone, the plasmid carried by each bacteria strain, the position of T-DNA, and the level of gene expression contribute to this morphologic variation. In this study, the root explants of four species of the family Solanaceae namely Atropa belladonna, Datura metel, D. stramonium and Hyoscyamus niger were induced by using different strains of A. rhizogenes (A4, A7, AR15834, AR318, AR9402 and AR9543). Some of these explants entered callus phase and formed various calluses with different colors and shapes. Moreover, in some callus samples hairy roots were also appeared. These variations were probably caused by variations in the levels and ratios of auxin and cytokinine hormons after the induction. As shown in previous studies, the amount of secondary metabolites is reduced due to undifferentiated tissue produced in the callogenesis process.