46 research outputs found
Effect of water deficit and elevated temperature on pollen development of drought sensitive and tolerant winter wheat (Triticum aestivum L.) genotypes
The effects of meiotic water deficit and combined heat and drought stress were studied on microsporogenesis and fertility of wheat. Among normal pollen, 12% of the drought stressed tolerant Plainsman V and 34% of the sensitive Cappelle Desprez pollen were arrested at early stages of gametogenesis. Drought stress manifested in significant reduction of the mean fertility in both sensitive (41%) and tolerant (33%) genotypes. Combined stress applied during meiosis among developmental arrests caused serious morphological anomalies in the sensitive genotype. When plants of the Plainsman V variety were subjected to simultaneous drought and heat, additional 24% significant decrease occurred in the ratio of normal pollen. The fertility of the basal part of the spikes was similar to the control in both genotypes, but the seed set in the middle and on the top of the spikes decreased significantly as a consequence of combined drought and heat stress
Effects of drought and combined drought and heat stress on germination ability and seminal root growth of wheat (Triticum aestivum L) seedlings
Wheat plants of the drought tolerant Plainsman V and sensitive Cappelle Desprez genotypes were subjected to drought and combined drought and elevated, 34/24 ÂşC day/night temperature at three various phases of reproductive development, at meiosis, from the 1st to the 5th day after pollination and from the 5th to the 9th day of seed development. After seed maturation, the germination frequency of the grains was calculated and the seminal root number of the seedlings was determined. Neither of the stress treatments affected the germination percentage of the genotypes significantly. Neither of the treatments reduced the number of seminal roots in the case of the tolerant genotype. However in sensitive variety the ratio of seedlings with only one root increased to 42% after drought stress, applied during the 5.-9. days after pollination. In this genotype the combined stress increased the proportion of one-rooted seedlings to 56% and 78% when applied during 1.-5. DAP and 5.-9. DAP, respectively. Histological studies revealed that the lateral root meristems were present in control and stressed embryos of both genotypes
OxidatĂv stressz-toleráns DH kukorica vonalak hideg -Ă©s szárazságtűrĂ©sĂ©nek vizsgálata = Cold and drought tolerance of the progeny of DH maize lines selected and regenerated from microsopres under oxidative stress conditions
A pályázatban azt vizsgáltuk, hogy a korábban in vitro mikrospĂłra szelekciĂłval előállĂtott oxidatĂv stressz-toleráns kukorica DH vonalak rendelkeznek-e fokozott hideg Ă©s szárazságtűrĂ©ssel, ill. van-e összefĂĽggĂ©s a növĂ©nyek fokozott oxidatĂv stressztoleranciája hátterĂ©ben állĂł megnövekedett antioxidáns kapacitásuk, valamint a hideg Ă©s szárazságtűrĂ©sĂĽk között. A hidegtűrĂ©st csĂrázáskor ill. kisnövĂ©ny korban, mĂg a szárazság hatását a virágzást megelĹ‘zĹ‘ ill. virágzás idĹ‘szakában vizsgáltuk. CsĂrázáskor, ill. kisnövĂ©ny korban alkalmazott hidegkezelĂ©s jelentĹ‘s mĂ©rtĂ©kben csökkentette a kukorica csĂrázĂłkĂ©pessĂ©gĂ©t ill. fotoszintetikus aktivitását. Az oxidatĂv stressztoleráns növĂ©nyek közĂĽl 7 vonal hideggel szemben is magasabb toleranciát mutatott, mint a kontroll DH Ă©s a hibrid növĂ©nyek. Szoros korreláciĂł mutathatĂł ki a fiziolĂłgiai paramĂ©terek Ă©s a növĂ©nyek antioxidáns kapacitása között. A szárazság hatására bekövetkezĹ‘ RWC Ă©s fotoszintetikus paramĂ©terek változásai, valamint a pollen Ă©s termĂ©sfejlĹ‘dĂ©s alapján 6 oxidatĂv stressztoleráns DH vonal szárazsággal szemben toleránsabb volt, mint a kontroll DH Ă©s a hibrid növĂ©nyek. A szárazságtűrĂ©s mĂ©rtĂ©ke Ă©s a növĂ©nyek prolin ill. antioxidáns kapacitása között a korreláciĂł kisebb volt. Ezek a vizsgálatok azt mutatják, hogy lehetsĂ©ges hideg- Ă©s szárazságtűrĹ‘ kukorica DH vonalak előállĂtása mikrospĂłrák in vitro szelekciĂłjával oxidatĂv stresszt indukálĂł vegyĂĽletek alkalmazásával. | The aim of the project was to characterize the cold and drought tolerance of the progeny of DH plants selected and regenerated from microspores under oxidative stress condition and to determine the relationship between the tolerance of oxidative stress and cold or drought of the selected DH lines. Seedlings and young plantlets were used for determination of cold tolerance, and the effect of drought was studied on adult, preflowering and flowering plants. Our results presented that 7 of 14 oxidative stress tolerant DH plants were also tolerant to cold, and their cold tolerance was correlated with their antioxidant capacity determined by the activities of the main antioxidant enzymes, such as superoxide dismutase, ascorbate peroxidase, glutathione reductase, catalase and glutathione-S-transferase. The drought-induced changes in the physiological parameters of leaves and in the pollen and pistil development presented that 6 oxidative stress tolerant DH plant showed higher drought tolerance than the control DH and hybrid plants. However, the correlation between physiological (RWC, photosynthesis) and biochemical (antioxidant capacity, prolin content) parameters under drought stress conditions was less evident as was found for cold. Four of the oxidative stress tolerant plants presented both drought and cold tolerance. Our investigations demonstrated that the in vitro microspore selection is a potential way of improving cold and drought tolerance of maize
A vĂzmegvonás szemfejlĹ‘dĂ©sre gyakorolt hatásának szövettani vizsgálata kĂĽlönbözĹ‘ stressztoleranciával rendelkezĹ‘ bĂşza genotĂpusok esetĂ©n
A globális klĂmaváltozás által okozott szárazság egyre fokozĂłdĂł negatĂv hatással van a mezĹ‘gazdaságra, ezĂ©rt a szárazságstressz-rezisztenciával rendelkezĹ‘ genotĂpusok jelentĹ‘sĂ©ge a jövĹ‘ben egyre nĹ‘. A vĂzmegvonással szemben toleráns fajták stresszválaszának megĂ©rtĂ©se hozzájárulhat a magasabb szintű stresszrezisztenciával rendelkezĹ‘ genotĂpusok nemesĂtĂ©sĂ©hez.
Munkánk cĂ©lja volt, hogy felfedjĂĽk a bĂşza ivaros folyamatai során alkalmazott, termĂ©scsökkenĂ©st okozĂł szárazságstressz által a fejlĹ‘dĹ‘ szemtermĂ©sekben elĹ‘idĂ©zett szövettani változásokat. Ennek Ă©rdekĂ©ben vizsgáltuk a meiĂłzis, az antĂ©zis Ă©s a korai szemfejlĹ‘dĂ©s idejĂ©n teljes vĂzmegvonással kiváltott szárazságstressz hatását a szárazság Ă©rzĂ©keny Cappelle Desprez valamint a vĂzmegvonással szemben toleráns Plainsman V Ĺ‘szi bĂşzafajták (Triticum aestivum L.) termĂ©smennyisĂ©gĂ©re, fertilitására Ă©s szemtermĂ©seinek morfolĂłgiájára.
Szövettani mĂłdszerekkel vizsgáltuk a fejlĹ‘dĹ‘ embriĂłk, a kemĂ©nyĂtĹ‘s endospermium sejtek Ă©s az azokat körĂĽlvevĹ‘ anyai sejtrĂ©tegek morfolĂłgiáját Ă©rintĹ‘ változásokat. SztereolĂłgiai mĂłdszerekkel határoztuk meg a fejlĹ‘dĹ‘ endospermium sejtjeinek számát, valamint a bennĂĽk felhalmozĂłdĂł tartalĂ©k tápanyagok mennyisĂ©gĂ©t, meghatároztuk az A valamint a B tĂpusĂş kemĂ©nyĂtĹ‘szemcsĂ©k sejtenkĂ©nti számát valamint a sejtekben a fehĂ©rjeraktár funkciĂłját betöltĹ‘ fehĂ©rjetestek mennyisĂ©gĂ©t is.
A meiĂłzis Ă©s az antĂ©zis idejĂ©n alkalmazott kezelĂ©sek hatására mindkĂ©t fajta fertilitása, szemkötĂ©se Ă©s termĂ©se csökkent, szemtermĂ©s fejlĹ‘dĂ©se lelassult. Ezzel szemben a sejtalkotĂłk számában nem volt kimutathatĂł változás. A korai szemfejlĹ‘dĂ©s idejĂ©n alkalmazott vĂzmegvonás hatására csökkenĂ©s következett be az endospermiumban találhatĂł B tĂpusĂş kemĂ©nyĂtĹ‘szemcsĂ©k számában, mĂg az aleuron sejtek fejlĹ‘dĂ©se, valamint az ovulumot körĂĽlvevĹ‘ sejtrĂ©tegek degradáciĂłja mindkĂ©t genotĂpus esetĂ©ben jelentĹ‘sen felgyorsult. A korai szemfejlĹ‘dĂ©s idejĂ©n a vĂzmegvonás felgyorsĂtotta a szemtelĂtĹ‘dĂ©s ĂĽtemĂ©t, lerövidĂtette az Ă©rĂ©si idĹ‘t, valamint jelentĹ‘sen lecsökkentette a termĂ©s mennyisĂ©gĂ©t. Az Ă©rett embriĂłk mĂ©rete jelentĹ‘s mĂ©rtĂ©kben elmaradt a kontrolltĂłl az Ă©rzĂ©keny Cappelle Desprez esetĂ©ben, a fajta endospermiumának sejtjei pedig a toleráns Plainsman V- tel összehasonlĂtva szignifikánsan kevesebb B tĂpusĂş kemĂ©nyĂtĹ‘t halmoztak fel. A toleráns genotĂpus kezelt szemtermĂ©seiben a fehĂ©rjetestek száma jelentĹ‘sen meghaladta a kontrollra jellemzĹ‘ Ă©rtĂ©ket. Figyelembe vĂ©ve a vegetatĂv szövetek regeneráciĂłját, a szemkötĂ©st valamint a termĂ©st, a szárazság toleráns Plainsman V stresszreakciĂłja szignifikánsan jobb volt, mint az Ă©rzĂ©keny genotĂpusĂ©
The effect of n-butanol and 2-aminoethanol on the in vitro androgenesis of maize
Contrary to wheat, in our experiment in vitro androgenic induction of maize microspores was not substantially influenced by n-butanol and 2-aminoethanol treatments. Embryo production of the treated live microspores was increased by max. 7-8% after 6-hour treatment with 0.4% n-butanol and 4 mM 2-aminoethanol. The plant regeneration frequency of the long-term treated (18 hs. with 2mM 2-aminoethanol and 18 hs. with 0.2% n-butanol) microspores was almost 5 times higher that of control. Unlike behaviour of the microspores of this two cereal species could have derived from their altered cytoskeletal systems
Nagy antioxidáns kapacitásĂş, stressz- ill. betegsĂ©grezisztens kukorica nemesĂtĂ©si alapanyagok előállĂtása in vitro szelekciĂłs mĂłdszerrel = Production of breeding stocks of maize with high antioxidant capacity and improved stress and pathogene resistance by in vitro selection.
A pályázat cĂ©lja olyan in vitro szelekciĂłs technika kidolgozása Ă©s tesztelĂ©se volt, mely lehetĹ‘vĂ© teszi haploid szövettenyĂ©szetekbĹ‘l kiindulva dihaploid, fertilis oxidatĂv károsodást elĹ‘idĂ©zĹ‘ stresszekkel szemben ellenállĂł genotĂpusok előállĂtását. Mintegy 60 000 db antĂ©rát helyeztĂĽnk kĂĽlönbözĹ‘ oxidatĂv stresszt indukálĂł vegyĂĽleteket (paraquat, menadion, t-BHP, metionin+riboflavin) tartalmazĂł indukciĂłs táptalajra. ĂŤgy sikerĂĽlt előállĂtani 17 db fertilis DH0 növĂ©nyt paraquat, 14 db növĂ©nyt t-BHP-ot, 10 db növĂ©nyt metionint Ă©s riboflavint, valamint 3 db növĂ©nyt menadion tartalmĂş táptalajrĂłl. E növĂ©nyek utĂłdainak fiziolĂłgiai vizsgálatával, in situ festĂ©si eljárással, az antioxidáns enzimrendszer rĂ©szletes vizsgálatával igazoltuk, hogy a szelektált vonalak közĂĽl számos nagyobb oxidatĂv stressz toleranciával rendelkezik, mint a kontroll DH vonalak utĂłdai vagy a kiinduláskĂ©nt használt A-18 hibrid. Az egyes genotĂpusok hideg- Ă©s szárazságtűrĂ©sĂ©nek vizsgálata alapján találtunk olyan genotĂpusokat, melyek hideg, ill. magas hĹ‘mĂ©rsĂ©klet Ă©s szárazság ellen is nagyobb ellenállĂłságot mutattak, mint a kontrollok. Mindezen vizsgálatokkal igazoltuk, hogy mikrospĂłrák in vitro szelekciĂłja sikeresen megvalĂłsĂthatĂł oxidatĂv stressz-t indukálĂł vegyĂĽletek alkalmazásával, belĹ‘lĂĽk, fertilis dihaploid növĂ©nyek regenerálhatĂłk, melyek közĂĽl számos igazoltan oxidatĂv Ă©s egyĂ©b oxidatĂv mĂłdon hatĂł stresszfajtákkal (hideg, szárazság) szemben toleránsabbak, mint a kontroll DH vonalak ill. A-18-s hibrid. | The aim of the project was to elaborate and test an in vitro selection technique based on haploid tissue cultures, allowing the development of fertile doubled haploid genotypes resistant to stress factors inducing oxidative damage. About 60,000 anthers were placed on induction medium containing various compounds inducing oxidative stress (paraquat, menadione, t-BHP, methionine+riboflavin). As the result of selection, the number of fertile DH0 plants developed from the various media was 17 for paraquat, 14 for t-BHP, 10 for methionine+riboflavin and 3 for menadione. Physiological analysis, in situ staining technique and antioxidant enzymes analysis on the progeny of these plants confirmed that many of the selected lines possessed greater oxidative stress tolerance than the progeny of control DH lines or of the A-18 hybrid from which the tissue culture was initiated. An analysis of the cold and drought tolerance of various genotypes showed that among the selected lines with satisfactory resistance there were genotypes exhibiting greater resistance both to cold or high temperature and to drought than the control. The investigations thus proved that the in vitro selection of microspores could be successfully carried out using compounds inducing oxidative stress, leading to the regeneration of fertile doubled haploid plants, many of which were significantly more tolerant to oxidative stress and to other stress factors acting in an oxidative manner (cold, drought) than the control
A búza korai embriófejlődésének mikroanalitikai vizsgálata = Microanalytical investigation of early embryo development in wheat
Ăšj mikroanalitikai eljárást dolgoztunk ki, beleĂ©rtve az extrakciĂłt Ă©s a származĂ©kkĂ©pzĂ©st is, a minimális mennyisĂ©gű növĂ©nyi szerv (egyetlen bĂşza magkezdemĂ©ny) metabolomjának GC/IT MS mĂłdszerrel törtĂ©nĹ‘ minĹ‘sĂ©gi Ă©s mennyisĂ©gi meghatározására. LĂ©trehoztunk egy elektron ĂĽtköztetĂ©ses (EI) tömegspektrum könyvtárat a növĂ©nyi metabolom szerves komponenseinek terc-butildimetilszilil származĂ©kaibĂłl. BĂşza magházakbĂłl kimetszett egyetlen magkezdemĂ©nyek metabolit profilját mĂ©g nem tanulmányozták ill. közöltĂ©k. Számos szerves komponenst sikeresen azonosĂtottunk a magkezdemĂ©ny mintákban (beporzás elĹ‘tt 1 nappal-tĂłl, beporzás után 4 nappal korĂşig), beleĂ©rtve a szĂ©nhidrátokat, az aminosavakat, a szerves savakat, a zsĂrsavakat Ă©s más komponenseket. Az analĂzis eredmĂ©nyek alapján egy Ăşj in vitro tenyĂ©sztĹ‘ közeget állĂtottunk össze a sejt- Ă©s szövettenyĂ©sztĂ©s számára. Az Ăşj tenyĂ©sztĹ‘ közeg tesztelĂ©se folyamatban van. | We developed a new microanalytical procedure including also extraction and derivatization for the qualitative and quantitative determination of organic compounds by GC/IT MS in the metabolome of minute amount of plant organ (wheat ovule). We established own electron impact (EI) mass spectrum library of tert-butyldimethylsilylated organic compounds of plant metabolome. The metabolite profile of individual wheat ovules excised from wheat ovaries has never been studied and reported. We successfully identified several organic compounds including carbohydrates, amino acids, organic acids, fatty acids and others in the ovule samples (1 day before anthesis to 4 days post anthesis). Based on the analysis results we made up a new in vitro medium for cell and tissue cultures. Testing of the new culture medium is under study
Gabonafélék petesejtjeinek és zigótáinak krioprezerválása = Cryopreservation of gametes in cereals
A pályázat cĂ©lja a növĂ©nyi petesejtek ill. zigĂłták krioprezelválási mĂłdszerĂ©nek kidolgozása gabonafĂ©lĂ©ken. Meghatároztuk azokat a mĂłdszertani feltĂ©teleket (adaptáciĂłs közeg összetĂ©tele, ideje, krioprotektáns anyagok minĹ‘sĂ©ge, a fagyasztás mĂłdja Ă©s a rehidratáciĂł körĂĽlmĂ©nyei), melyek segĂtsĂ©gĂ©vel 2 mĂłdszert is sikeresen alkalmaztunk növĂ©nyi petesejtek Ă©s zigĂłták mĂ©lyhűtĂ©sĂ©re. MegállapĂtottuk, hogy a krioprezerváciĂłs mĂłdszer sikeressĂ©ge nagymĂ©rtĂ©kben fĂĽgg a bĂşza fajtájátĂłl. A hidegĂ©rĂ©zĂ©keny Siete cerros petesejtek csak lassĂş hűtĂ©si eljárással, a hidegtűrĹ‘ Mironovszkaja az un. vitrifikáciĂłs mĂłdszerrel is fagyaszthatĂłk. A petesejtekre kidolgozott krioprezerváciĂłs mĂłdszert sikeresen alkalmaztuk zigĂłták mĂ©lyhűtĂ©sĂ©re is. ZigĂłták esetĂ©ben 10-15%-al nagyobb hatĂ©konyság Ă©rhetĹ‘ el. Kimutattuk továbbá, hogy - az aszkorbinsav kedvezĹ‘en befolyásolja a petesejtek ill. zigĂłták tĂşlĂ©lĂ©si kĂ©pessĂ©gĂ©t Ăşgy a dehidratáciĂłs, mind a rehidratáciĂłs fázisban. - a krioprotektáns anyagok közĂĽl a DMSO, ellentĂ©tben számos szomatikus növĂ©nyi szövettel Ă©s sejttel, toxikus hatásĂş a petesejtekre. Helyette a PG sikeresen alkalmzahatĂł. - az elĹ‘kezelĂ©sek alacsony hĹ‘mĂ©rsĂ©kleten (T=0°C) vĂ©gzĂ©se mĂ©rsĂ©kli a krioprotektáns anyagok kedvezĹ‘tlen hatását. Strukturális vizsgálatokkal kimutattuk, hogy a krioprezerválás során a petesejtek ill. zigĂłták belsĹ‘ citoplazmaszerkezete jelentĹ‘s mĂ©rtĂ©kben árendezĹ‘dik: az organellumok a plazma sejtmag körĂĽli rĂ©szĂ©n koncentrálĂłdtak, mĂg a perifĂ©riális rĂ©szen megjelent egy világosabban festĹ‘dĹ‘, organellumokat alig tartalmazĂł citoplazmarĂ©giĂł. | The aim of the project was to elaborate cryopreservation methods for plant egg-cells and zygotes. The methodological conditions (composition of the adaptation medium, duration of dehydration, quality of cryoprotectants, freezing method, rehydration conditions) were elaborated for deep freezing of plant egg-cells and zygotes. The type of cryopreservation method required and the success with which it could be applied were found to depend greatly on the variety of wheat used in the experiments. While the egg-cells of the cold-sensitive variety Siete Cerros could only be frozen at a slow rate, the vitrification technique was more efficient for the cold-tolerant variety Mironovskaya 808. The cryopreservation method elaborated for egg-cells was also successfully applied to zygotes, where the success rate was 10-15% higher. Moreover, it was demonstrated that -ascorbic acid has a favourable influence on the survival rate of egg-cells and zygotes in both the dehydration and rehydration stages, -among the cryoprotectants tested, DMSO, which can be successfully applied to somatic plant tissues and cells, was found to be toxic to egg-cells, and had to be replaced by PG, -carrying out treatment at low temperature (0°C) reduced the negative effects of the cryoprotectants. Structural analyses revealed a rearrangement of the internal cytoplasm structure in egg-cells and zygotes during cryopreservation: the cell organelles became concentrated in the plasma region around the nucleus, while a more lightly stained cytoplasm region containing hardly any organelles appeared in the peripheral regions