Arginine, scurvy and Cartier's "tree of life"

Several conifers have been considered as candidates for "Annedda", which was the source for a miraculous cure for scurvy in Jacques Cartier's critically ill crew in 1536. Vitamin C was responsible for the cure of scurvy and was obtained as an Iroquois decoction from the bark and leaves from this "tree of life", now commonly referred to as arborvitae. Based on seasonal and diurnal amino acid analyses of candidate "trees of life", high levels of arginine, proline, and guanidino compounds were also probably present in decoctions prepared in the severe winter

Monozygotic cleavage polyembryogenesis and conifer tree improvement

The mass cloning of elite genotypes of commercially important conifers has led to the establishment of an industrial forest of two of the most important softwood species in the USA. Embryonal-suspensor masses, produced by monozygotic cleavage polyembryony (MCP), are rescued from controlled-pollinated seeds in tree breeding orchards. MCP is scaled up as cell suspensions and grown into mature somatic embryos. The embryos serve as a source for the production of various artificial and manufactured seeds used in replicated field trials to test genotype environmental interactions. For the capture of genetic gains, early selections are based on correlations with known traits. This reduces the costs of years of tree improvement. Mass cloning and genotype cryopreservation enables field testing under a wider range of sites. Process-controlled bioreactors are proposed as artificial ovules to impose nutritional variables from the mother tree, and to simulate environmental factors that are known to affect the performance of the new generation. Comparisons among extant and modern conifer genotypes would provide new insights regarding their latent potentials for apomixis, the alternation of generations, and adaptive plasticity.Масове клонування елітних генотипів комерційно важливих хвойних дерев сприяло створенню промислового лісу двох найбільш важливих хвойних видів в США. Ембріонально-суспенсорні маси, котрі утворюються шляхом монозиготної розщепленої поліембріонії (МРС), виділяють з насіння, яке утворилося шляхом контрольованого запилення в садах-розсадниках. МРС росте як клітинна суспензія і формує зрілі соматичні ембріоїди. Ці ембріоїди слугують джерелом для одержання різного штучного насіння, яке використовується в повторних польових дослідах для вивчення взаємодії генотипу та середовища. Для досягнення генетичних цілей відбір на ранніх стадіях базується на кореляціях з відомими ознаками. Це скорочує втрату років під час поліпшення дерев. Масове клонування та кріозбереження генотипів дає можливість проводити польові досліди по широкому колу сайтів. Біореактори з контрольованими параметрами рекомендуються як штучні зав'язі для забезпечення поживними речовинами материнського дерева і стимулювання факторів середовища, які впливають на нові покоління. Порівняння генотипів хвойних дерев дасть нові шляхи для розуміння прихованих можливостей апоміксиса, чергування поколінь і адаптивної пластичності.Массовое клонирование элитных генотипов коммерчески важных хвойных деревьев привело к созданию промышленного леса двух наиболее важных хвойных видов в США. Эмбрионально-суспензорные массы, которые образуются путем монозиготной расщепленной полиэмбрионии (МРС), вычленяют из семян, образовавшихся путем контролируемого опыления, в садах-питомниках. МРС растет как клеточная суспензия и формирует зрелые соматические эмбриоиды. Эти эмбриоиды служат источником для получения различных искусственных семян, которые используются в повторяющихся полевых испытаниях для изучения взаимодействия генотипа и среды. Для достижения генетических целей отбор на ранних стадиях базируется на корреляциях с известными признаками. Это сокращает потерю лет при улучшении деревьев. Массовое клонирование и криосохранение генотипов дает возможность проводить полевые испытания по широкому кругу сайтов. Биореаторы с контролируемыми параметрами предлагаются как искусствен-ные завязи для как-бы обеспечения питательными веществами материнского дерева и стимулирования факторов среды, которые влияют на новые поколения. Сравнение между прежними и новыми генотипами хвойных деревьев даст новые возможности для понимания их скрытых возможностей апомиксиса, чередования поколений и адаптивной пластичности

Salmine and the homeotic integrity of early embryos of Norway spruce

Salmine, an arginine-rich protamine, is explored for its concentration-dependent potential to restructure the genome and remodel the homeotic development of Norway spruce embryos expressing monozygotic cleavage polyembryony (MCP). In controls and at low salmine, two protein fractions on SDS-PAGE gels were associated with cells responsible for generating the basal plan for early embryogenesis. With high salmine, embryonal initials no longer differentiated into embryonal tubes. Embryos having embryonal tubes no longer enucleated and differentiated into embryonal suspensors. Biomass and amino acid N declined. Nuclear and cytoplasmic organization was disrupted and nucleoli were highly vacuolated. The transcription of the two protein fractions, PCNA (cyclin) activity and MCP were blocked. Cellular proteins were turned over by proteasomal ubiquitination and others released into the culture medium. Biomass loss and gluconeogenesis of amino acids led to the accumulation of free arginine N. No evidence was obtained with salmine for the remodeling of cells into gametes.Сальмин, богатый аргинином протамин, вовлечен в реструктуризацию генома и изменение гомеозисного развития зародышей ели обыкновенной, проявляющих монозиготную расщепленную полиэмбрионию благодаря его зависимому от концентрации потенциалу. В контрольных экспериментах и при низкой кон центрации сальмина с помощью гель-электрофореза в присутствии додецилсульфата натрия обнаружено, что две белковые фракции ассоциированы с клетками, ответственными за развитие самых начальных этапов раннего эмбриогенеза. При высоких концентрациях сальмина эмбриональные инициалии не дифференцировались в эмбриональные трубки. Зародыши, имеющие эмбриональные трубки, не теряли ядро и дифференцировались в эмбриональные суспензоры. Биомасса и содержание аминокислотного азота при этом уменьшались. Ядерная и цитоплазматическая организация нарушались, а ядрышки были сильно вакуолизированы. Транскрипция двух белковых фракций, активность циклина PCNA и монозиготная расщепленная полиэмбриония блокировались. Часть клеточных белков посттрансляционно убихитинилировалась, а часть выделялась в культуральную среду. Потеря биомассы и глюконеогенез аминокислот приводили к накоплению свободного аргинина. Не получено доказательств участия сальмина в ремоделировании клеток в гаметы.Сальмін, багатий аргініном проталін, залучений в реструктуризацію геному та зміни гомеозисного розвитку зародків ялини звичайної, що проявляють монозиготну розщеплену поліембріонію завдяки його залежному від концентрації потенціалу. В контрольних експериментах і при низькій концентрації сальміну за допомогою гель-електрофорезу у присутності додецилсульфату натрію виявлено, що дві білкові фракції асоційовані з клітинами, що відповідають за розвиток початкових етапів раннього ембріогенезу. При високих концентраціях сальміну ембріональні ініціалії не диференціювались в ембріональні трубки. Зародки, що мали ембріональні трубки, не губили ядро і диференціювались в ембріональні суспензори. Біомаса та вміст амінокислотного азоту при цьому знижувались. Ядерна та цитоплазматична організація порушувались, а ядерця були сильно вакуолізовані. Транскрипція двох білкових фракцій, активність цикліну PCNA та монозиготна розщеплена поліембріонія блокувались. Частина клітинних білків посттрансляційно убіхітинувалась, а частина виділялась в культуральне середовище. Втрата біомаси та глюконеогенез амінокислот приводили до накопичення вільного аргініну. Не одержано доказів участі сальміну в ремоделюванні клітин у гамети