Morphogenesis induction in vitro of hemp (Cannabis Sativa L.)

Bakalauro studijų baigiamajame darbe pateikiami sėjamosios kanapės morfogenezės indukcijos in vitro tyrimo rezultatai. Tyrimo atlikimo vieta: Vytauto Didžiojo universiteto Žemės ūkio akademijos Agronomijos fakulteto Biologijos ir augalų biotechnologijos instituto Agrobiotechnologijų laboratorija. Tyrimo objektas: Sėjamoji kanapė (Cannabis Sativa L). Tyrimo tikslas: Nustatyti augimo reguliatorių ir subkultivavimo įtaką sėjamosios kanapės ūglių formavimuisi in vitro. Tyrimo uždaviniai: 1. Ištirti augimo reguliatorių poveikį pridėtinių ūglių formavimosi dažniui (%). 2. Įvertinti augimo reguliatorių poveikį pridėtinių ūglių kiekiui iš eksplanto (vnt.). 3. Įvertinti subkultivavimo poveikį pridėtinių ūglių formavimosi dažniui (%) ir ūglių kiekiui iš eksplanto (vnt.). Tyrimo metodai: Augalai donorai užauginti steriliomis, kontroliuojamomis sąlygomis, Murashige ir Skoog (MS) maitinamojoje terpėje. Po 7-10 dienų viršūninės meristemos perkeltos į regeneracijos terpę be augimo reguliatorių arba papildytą kinetinu (KIN), tidiazuronu (TDZ) ir N6-(2-izopentil) adeninu (2iP). Kas keturias savaites susiformavę pridėtiniai ūgliai perkelti į šviežią tos pačios sudėties maitinamąją terpę. Pridėtinių ūglių susiformavimo dažnis ir ūglių kiekis iš eksplanto vertinti po kiekvieno subkultivavimo. Tyrimo rezultatai: Nustatyta, kad maitinamojoje terpėje, papildytoje visomis tirtomis TDZ koncentracijomis, 1,0 mg l-1 KIN arba 1,5 mg l-1 2iP pridėtiniai ūgliai formavosi keturių subkultivavimų metu; terpėje su 0,5 mg l-1 2iP, 1,0 mg l-1 2iP arba 1,5 mg l-1 KIN priedu – trijų subkultivavimų metu; terpėje, papildytoje 0,5 mg l-1 KIN – dviejų subkultivavimų metu. Pirmo subkultivavimo metu pridėtinius ūglius 100 % dažniu formavo eksplantai, auginti maitinamojoje terpėje, papildytoje visomis tirtomis TDZ koncentracijomis arba 1,0 mg l-1 KIN, o daugiausiai (5 vnt.) ūglių iš eksplanto nustatyta maitinamojoje terpėje su 1,0 mg l-1 TDZ priedu. Antro subkultivavimo metu daugiausiai pridėtinių ūglių susiformavo maitinamojoje terpėje su 1,0 mg l-1 TDZ arba 1,5 mg l-1 TDZ, o didžiausias (9 vnt.) ūglių kiekis iš eksplanto nustatytas terpėje, papildytoje 1,0 mg l-1 TDZ. Trečio subkultivavimo metu intensyviausiai ir daugiausiai (18 vnt. iš eksplanto) ūglių formavo eksplantai, auginti maitinamojoje terpėje, papildytoje 1,0 mg l-1 KIN arba 1,0 mg l-1 TDZ. Tarp šių variantų esminių skirtumų nenustatytas, nors terpėje su 1,0 mg l-1 TDZ priedu nustatytas mažesnis (3 vnt. iš eksplanto) ūglių formavimasis negu maitinamojoje terpėje, papildytoje 1,0 mg l-1 KIN. Ketvirto subkultivavimo metu didžiausias ūglių susiformavimo dažnis nustatytas auginant sėjamosios kanapės eksplantus maitinamojoje terpėje, papildytoje 1,5 mg l-1 TDZ, tačiau daugiausiai (12 vnt.) ūglių iš eksplanto susiformavo maitinamojoje terpėje su 0,5 mg l-1 TDZ priedu.The bachelor thesis presents the research results of hemp morphogenesis induction in vitro. Research was done in the laboratory of Agrobiotechnology of Institute of Biology and Plant Biotechnology in the Faculty of Agronomy at the Vytautas Magnus university Agricultural academy. Research object: Hemp (Cannabis Sativa L). Research aim: – to evaluate effect of growth regulators and subcultivation on hemp shoot induction in vitro. Objectives: 1) To evaluate the effect of growth regulators on shoot induction frequency (%). 2) To evaluate the effects of growth regulators on shoot number per explant (units). 3) To evaluate the effect of subcultivation on shoot induction frequency (%) and shoot number per explant (units). Research methods: Hemp donor plants are sown and grown under sterile and controlled Murashage and Skoog MS environment. After 7 – 10 days the isolated apical meristem explants were isolated from the donor plants and planted in nutrient medium with kinetin (KIN), tidiazuron (TDZ) and N6-(2-izopentil) adenin (2iP) growth regulators. Every four weeks, explants were transferred to the same composition fresh medium. The shoot induction frequency (%), shoot number of the explant (units) were evaluated after every subcultivation. Research results: The current study indicates that shoots induction have been successful four subcultivations in the medium supplemented with all tested concentrations of TDZ, 1.0 mg l-1 KIN or 1.5 mg l-1 2iP. During three subcultivations shoots were inducted on medium supplemented with 0.5 mg l-1 2iP, 1.0 mg l-1 2iP or 1.5 mg l-1 KIN, two subcultivations for shoot induction were possible in medium supplemented with 0.5 mg l-1 KIN. During first subcultivation the most intensive shoots formation (100 %) was obtained from hemp explants cultured in the medium supplemented with all tested concentrations of TDZ or with 1.0 mg l-1 KIN, the highest shoots number per explant (5 units) was formed in the medium supplemented with 1.0 mg l-1 TDZ. During second subcultivation the most intensive shoots formation was noticed from hemp explants cultured on medium supplemented with 1.0 mg l-1 TDZ or 1.5 mg l-1 TDZ. The highest shoots number per explant (9 units) was formed in the medium supplemented with 1.0 mg l-1 TDZ. During third subcultivation the most intensive shoots formation and the highest shoots number per explant (18 units) was formed by explants grown in the medium supplemented with 1,0 mg l-1 KIN or 1,0 mg l-1 TDZ. During fourth subcultivation the highest frequency of shoot formations has been determined within the explants grown in the medium supplemented with 1.5 mg l-1 TDZ. The highest shoots number per explant (12 units) was observed in the medium supplemented with 0.5 mg l-1 TDZ.Agronomijos fakultetasBiologijos ir augalų biotechnologijos instituta