In vitro regeneration of Cephalotus follicularis using petioles

Cephalotus follicularis Labill. jest przedstawicielem niezwykłej grupy roślin mięsożernych należących do rodziny Cephalotaceae. Jest to australijska roślina endemiczna, heterofilna, wytwarzająca dwa rodzaje liści, liście pułapkowe oraz liście asymilacyjne. Poniższa praca przedstawia wyniki uzyskane z obserwacji hodowli tkankowej C. follicularis prowadzonej z ogonków liściowych obydwu rodzajów liści, roślin dwóch genotypów: 00001 / 01 oraz 0004 / 03. Eksplantaty zostały wyszczepione oddzielnie na pożywki 1/2 MS + 2,4 – D + KIN oraz 1/2 MS + IBA + TDZ. Pierwsze objawy morfogenezy zaobserwowano w 42 dniu hodowli i była to organogeneza oraz somatyczna embriogeneza. Zarodki somatyczne indukowane były jedynie na ogonkach liści fotosyntetycznych i w mniejszej ilości na ogonkach liści pułapkowych genotypu 0004 / 03, na obydwu pożywkach, ogonki liści pułapkowych nie indukowały organogenezy. Morfogenzę potwierdzono za pomocą badań histologicznych, histochemicznych i obserwacji obrazów w SEM. Pędy przybyszowe, podobnie jak i zarodki somatyczne indukowane były bezpośrednio, bez stadium kalusa, z warstwy epidermalnej i subepidermalnej eksplantatów. W zastosowanych warunkach in vitro próby indukcji i wzmocnienia systemu korzeniowego u C. follicularis poprzez redukcję makroelementów pożywki MS powiodły się zdecydowanie lepiej w przypadku roślin umieszczanych ze sobą w grupach niż w tych, które wyszczepiano pojedynczo. Rosnące w grupach rośliny nie dość, że posiadały mocniejsze korzenie, to wykształcały prawidłowe liście pułapkowe, podobne do tych, wytwarzanych w naturze. Przeprowadzone w ramach pracy wstępne obserwacje dotyczące wpływu obecności azotu nieorganicznego i organicznego w pożywce na rozwój C. follicularis potwierdziły konieczność obecności azotu dla prawidłowego rozwoju rośliny, w obu przypadkach liście asymilacyjne powoli degenerowały, natomiast deficyt azotu w przypadku liści pułapkowych, szczególnie tych rosnących w grupach indukował prawidłowy rozwój pułapek.

Cephalotus follicularis Labill. is representative of the extraordinary carnivorous group of plants belonging to the monotypic family Cephalotaceae. It is the endemic plant of south-western Australia. This pitcher plant is heterophyllous with different types of leaves, specialized either for prey capture or photosynthesis. This work concerns observation of tissue culture of C. follicularis for regeneration protocol, taking into account petioles of photosynthetic and pitcher leaves belonging to two genotypes 00001 / 01 and 0004 / 03. The explants were inoculated separately on ½ MS based media supplemented with combination of 2,4 - D and KIN, along with IBA and TDZ . All cultures were kept in fotoperiod conditions. The plants of C. follicularis in tissue culture conditions prefer the presence of other individuals, and then they develop much better. The first symptoms of morphogenesis were noted on 42 day of culture as the direct organogenesis and somatic embryogenesis. The adventitious shoots and young somatic embryos were observed only in genotype 0004 / 03 on photosynthetic leaves, on the medium supplemented with 2,4 - D / KIN and IBA / TDZ. The pitcher leaves did not induce morphogenesis. Histological, histochemical and SEM analysis confirmed direct morphogenesis. Adventitious shoots appeared on the petioles without callusformation and originated from epidermal and subepidermal layers of the explants. In vitro induction and strengthening of root system in C. follicularis, by reducing macronutrients in MS medium, were more effective in case of plants inoculated in groups, than those inoculated individually. Plants in groups were observed to have stronger roots and properly developed pitchers, similar to plants in natural habitat. Influence of organic and inorganic nitrogen in medium was also studied. It was observed that nitrogen is necessary to developement of C. follicularis. In both case, photosyntetic leaves slowly degenerated, but lack of nitrogen induced proper developement of pitchers, especially in plants grown in groups.