The influence of pH medium on the Cephalotus follicularis Labill morfogenesis on the tissue culture conditions.

Rośliny mięsożerne, to grupa roślin o wyjątkowych właściwościach. Ich umiejętności zwabiania i trawienia ofiar, umożliwiają im przetrwanie nawet w niezwykle trudnych warunkach. Potrafią bardzo dobrze funkcjonować na terenach podmokłych, bagiennych czy glebach, gdzie obecność azotu bądź fosforu jest bardzo niewielka lub bliska zeru. Niedobór tych substancji dostarczają im pułapki, w których ofiary są trawione. Dzięki temu, rośliny te są wzbogacone w pierwiastki biogenne, takie jak azot, fosfor czy siarka. Niektóre z tych substancji są uwalniane z owadów, po czym zostają pochłonięte przez roślinę mięsożerną. Naukowcy usiłowali głębiej poznać mechanizmy pozyskiwania substancji, czy warunków w jakich mogą funkcjonować te rośliny. Cephalotus follicularis, jest gatunkiem należącym właśnie do grupy roślin owadożernych, o ogromnych zdolnościach regeneracyjnych. Wytwarza on dwa rodzaje liści asymilacyjne i pułapkowe, które pełnią różne funkcje. Po dzień dzisiejszy, na całym świecie, prowadzone są badania na roślinach mięsożernych, również w Zakładzie Cytologii i Embriologii Roślin Instytutu Botaniki UJ.Celem niniejszej pracy było sprawdzenie jak pH pożywki wpływa na morfogenezę wyżej wspomnianej rośliny w warunkach kultur in vitro. W tym celu wykorzystano pożywkę 1/2 MS, wzbogaconą auksyną jaką był kwas indolilo-3-masłowym (IBA) w stężeniu 2 mg/L, a całość została zestalona agarem. Pożywki doprowadzono do różnych wartości pH: pH 2, pH 4, pH 5,8 i pH 8, co umożliwiło obserwacje reakcji rośliny mięsożernej na zmienną kwasowość podłoża. Wykazano, iż największe zdolności regeneracyjne C. follicularis osiąga w warunkach pH 4, przy którym wydajność regeneracyjną na eksplantatach liści pułapkowych i asymilacyjnych oszacowano na 14,29 dla regenerantów z liśćmi asymilacyjnymi, oraz ok 10 dla tych regenerantów z liśćmi pułapkowymi. Niższe pH, o wartości 2, uniemożliwiało wyżej wspomniane procesy i hamowało funkcje życiowe. W warunkach pH 8 wydajność regeneracyjna na eksplantatach asymilacyjnych była znacznie niższa, niż w przypadku pH 4, gdyż wynosiła 4,57 dla regenerantów z liśćmi pułapkowymi i 3,71 dla tych z liśćmi asymilacyjnymi. Wydajność na eksplantatach liści pułapkowych w tym pH wyniosła 1,06 dla regenerantów z liśćmi asymilacyjnymi oraz 1,03 dla liści pułapkowych. Przy zastosowaniu pH 5,8 wydajność nie przekraczała 1,5 zarówno w przypadku eksplantatów asymilacyjnych, jak i pułapkowych. W przypadku pH: pH 4, pH 5,8, a także pH 8, eksplantaty, które nie zostały zakażone w czasie trwania hodowli, pozostały żywotne nawet w 179 dniu hodowli. Charakteryzowały się dużą zawartością chlorofilu, gdyż nawet po pięciu miesiącach nadal pozostały zielone. Analiza histologiczna potwierdziła organogenezę bezpośrednią, zarówno na liściach asymilacyjnych jak i pułapkowych, we wszystkich próbach. Miała ona charakter niesynchronizowany, co oznacza że można było wyróżnić zarówno stadia wczesnejak i późne. W pH 8 tkanka eksplantatu była najsłabiej rozrośnięta, w porównaniu do eksplantatów, które rozwijały się na pozostałych pożywkach. W preparatach histologicznych bardzo dobrze widoczne były pędy przybyszowe, a także korzenie. Na niektórych preparatach można było zaobserwować mocno wybarwione na fioletowo ziarna skrobi.

Carnivorous plants is a group of plants with unique properties. Their ability to lure and digest the victims, enable them to survive even in extremely difficult conditions. They can function very well in wetlands, marshes or soils, where the presence of nitrogen or phosphorus is very small or close to zero. The shortage of these substances is provided by the traps in which the victims are digested. Thanks to the plants these are enriched with biogenic elements such as nitrogen, phosphorus and sulfur. Some of these substances are released from insects and are then absorbed by the carnivorous plant.One of the plants with such unique properties is Cephalotus follicularis Labill. This Australian endemit prefers mainly acidic soils. He produces two types of leaves - assimilation leaves and traps. Functional leaves are mainly responsible for photosynthesis, the task ofnon-functional leaves is to lure potential victims and consequently their digestion. Cephalotus follicularis is a species belong to the group of plants with enormous regenerative abilities.Nowadays researches are carried out on carnivorous plants, also in the Department of Plant Cytology and Embryology of the Institute of Botany of Jagiellonian University.I was to test how the different value of medium pH influences the morphogenesis of the aforementioned plant under in vitro culture conditions. The 1/2 MS medium, enriched with IBA auxin was used. The media was adjusted to variouspH-values - pH 2, pH 4, pH 5.8 and pH 8, which enabled the observation of the reaction of the carnivorous plant on variable ground conditions. It has been shown that the highest regenerative capacity of C. follicularis is achieved in conditions where the pH is about 4, in turn too low pH prevented the above-mentioned processes and inhibited vital functions of the plant. The highest regenerative abilities of C. follicularis is achieved at pH 4, at which the regasration efficiency on explants of trap and assimilation leaves was around 14.29 for regenerants with assimilation leaves and about 10 for those regenerants with trap leaves. A lower pH, with a value of 2, caused the inhibition of life functions. At pH 8, the regenerative efficiency on asymilacy explants was significantly lower than at pH 4, as it was 4.57 for regenerants with trap leaves and 3.71 for those with assimilation leaves. The yield on explants of the trap leaves at this pH was 1.06 for regenerants with assimilation leaves and 1.03 for trap leaves. When using pH 5.8, the yield did not exceed 1.5 for assimilation as well as trap explants.At pH: pH 4, pH 5.8, and also pH 8, explants that were not infected during the course of the culture remained viable even on day 179 of culture. They were characterized by a high content of chlorophyll, because even after five months they remained green.Histological analysis confirmed direct organogenesis, both on assimilation leaves and trap leaves in all samples. It was not synchronized, which means that it was possible to distinguish both early and late stages. At pH 8, the explant tissue was the weakest, compared to explants that developed on other media. Histological shoots were very well visible in the histological preparations as well as roots. On some formulations, starchy stained violet grains could be observed.