In vitro morphogenesis of Cephalotus follicularis Labill. in liquid culture conditions

Cephalotus follicularis jest rośliną endemiczną, która występuje w zachodnio-południowej części Australii. Należy do roślin mięsożernych, które cechują się zdolnością chwytania swojej zdobyczy za pomocą liści przekształconych w pułapki. Prowadzone eksperymenty miały na celu zbadanie jak zróżnicowane pH pożywki w warunkach kultury płynnej wpływa na morfogenezę i regenerację oraz na wydajność regeneracyjną tego gatunku w warunkach kultury in vitro.Eksplantatami wykorzystanymi do hodowli były pojedyncze liście asymilacyjne i pułapkowe, o genotypie 0004/03, które były utrzymywane w warunkach in vitro. Kontrolę stanowiła płynna pożywka ½ MS (pozbawiona agaru), która zawierała odpowiednie składniki odżywcze dla prawidłowego rozwoju eksplantatów. W każdej kolbie znajdowała się pożywka ½ MS suplementowana 2 mg/l IBA o różnej wartości pH, (pH 2, pH 4, pH 5,8 i pH 8). Hodowla była utrzymywana przez 100 dni a pierwsze efekty regeneracji zaobserwowano około 30 dnia. Przeprowadzono dodatkowo szczegółową analizę histologiczną.C. follicularis charakteryzował duży potencjał morfogenetyczny, na co wskazuje odtworzenie pędów z liści asymilacyjnych i liści pułapkowych na zastosowanych eksplantatach na drodze bezpośredniej organogenezy, co więcej, potencjał ten utrzymywał się przez cały okres hodowli. Względem różnego środowiska gatunek ten wykazywał różny stopień regeneracji, największy w pH 4. Przy tej samej wartości pH, podczas eksperymentu stwierdzono, obecność licznie występujących na eksplantatach pułapkowych, struktur o charakterze pędowym, którym na podstawie analizy preparatów histologicznych przypisano cechy budowy korzeni. Natomiast zastosowanie bardzo niskiego pH pożywki o wartości 2 wpływało niekorzystne na hodowlę i prowadziło do degeneracji eksplantatów. Analiza histologiczna potwierdziła bezpośredni przebieg zainicjowanej organogenezy, jak również jej niezsynchronizowany charakter. Na podstawie zastosowanych barwień stwierdzono w analizowanym materiale pochodzącym ze środowiska o pH 4 obecność skrobi, dużą zawartość białek oraz identyfikowano obecność kalozy, co wskazuje na potencjał embriogenny badanego gatunku. W testowanym materiale stwierdzono także obecność nowopowstałych centrów ksylogenicznych i merystematycznych.

Cephalotus follicularis is an endemic plant that occurs in the western-southern part of Australia. It belongs to carnivorous plants, which are characterized by the ability to capture their prey by means of transformed leaves into traps. The experiments were conducted to investigate how the different pH of the medium under liquid culture conditions affects morphogenesis and regeneration as well as the regenerative efficiency of this species under in vitro culture conditions.Explants used for cultivation were single photosynthetic leaves and trap leaves, with genotype 0004/03 that were maintained in vitro. The control consisted of liquid medium ½ MS (without agar), which contained appropriate nutrients for the proper development of explants. In each flask there was ½ MS medium supplemented with 2mg / l IBA with various pH values (pH 2, pH 4, pH 5.8 and pH 8). The culture was maintained for 100 days and the first effects of regeneration were observed around 30 days. A detailed histological analysis was carried out.C. follicularis was characterized by high morphogenetic potential, as indicated by the reproduction of shoots from photosynthetic leaves and trap leaves on the applied explants by direct organogenesis, what is more, this potential was maintained throughout the entire breeding period.Relative to the different environment, this species showed a different degree of regeneration, the highest at pH 4, during the experiment the presence of numerous trap structures appearing on exploratory traps was found, which on the basis of the analysis of histological preparations were assigned roots characteristics. On the other hand, the use of a very low pH value of 2 medium had an unfavorable effect and led to the degeneration of explants. Histological analysis confirmed the direct course of the initiated organogenesis as well as its unsynchronized nature. On the basis of the staining used, the presence of starch, high protein content was found in the analyzed material from the environment with pH 4, and the presence of calosis was identified, which would indicate the embryogenic potential of the studied species. The test material also found the presence of newly established xylogenic and meristematic centers.