The Effects of Plant Growth Regulators on in vitro Grown Potato (Solanum tuberosum l.) Explants Under Different Photoperiod Conditions

Abstract

The present research was carried out to determine the effect of benzyl aminopurine (BAP) with α-naphthaleneacetic acid (NAA) and indole-3-butyric acid (IBA) combinations on the multiplication of Pasinler, Granola and Caspar potato genotypes using stem segments with single nodes. Explants were incubated at two different photoperiod conditions such as short day (8 hours daylight) and continuous dark. In this article, observations from the plantlets characteristics were examined. The effects of photoperiod, cultivar and plant growth regulators (PGRs) on examined plantlet characteristics were signi cantly different. The maximum shoot was determined from cv. Caspar on BAP+IBA contatining medium under dark condition, but differences were insigni cant. The maximum shoot number (16.4) and root number (23.2 adet) were determined from cv. Granola on Control media under short day conditions. The highest number of nodes (15), leaves (20) and dry matter content (16.08%) were determined from cv Caspar on BAP+IBA supplemented medium under 8 hour photoperiod. The highest root length (23.2 cm) was determined from cv. Granola on BAP+NAA under short day conditions. Control application without any plant growth regulators was effective on the most of the studied plantlet characteristics. The impact of BAP+IBA combinations was more pronounced compared to other PGRs treatments. Results revealed that the effect of PGRs on plantlet characteristics studied was variable depending on the genotype. It is also clear that, short day conditions were more effective than continuous dark on studied plantlet characteristics. 

Keywords

• Potato,biotechnology,micropropagation,tissue culture,in vitro

Farklı Fotoperiyot Şartlarında in vitro Olarak Yetiştirilen Patates (Solanum tuberosum L) Eksplantlarına Bitki Büyüme Düzenleyicilerinin Etkileri

Abstract

Bu çalışma, benzyl aminopurine (BAP)’in tek başına yada α-naphthaleneacetic acid (NAA) ve indole- 3-butyric acid (IBA) ile birlikte Pasinler, Granola ve Caspar patates çeşitlerinin tek boğum sürgün kesimlerinin mikroçoğaltımı üzerine etkisini belirlemek için yürütülmüştür. Eksplantlar kısa gün şartları (8 saat ışık) ve tamamen karanlık şartları gibi iki farklı fotoperiyot şartlarında gelişmeye bırakılmışlardır. Bu makalede patateste bitkicik özelliklerinden alınan gözlemler değerlendirilmiştir. Fotoperiyot, çeşit ve bitki büyüme düzenleyicilerinin incelenen bitki özellikleri üzerine etkileri önemli olarak belirlenmiştir. En uzun sürgün karanlık şartlarda Caspar çeşidinden BAP+IBA ortamından alınmış (19.6 cm), ancak aradaki fark anlamlı bulunamamıştır. En yüksek yan dal (16.4 adet) ve kök (23.2 adet) sayısı Granola çeşidinden, control ortamından 8 saat ışık şartlarında elde edilmiştir. En yüksek boğum (15 adet) ve yaprak (20 adet) sayısı ile en yüksek bitki kuru madde oranı (%16.08) Caspar çeşidinden, BAP+IBA içeren ortamdan 8 saat ışık şartlarında elde edilmiştir. En yüksek kök uzunluğu (23.2 cm) Granola çeşidinden BAP+NAA içeren ortamdan kısa gün şartlarında elde edilmiştir. Bir çok karakterin hiç bir hormon içermeyen kontrol ortamında daha olumlu sonuç verdiği görülmüştür. BAP+IBA kombinasyonunun etkisinin diğer bitki büyüme düzenleyicilerinin etkisinden daha belirgin olduğu ve bu etkinin çeşide özgü olduğu ortaya konulmuştur. Ayrıca, incelenen bitki özellikleri yönünden genel olarak kısa gün şartlarının tamamen karanlık şartlara gore daha etkili olduğu görülmüştür. 

Keywords

• Patates,biyoteknoloji,mikroçoğaltim,doku kültürü,in vitro

References

1. Ahmad, M.Z., Hussain, I., Roomi, S., Zia, M.A., Zaman, M.S., Abbas, Z., Shah, S.H., 2012. In vitro response of cytokinin and auxin to multiple shoot regeneration in Solanum tuberosum L. American-Euroasian J. Agric. & Environ. Sci., 12 (11): 1522-1526.
2. Akhtar, N., Munawwar, M. H., Hussain, M., Mahmood, M., 2006. Sterile shoot production and direct regeneration from nodal explants of potato cultivars. Asian Journal of Plant Sciences, 5 (5): 885-889.
3. Ali, M. A., Nasiruddin, K. M., Haque, M. S., Al-Mansur, M. A. Z., 2007. In vitro regeneration potentiality of six potato varieties from leaf and internode segments initiated calli with BAP. Bangladesh J. Crop Sci., 18 (1): 33-40.
4. Alsadon, A. A., Al-Mohaidib, M., Rahman M. H., Islam, R., 2004. Evaluation of in vitro vegetative growth traits of eight cultivars of (Solanum tuberosum L.) potato. Bangladesh J. Genet. Biotechnol., 5 (1&2): 61-63.
5. Badawi, M. A., El-Sayed, S. F., Edriss, N. H., El-Barkouki, T. M., 1995. Factors affecting production of potato plantlets from nodal cuttings. Egyptian J of Horticulture, 22:2, 117- 125.
6. Bhatia, A. K., Batra, V. K., Sakha, B. M., Chaudhary, V. K., Batra P., Arora, S. K., 2007. Ef cient protocol for in vitro micropropagation in elite cultivars of potato (Solanum tuberosum L.). Haryana J. Hortic. Sci., 36: (3&4): 424-426.
7. Belletti, P., Lanteri, S., Lotito, S., Saracco, F., 1994. Production of potato micro-tubers through in vitro culture. Acta Horticulturae, 362:141–148.
8. Dhital, S. P., Lim, H. T., Manandhar, H. K., 2010. Direct and ef cient plant regeneration from different explant sources of potato cultivars as in uenced by plant growth regulators. Nepal Journal of Science and Technology, 12: 1-6.

9. Dobranszki, J., Tabori, K. M., Frenczy, A., 1999. Light and genotype effects on in vitro tuberization of potato plantlets. Potato Research, 42 (3-4): 483-488.
10. Farhatullah, Z. A., Sayeed, J. A., 2007. In vitro effects of gibberellic acid on morphogenesis of potato explants. International Journal of Agriculture & Biology, 9 (1): 181- 182.
11. Ghaffoor, A., Shah, G. B., Waseem, K., 2003. In vitro response of potato (Solanum tuberosum L.) to various growth regulators. Biotechnology, 2 (3): 191-197.
12. Gopal, J., Minocha, J. L., Gosal, S. S., 1998. Variability in response of potato genotypes to in vitro propagation. J Ind Potato Assoc, 25: 119-124.
13. Haque, A. U., Samad, M. A., Shapla, T. L., 2009. In vitro callus initiation and regeneration of potato. Bangladesh J. Agril. Res. 34 (3): 449-456.
14. Hoque, M. I., Mila, N. B., Khan, M. S., Sarker, R. H., 1996. Shoot regeneration and in vitro microtuber formation in potato (Solanum tuberosum L.). Bangladesh J Botany, 25:87-93.
15. Karadoğan, T. 1994. Patateste doku kültürünün kullanım alanları ve uygulanması. Atatürk Ü. Zir. Fak. Der., 25: (2): 275-290.
16. Markarov, A. M., Golovko, T. K., Tabalenkova, G. N., 1993. Photoperiodic responses in the morphological and functional characteristics of three potato species. Soviet Plant Physiology, 40 (1): 32-36.
17. Murashige, T., Skoog, F., 1962. A revised nedium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiol. Plant. 15: 473-497.
18. Nasiruddin, K. M., Blake, J., 1994. Production of potato microtubers with and without growth regulators. In: Physiology, Growth and Development of Plants in Culture (Eds. P. J. Lumsden, J. R. Nicholas and W. J. Davies). pp.254-260.
19. Özkaynak, E. ve Samancı B. 2005. Patateste mikro yumru ve mini yumru üretimi, kullanımı, avantaj ve dezavantajları. Türkiye VI. Tarla Bitkileri Kongresi, 5-9 Eylül 2005, Antalya, Türkiye, 1: 581-584.
20. Pruski, K., 2007. The canon of potato science: in vitro multiplication through nodal cuttings. Potato Res., 50: 293-296.
21. Ra que, T., Jaskani, M. J., Raza, H., Abbas, M., 2004. In vitro studies on microtuber induction in potato. Int J. Agri. Biol., 6 (2): 375-377.
22. Romanov, G. A., Aksenova, N. P., Konstantinova, T. N., Golyanovskaya, S. A., Kossmann, J., Willmitzer, L., 2000. Effect of indole-3-acetic acid and kinetin on tuberisation parameters of different cultivars and transgenic lines of potato in vitro. Plant Growth Regulation, 32: 245-251.
23. Saker, M.M., Moussa, T.A.A., Heikal, N.Z., AboEllil, A. H. A., Abdel-Rahman, R. M. H., 2012. Selection of an ef cient in vitro micropropagation and regeneration system for potato (Solanum tuberosum L.) cultivar Desiree. African Journal of Biotechnology, 11 (98): 16388-16404.
24. Seabrook, J. E. A., Douglass, K and Arnold, D. A. 2004. Effect ofleavesonmicrotubersproducedfrompotatosingle-node cuttings in vitro. Amer J of Potato Res 81: 1-5.
25. Shibli, R. A., Abu-Ein, A. M., Ajlouni, M. M., 2002. In vitro and in vivo multiplication of virus-free Spunta potato clone. Pakistan J. of Agric. Res., 17 (1): 71-75.
26. Uddin, N. S., 2006. In vitro propagation of elite indigenous potato (Solanum tuberosum L. var. Indurkani) of Bangladesh. Journal of Plant Sciences, 1 (3): 212-216.
27. Vinterhalter, D., Vinterhalter, B., Calovic, M., Jevtic, S., 1997. The relationship between sucrose and cytokinins in the regulation of growth and branching in potato cv. Desiree shoot cultures. Proc. 1st Balkan Symp. Vegetables and Potatoes (Eds. S. Jevtic and B. Lasic). ActaHorticulturae, 462: 319-323.
28. Yasmin, A., Jalbani, A. A., Raza, S., 2011. Effect of growth regulators on meristem tip culture of local potato cvs Desiree and Patrones. Pak. J. Agri., Agril. Eng. Vet. Sci., 27 (2): 143-149.
29. Yousef, A. A. R., Suwwan, M. A., Al-Musa, A. M., Abu- Qaoud, H. A., 1997. In vitro culture and microtuberization of ‘Spunta’ potato (Solanum tuberosum L.). Dirasat. Agricultural Sciences, 24 (2): 173-181.
30. Zaman, M. S., Quaraishi, A., Hassan, G., Din, R. U., Ali, S., Kabir, A., Gul, N., 2001. Meristem culture of potato (Solanum tuberosum L.) for production of virus-free plantlets. J Biol Sci., 1: 898-899.
31. Zhang, Z., Zhou, W., Li, Huizhen. 2005. The role of GA, IAA and BAP in the regulation of in vitro shoot growth and microtuberization in potato.