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Gamma irradiation studies on seeds, seedlings and callus tissue cultures of Phaseolus Vulgaris L.

1970; Elsevier BV; Volume: 10; Issue: 2 Linguagem: Inglês

10.1016/s0033-7560(70)80032-1

1878-0725

Y. P. S. Bajaj, A. W. Saettler, M. W. Adams,

Chromosomal and Genetic Variations

The effects of 60Co gamma radiation on seeds, seedlings and callus tissue cultures of Phaseolus vulgaris L. var. Manitou were compared. Tissues were subjected to various doses (0·5–40 kilorad) of gamma radiation at 200 rad/min and subsequently grown for 4–8 weeks. Seeds irradiated with 10–12 krad produced stunted seedlings which later exhibited delayed flowering, and poor seed set; although the seeds germinated, no normal seedlings were formed at 15 krad. However, when 8-day-old seedlings were irradiated, severe inhibition of growth occurred at 2 krad, followed by degeneration of the apical meristem and death at 5 krad. Callus grown in suspension cultures in a modified White's medium supplemented with 2, 4-D kinetin and yeast extract showed significant stimulation of growth (P< 0.01) at 0.5 krad followed by a gradual decrease from 1 to 10 krad. Cells in such cultures showed mitotic inhibition, degeneration of cytoplasm, increased polyploidy and reduced plating efficiency. Callus growth at 20–30 krad was drastically reduced and ceased completely at 40 krad. The color of the callus continued to darken with increasing doses. There is a striking difference in the radiosensitivity of seeds, seedlings and callus tissue; the young seedlings are most radiosensitive, followed by seeds, and callus tissue is most tolerant. On a comparé les effets des irradiations gamma du 60Co sur des graines, des plantules et des cals en culture de tissus de Phaseolus vulgaris L. var. Manitou. Les tissus ont été irradiés à des doses variables (0,5 à 40 kilorads), à un débit de 200 rads/min., puis cultivés pendant 4 à 8 semaines. Les graines irradiées aux doses de 10–12 krads produisent des plantules malingres qui par la suite, fleurissent tardivement et produisent plus de graines; à 15 krads, les graines germent mais ne donnent pas des plantules normales. Cependant, lorsqu'on irradie des plantules de 8jours, on observe une forte inhibition de croissance à 2 krads et une dégénérescence du méristème apical puis la mort des plantules à 5 krads. Des cals cultivés en milieu liquide de White additionné de 2,4-D de kinétine ou d'extrait de levure montrent une stimulation de croissance significative (P < 0,01) à 0,5 krads et une diminution graduelle de 1 à 10 krads. Dans ces cultures, on observe de l'inhibition mitotique, de la dégénérescence cytoplasmique, une polyploïdie accrue et une diminution du pouvoir germinatiff. La croissance des cals est réduite d'une manière drastique à 20–30 krads et complètement arrêtée à 40 krads. La coloration des cals s'assombrit avec l'augmentation de dose. Il y a une différence marquée de la radiosensibilité des graines, des plantules et des tissus de cals; les plantules jeunes sont les plus sensibles, suivies par les graines, les tissus de cals étant les plus tolérants. Die Wirkungen von γ-Strahlen aus einer 60Co-Strahlenquelle bei Samen, Keimlingen und Kallusgewebekulturen von Phaseolus vulgaris L. der Varietät Manitou wurden verglichen. Die Gewebe wurden verschiedenen Dosen (0,5–40 krad) von γ-Strahlen von 200 rad/Min. ausgesetzt; anschliessend liess man sie 4–8 Wochen wachsen. Samen, die mit 10–12 krad bestrahlt wurden, brachten verkümmerte Keimlinge hervor, deren Blütenbildung erst verspätet eintrat und deren Samenanlage nicht vollständig entwickelt war; obwohl die Samen auskeimten, wurden keine normalen Keimlinge bei 15 krad gebildet. Wurden aber 8 Tage alte Keimlinge bestrahlt, kam es bei 2 krad zu einer starken Wachstumshemmung, die zur Degeneration des apikalen Meristems und zum Absterben bei 5 krad führte. Kallus, der in einem veränderten Medium nach White, versetzt mit 2, 4-D Kinetin und Hefeextrakt, in Suspensionskulturen wuchs, zeigte merkliche Wachstumsstimulation (P<0,01) bei einer Strahlung von 0,5 krad, die allmählich bei 1 bis 10 krad herabgesetzt wurde. Zellen in solchen Kulturen wiesen Mitosehemmung auf, Degeneration des Cytoplasmas, gesteigerte Polyploidie und verminderte Wachstumsfähigkeit beim Plattieren. Das Kallus-Wachstum verminderte sich bei 20–30 krad ganz stark und hörte bei 40 krad vollständig auf. Die Farbe des Kallus wurde bei ansteigenden Dosen immer dunkler. Auffallende Unterschiede lassen sich feststellen hinsichtlich der Radiosensibilität der Samen, Keimlinge und des Kallusgewebes; die jungen Keimlinge sind am strahlenempfindlichsten, dann folgen die Samen, und das Kallusgewebe ist am wenigsten sensibel.