INDUKTION DER EMBRYOGENESE IN KALLUSKULTUREN

Abstract

The formation of adventitious embryos from callus of expiants of seed embryos, shoot apices, shoot segments and leaf bases of monocotylous plants is described. The embryogénie potency of bastards from sections of the genus Iris and of a variety of Asparagus officinalis was determined. Seed embryos of Regelio–Cyclus– and of Pogo–Regelio–Cydus–Hybrids were disorganized by 1 ppm 2,4–D on a medium according Murashige/Skoog. The differentiation of embryoids from callus succeeded on a medium according Linsmaier with 1 ppm IAA. Callus originated from a NAA containing medium showed a smaller regeration potency. After 4–6 weeks of liquid culture the embryoids were transfered to an auxin-free basal medium, where they developed to normal Iris plants.

Special zones of the callus from explanted shoot apices and leaf segments of Iris differentiated to embryos on a Linsmaier/Skoog medium with 2,5 ppm 2,4–D. Histological investigations revealed, that these embryos were nearly identical with zygotic embryos. In a nutrient solution supplement with 1 ppm IAA and 0,5 ppm kinetin several steps of organization from callus clumps till polar embryoids with central procambium strand were observed.

For vegetative propagation of Asparagus officinalis segments of Asparagus spears were stimulated to callus growth on a Linsmaier/Skoog medium containing 2 ppm NAA and 0,5 ppm kinetin; 2,4–D was less effective. The differentiation to embryoids resulted in the same basal medium with o,5 ppm IAA; the addition of kinetin and casein hydrolysate had no effect. The structure of the embryonic shoot apex deviated from the normal type. In spite of these structure anomalies the embryoids developed in subculture with small doses NAA to normal plants. Callus from seed embryos of Asparagus produced embryoids in a nutrient solution according Linsmaier/Skoog with 1 ppm IAA and 1 ppm kinetin. These better organized embryoids developed to Asparagus plantlets on an auxin-free medium.

The embryogénie potency of callus originated from seed embryos is higher compared with callus from expiants of other plant parts. Possible applications of these results were discussed.

Zusammenfassung

Es wird die Bildung von Adventivembryonen aus Kallus von Explantaten des Samenembryos, von Vegetationspunkten, Sproßsegmenten und Blattbasen bei Monokotylen beschrieben. Die embryogene Potenz wurde bei Varietäten von Sektionsbastarden der Gattung Iris und von Asparagus officinalis ermittelt. Samenembryonen von Regelio–Cyclus und Pogo–Regelio–Cyclus–Hybriden wurden durch 1 ppm 2,4–D auf einem Medium nach Murashige/Skoog desorganisiert. Die Differenzierung embryoider Formen gelang am besten in einem flüssigen Medium nach Linsmaier mit 1 ppm IES. Der auf NES–haltigen Medien angezogene Kallus besaß eine geringere Regenerationspotenz. Nach 4–6 Wochen Suspensionskultur entwickelten sich die Embryoide auf auxinfreiem Basalmedium zu normalen Irispflanzen.

Bestimmte Zonen des Kallus aus explantierten Irisvegetationspunkten und Blattsegementen von Iris differenzierten sich auf einem Medium nach Linsmaier./ Skoog mit 2,5 ppm 2,4–D nach 3 Monaten zu Embryonen, die auf Grund histologischer Untersuchungen mit den Samenembryonen nahezu identisch sind. In einer Nährlösung mit 1 ppm IES und 0,1 ppm Kinetin wurden mehrere Organisationsstufen vom Kallusklumpen bis zu polaren Embryoiden mit zentralem Prokambiumstrang gefunden.

Zur vegetativen Vermehrung von Asparagus wurden Segmente der Spargelstangen auf einem Medium nach Linsmaier/Skoog mit 2 ppm NES und 0,5 ppm Kinetin zum Kalluswachstum angeregt; 2,4–D hatte einen geringeren Effekt. Die Differenzierung von Embryoiden gelang im flüssigen Medium nach Linsmaier mit 0,5 ppm IES; Kinetin und Caseinhydrolysat waren ohne Wirkung. Histologisch wurden Abweichungen im Bau des embryonalen Sproßpols vom Normaltyp festgestellt. Trotz dieser Strukturanomalien haben sich die Embryoide in der Subkultur mit NES zu normalen Pflanzen entwickelt. Der Kallus aus Samenembryonen von Spargel produzierte in einer Nährlösung mit 1 ppm IES und 1 ppm Kinetin besser strukturierte Embryoide, die auf auxinfreiem Medium Keimpflanzen bildeten

Die embryogene Potenz von Kallus aus Samenembryonen ist im Vergleich mit Explantaten anderer Herkunft größer. Mögliche Nutzanwendungen dieser Ergebnisse werden diskutiert.