Micropropagation of Pai Sangmon 'Nuan Rachini' (Dendrocalamus sericeus Munro) via callus induction

Abstract

Shoot induction from nodal segments, callus induction from shoot segments and shoot induction from callus were carried out for Sang Mon ‘Nuan Rajinee’ (Dendrocalamus sericeus Munro). Surface-sterilized nodal segments (between 0.4-0.8 cm in diameter with about 4 cm long) were cultured for 2 weeks on Murashige and Skoog (MS) supplemented with 6-benzyl adenine (BA) at different concentrations. It was found that 3 mg/l BA added in MS medium induced the highest shoot numbers with shoot length (3.9 shoots and 3.4 cm long), however there was not significantly different from medium added with 4 mg/l BA providing 3.1 shoots with 2.50 cm long. For callus induction, shoots from nodal segments were excised into segments with 0.5 cm long and cultured on MS medium, containing 500 mg/l L-glutamine, 500 mg/l L-proline and 500 mg/l casein hydrolysate, supplemented with 2,4 dichlorophenoxy acetic acid (2,4-D) in combination with kinetin (KN) and 3-indole butylric acid (IBA) or 2,4-D in combination with BA and 1-naphthalene acetic acid (NAA) at different concentrations. All culture media added with plant growth regulators gave 100 percent of induced callus with different callus types. After 16 weeks of culturing, modified MS medium added with 5.0 mg/l 2,4-D, 2.0 mg/l KN and 0.4 mg/l IBA gave the highest yield of compact callus with 0.83 cm in diameter. The obtained callus cluster (about 0.5-1.0 cm in diameter) was proliferated on MS medium containing 250 mg/l polyvinylpyrrolidone average molecular weight 40,000 (PVP-40) supplemented 2,4-D in combination with KN or 2,4-D in combination with BA at different concentrations. After 12 weeks of culturing, modified MS medium supplemented that 3.0 mg/l 2,4-D in combination with 2.0 mg/l KN gave 70% of callus clusters that proliferated with the highest increase in size of compact callus at 0.94 cm. For shoot induction, compact callus cluster, about 1 cm in diameter, was cultured for 12 weeks on MS medium containing 250 mg/l PVP-40 and supplemented with BA alone, BA in combination with IBA or KN and NAA, KN in combination with NAA or 3-indole acetic acid (IAA), and KN in combination with 2,4-D in different concentrations. The results showed that small shoots developed from callus cultured on modified MS medium supplemented with 1.0 mg/l BA in combination with 0.3 mg/l KN and 0.3 mg/l NAA with 50% of callus clusters forming shoots with 5.9 shoots per callus. However, there was not significantly different from medium supplemented with 2.0 mg/l KN in combination with 1.0 mg/l NAA providing 5.6 shoots per callus but only 30% of callus that regenerated to shoots. In addition, root formation was found from callus clusters 10-40% with 0.1-3.8 roots per callus cluster in all media supplemented with NAA or IAA. Furthermore, compact callus cluster was cultured for 8 weeks on MS medium supplemented with NAA alone or in combination with BA or NAA in combination with KN for shoot induction. The highest number of shoots 26.5 shoots per callus cluster with 100% of callus clusters forming shoots was found on callus cultured on medium supplemented with 0.5 mg/l NAA in combination with 0.5 mg/l KN. For root induction, a 3-shoot clump was cultured for 2 weeks on MS medium supplemented with IBA alone or in combination with KN or NAA alone or in combination with KN in different concentrations, then transferred to medium without plant growth regulator. NAA at the concentration of 2.0 and 3.0 mg/l added in the medium induced 60 and 40% rooted shoots with 2.0 and 1.1 roots, 1.5 and 1.0 cm long. However, shoots turned brown and died eventually.

งานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาการชักนำให้เกิดยอดจากส่วนข้อ การชักนำให้เกิดคัลลัสจากส่วนยอด การชักนำให้เกิดยอดจากคัลลัส และการชักนำให้เกิดรากจากกลุ่มยอด ของไผ่ซางหม่น ‘นวลราชินี’ (Dendrocalamus sericeus Munro) การชักนำให้เกิดยอดจากส่วนข้อโดยการนำชิ้นส่วนข้อที่ผ่านการฟอกฆ่าเชื้อที่ผิว (ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางระหว่าง 0.4-0.8 เซนติเมตร ความยาวประมาณ 4 เซนติเมตร) เพาะเลี้ยงเป็นเวลา 2 สัปดาห์บนอาหารสูตร Murashige and Skoog (MS) ที่เติม 6-benzyl adenine (BA) ในความเข้มข้นที่ต่างกัน พบว่า BA ความเข้มข้น 3.0 มิลลิกรัมต่อลิตร ที่เติมอาหารสูตร MS ชักนำให้เกิดจำนวนยอดและความยาวยอดสูงที่สุด (3.9 ยอด และ 3.4 เซนติเมตร) ซึ่งไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญกับอาหารที่เติม BA ความเข้มข้น 4.0 มิลลิกรัมต่อลิตร ที่ให้จำนวนยอด 3.1 ยอด ที่มีความยาว 2.50 เซนติเมตร สำหรับการชักนำให้เกิดคัลลัส โดยการนำชิ้นส่วนยอดที่ได้จากส่วนข้อมาตัดให้มีความยาว 0.5 เซนติเมตร เพาะเลี้ยงบนอาหารสูตรดัดแปลงของ MS ที่มี L-glutamine ความเข้มข้น 500 มิลลิกรัมต่อลิตร, L-proline ความเข้มข้น 500 มิลลิกรัมต่อลิตร และ casein hydrolysate ความเข้มข้น 500 มิลลิกรัมต่อลิตร และเติม 2,4 dichlorophenoxy acetic acid (2,4-D) ร่วมกับ kinetin (KN) และ 3-indole butylric acid (IBA) หรือ 2,4-D ร่วมกับ BA และ 1-naphthalene acetic acid (NAA) ในความเข้มข้นที่แตกต่างกัน พบว่าอาหารทุกสูตรที่เติมสารควบคุมการเติบโตชักนำให้เกิดคัลลัสได้ 100 เปอร์เซ็นต์ และให้ชนิดของคัลลัสที่แตกต่างกัน โดยหลังจากการเพาะเลี้ยงเป็นเวลา 16 สัปดาห์ อาหารสูตรดัดแปลงของ MS ที่เติม 2,4-D ความเข้มข้น 5.0 มิลลิกรัมต่อลิตร, KN ความเข้มข้น 2.0 มิลลิกรัมต่อลิตร และ IBA ความเข้มข้น 0.4 มิลลิกรัมต่อลิตร ให้คัลลัสชนิด compact ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดมีเส้นผ่าศูนย์กลาง 0.83 เซนติเมตร จากนั้นทำการเพิ่มปริมาณคัลลัสโดยการเพาะเลี้ยงกลุ่มคัลลัส (ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 0.5-1.0 เซนติเมตร) บนอาหารสูตรดัดแปลงของ MS ที่มี polyvinylpyrrolidone average molecular weight 40,000 (PVP-40) ความเข้มข้น 250 มิลลิกรัมต่อลิตร และเติม 2,4-D ร่วมกับ BA ในความเข้มข้นที่แตกต่างกัน หลังจากการเพาะเลี้ยงเป็นเวลา 12 สัปดาห์ พบว่าอาหารสูตรดัดแปลงของ MS ที่เติม 2,4-D ความเข้มข้น 3.0 มิลลิกรัมต่อลิตร ร่วมกับ KN ความเข้มข้น 2.0 มิลลิกรัมต่อลิตร ให้กลุ่มคัลลัสที่มีการเพิ่มปริมาณ 70 เปอร์เซ็นต์ และให้ขนาดของคัลลัสชนิด compact เพิ่มขึ้นมากที่สุด 0.94 เซนติเมตร ส่วนการชักนำให้เกิดยอดจากกลุ่มคัลลัส โดยการนำกลุ่มคัลลัสชนิด compact ที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 1 เซนติเมตร เพาะเลี้ยงเป็นเวลา 12 สัปดาห์ บนอาหารดัดแปลงของสูตร MS ที่มี PVP-40 ความเข้มข้น 250 มิลลิกรัมต่อลิตร และเติม BA เพียงอย่างเดียว, BA ร่วมกับ IBA หรือ KN และ NAA, KN ร่วมกับ NAA หรือ 3-indole acetic acid (IAA), และ KN ร่วมกับ 2,4-D ในความเข้มข้นที่แตกต่างกัน จากผลการทดลองพบว่ามีการเกิดยอดขนาดเล็กเกิดขึ้นจากคัลลัสที่เพาะเลี้ยงบนอาหารสูตรดัดแปลงของ MS ที่เติม BA ความเข้มข้น 1.0 มิลลิกรัมต่อลิตร ร่วมกับ KN ความเข้มข้น 0.3 มิลลิกรัมต่อลิตร และ NAA ความเข้มข้น 0.3 มิลลิกรัมต่อลิตร โดยมีกลุ่มคัลลัส 50 เปอร์เซ็นต์ที่เกิดยอด และได้ยอด 5.9 ยอดต่อกลุ่มคัลลัส ซึ่งไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจากอาหารที่เติม KN ความเข้มข้น 2.0 มิลลิกรัมต่อลิตร ร่วมกับ NAA ความเข้มข้น 1.0 มิลลิกรัมต่อลิตร ที่ให้ 5.6 ยอดต่อกลุ่มคัลลัส แต่มีกลุ่มคัลลัสเพียง 30 เปอร์เซ็นต์ที่เกิดยอด และยังพบกลุ่มคัลลัส 10-40 เปอร์เซ็นต์ ที่เกิดราก มีจำนวนราก 0.1-3.8 ต่อกลุ่มคัลลัส ในอาหารทุกสูตรที่เติม NAA หรือ IAA นอกจากนี้ยังได้นำคัลลัสชนิด compact เพาะเลี้ยงเป็นเวลา 8 สัปดาห์ บนอาหารสูตร MS ที่เติม NAA เพียงอย่างเดียวหรือร่วมกับ BA หรือ NAA ร่วมกับ KN สำหรับการชักนำให้เกิดยอด โดยพบจำนวนยอดที่เกิดขึ้นมากที่สุด 26.5 ยอดต่อกลุ่มคัลลัส และมีเปอร์เซ็นต์ของกลุ่มคัลลัสที่เกิดยอด 100 เปอร์เซ็นต์ บนอาหารที่เติม NAA ความเข้มข้น 0.5 มิลลิกรัมต่อลิตร ร่วมกับ KN 0.5 มิลลิกรัมต่อลิตร การชักนำให้เกิดรากโดยการนำกลุ่มยอด จำนวน 3 ยอดต่อกลุ่ม เพาะเลี้ยงเป็นเวลา 2 สัปดาห์ บนอาหารสูตร MS เติม IBA เพียงอย่างเดียวหรือร่วมกับ KN หรือ NAA เพียงอย่างเดียวหรือร่วมกับ KN ในความเข้มข้นที่แตกต่างกัน จากนั้นย้ายไปเพาะเลี้ยงบนอาหารที่ปราศจากสารควบคุมการเติบโตอีกเป็นเวลา 2 สัปดาห์ พบว่า NAA ที่ความเข้มข้น 2.0 และ 3.0 มิลลิกรัมต่อลิตรชักนำให้เกิดรากจากกลุ่มยอดได้ 60 และ 40 เปอร์เซ็นต์ มีจำนวนราก 2.0 และ 1.1 ราก มีความยาวราก 1.5 และ 1.0 เซนติเมตร ตามลำดับ อย่างไรก็ตามยอดเปลี่ยนเป็นสีน้ำตาลและตายในที่สุด