Efficient genetic transformation and regeneration system from hairy root of Origanum vulgare

Abstract

Origanum vulgare L is commonly known as a wild marjoram and winter sweet which has been used in the traditional medicine due to its therapeutic effects as stimulant, anticancer, antioxidant, antibacterial, anti-inflammatory and many other diseases. A reliable gene transfer system via Agrobacterium rhizogenes and plant regeneration via hairy roots was established in O. vulgare for the first time. The frequency of induced hairy roots was different by modification of the co-cultivation medium elements after infection by Agrobacterium rhizogenes strains K599 and ATCC15834. ). The frequency of shoot generation (85.18 %) was achieved in medium fortified with 0.25 mg/L −1 of BA. Shoots were placed on MS medium with 0.25 mg/l IBA for root induction. Roots appeared and induction rate was achieved after 15 days.

Origanum vulgare L. Cuttings Rhizogenesis in Microclonal Reproduction in Vitro

“…В одному з перших досліджень [25] щодо культивування O. vulgare в умовах in vitro для розмноження та коренеутворення використано середовище Гамборга [26], доповнене α-нафтилоцтовою кислотою і сахарозою як джерелом вуглецю. У новіших дослідженнях O. vulgare in vitro використовується середовище MS [18] для введення в культуру меристемної тканини [27] або для генетичної модифікації [28]. В останній роботі на етапі коренеутворення середовище MS доповнювали ІМК у концентрації 0,25 мг/л.…”

“…У проведеному нами дослідженні вплив фітогормонального складу в середовищі для ризогенезу на укорінення живців in vitro та їх подальшу адаптацію в ґрунті розглянуто на фоні використання як джерел вуглецю сахарози (20 г/л) або глюкози (20 г/л), на відміну від попередніх досліджень, де традиційно використовувалась лише сахароза [17,25,28,29]. Порівняння довжини кореневої системи живців для розглянутих нами генотипів материнки за впливу тих самих варіантів фітогормонів на фоні 20 г/л сахарози і 20 г/л глюкози показує, що в середньому по досліду між контрольними варіантами немає достовірної різниці, однак за рештою варіантів заміна сахарози на глюкозу вказує на тенденцію до певного погіршення росту кореневої системи.…”

Optimization of microclonal propagation in vitro of oregano (Origanum vulgare)

“…Відносно мала кількість інформації стосується зв'язку морфологічних показників донорних рослин і експлантів материнки з результатами культивування in vitro. Наприклад, вивчено регенерацію материнки у стерильній культурі з кореневої волосини через калусогенез одночасно з перенесенням до рослини чужинних генів (Habibi et al, 2016). Окремі етапи технології культивування in vitro розроблено для іншого виду -O. acutidens (Goleniowski et al, 2003;Yildirim, 2013), однак видові відмінності не сприяють її широкому впровадженню.…”

“…Це підвищує актуальність розроблення прийомів мікроклонування представників роду Origanum, яке є одним із варіантів безстатевого розмноження в умовах in vitro зі збереженням генотипу материнської рослини. Вивчено особливості введення в культуру меристемної тканини (Goleniowski et al, 2003), калусоутворення (Svoboda et al, 1995) та модифікації материнки чужинними генами (Habibi et al, 2016). Але розроблення методики мікроклонального розмноження in vitro українських зразків материнки, зокрема через активацію пазушних бруньок, лишається актуальним завданням.…”

A toolbox for nodule development studies in chickpea: a hairy-root transformation protocol and an efficient laboratory strain of Mesorhizobium sp

“…Recently, it has been reported that CRISPR/Cas9 mediated gene knock out is also possible in hairy roots (Ron et al, 2014; Cai et al, 2015; Wang et al, 2016). Till date, all the successful protocol for hairy root generation in other legumes have shown the transformed roots to be biologically similar to untransformed roots, with no difference in normal nodule development (Stougaard et al, 1987; Quandt et al, 1993; Stiller et al, 1997; Boisson-Dernier et al, 2001; Van-de-Velde et al, 2003; Limpens et al, 2004; Estrada-Navarrete et al, 2006; Kereszt et al, 2007; Sinharoy et al, 2009; Bonaldi et al, 2010; Imanishi et al, 2011; Brijwal and Tamta, 2015; Thilip et al, 2015; Habibi et al, 2016; Thwe et al, 2016). A. rhizogenes -mediated hairy-root transformation is an efficient and less time-consuming alternative method for the functional validation of genes.…”