Huynh Lam Anh Kiet , Trinh Ngoc Ai * , Nghi Khac Nhu , Tran Thi Thao Dang and Le Van Thuc

* Corresponding author (ngocai@tvu.edu.vn)

Abstract

In this study, in vitro shoots were irradiated by gamma rays with various doses (0, 10, 20, 30, 40, 60 and 80 Gy). Then shoots were cultured on half strength MS medium supplemented with 0.2 mg/L NAA for 6 weeks of rooting. Plantlets were hardened and the growth and development. The results indicated that inflorescence and flower color characteristics changed from red to red pink, and some white spots appeared on petals. Dose of 20 Gy showed an increased plant height, number of leaves, leaf length, and leaf width, while dose of 10 Gy resulted in the highest number of buds, number of flowers, flower diameter and shelf life. Analysis of phylogenetic relationship among mutant varieties based on morphological characteristics indicated that 10 Gy, 20 Gy, 60 Gy, and 40 Gy strains have a close relationship to control varieties. 30 Gy and 80 Gy varieties are closely related together, but separate from control lines.  The results of this study showed that a dose of 10 Gy could help plant breeders select a mutagenic line in form and flower color in  Sinningia speciosa varieties.

Keywords: Flower variation/characteristic, gamma irradiation, phylogenetic relationship, Sinningia speciosa varieties

Tóm tắt

Trong nghiên cứu này, các chồi tử la lan được xử lý chiếu xạ bằng tia gamma ở các liều khác nhau(0, 10, 20, 30, 40, 60 và 80 Gy).Các chồi được tách riêng và được nuôi cấy trên môi trường 1/2MS có bổ sung 0,2 mg/L NAA để tạo rễ trong 6 tuần.Cây con được thuần dưỡng,các chỉ tiêu sinh trưởng và phát triển được theo dõi và đánh giá.Kết quả nghiên cứu cho thấy có sự thay đổi kiểu phát hoa và màu sắc hoa từ đỏ đậm đến đỏ hồng, một số dòng xuất hiện các đốm trắng trên cánh hoa.Liều chiếu xạ 20 Gy cho thấy có sự gia tăng về chiều cao cây, số lá, chiều dài lá và rộng lá trong khi đó, liều chiếu xạ 10 Gy được xem là tối ưu cho quá trình hình thành hoa như số nụ/cây,số hoa cây,đường kính hoa và độ bền hoa.Việc phân tích mối quan hệ di truyền dựa vào các chỉ tiêu hình thái cho thấy các dòng đã xử lý ở liều chiếu xạ 10 Gy,20 Gy,60 Gy và 40 Gy có mối quan hệ với dòng đối chứng.Dòng 30 Gy và 80 Gy có mối quan hệ gần nhau, nhưng tách biệt với dòng đối chứng. Kết quả nghiên cứu cho thấy liều chiếu xạ 10 Gy có thể giúp cho các nhà nhân giống lựa chọn được các dòng Từ la lan đột biến về hình dáng và màu sắc hoa.

Từ khóa: Đa dạng di truyền, hoa tử la lan, phóng xạ gamma, Sinningia speciosa varieties

Article Details

References

Abdullah, S., Shariffudin, N. A. F., Omar, N., Rahim, A., & Harun, S. S (2019). In Vitro Mutation of Capsicum Annuum L. var. Kulai by Gamma Radiation. International Journal of Recent Technology and Engineering (IJRTE), 8(4), 6934-6938.

Anne, S., & Lim, J. H. (2021). Variability of chrysanthemum cultivars induced by gamma irradiation. Horticultural Science and Technology, 39(5), 660-672. https://doi.org/10.7235/HORT.20210059

Banerji, B. K., & Datta, S. K. (1992). Gamma ray induced flower shape mutation in Chrysanthemum cv'Jaya'. Journal of Nuclear Agriculture and Biology, 21(3), 73-79

Banerji, B. K., & Datta, S. K. (2002). Induction and analysis of gamma ray-induced flower head shape mutationin'Lalima'chrysanthemum (Chrysanthemum morifolium). Indian Journal of Agriculture Science, 72(1), 6-10

Broertjes, C., & van Harten, A. M. (2013). Applied mutation breeding for vegetatively propagated crops (Vol. 12). Elsevier.

Chu, H., Jeong, J. C., Kim, W. J., Chung, D. M., Jeon, H. K., Ahn, Y. O., Kim, S. H., Lee, H., Kwak, S., & Kim, C. Y. (2013). Expression of the sweetpotato R2R3‐type IbMYB1a gene induces anthocyanin accumulation in Arabidopsis. Physiologia plantarum, 148(2), 189-199.
https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.2012.01706.x

Datta, S. K. (1990). Induction and analysis of somatic mutations in garden chrysanthemum. Advances in Horticulture and Forestry, 1(31), 241-254. https://doi.org/10.1046/j.1439-0523.2001.00553.x

Datta, S. K., Chakrabarty, D., & Mandal, A. K. A. (2001). Gamma ray‐induced genetic manipulations in flower colour and shape in Dendranthema grandiflorum and their management through tissue culture. Plant Breeding, 120(1), 91-92.

Hapsari, L., Trimanto, T., Isnaini, Y., & Widiarsih, S. (2021, May). Morphological characterization and gamma irradiation effect on plant growth of Curcuma heyneana Val & Zijp. In AIP Conference Proceedings (Vol. 2353, No. 1, p. 030012). AIP Publishing LLC. https://doi.org/10.1063/5.0052680

Hartmann, H. T., Kester, D. E., Davies Jr., F. T., & Geneve, R. L. (2011). Plant Propagation: Principles and Practices. 8th Edition, Prentice Hall, New Jersey.

Kapoor, M., Kumar, P., & Lal, S. (2014). Gamma radiation induced variations in corn marigold (Glebionis segetum) and their RAPD-based genetic relationship. Indian Journal of Agricultural Sciences, 84(7), 796-801. https://doi.org/10.56093/ijas.v84i7.41930

Karki, K., & Srivastava, R. (2010). Effect of gamma irradiation in gladiolus (Gladiolus grandiflorus L.). Pantnagar Journal of Research (India), 8(1), 55-63.

Kumari, K., Dhatt, K. K., & Kapoor, M. A. N. I. S. H. (2013). Induced mutagenesis in Chrysanthemum morifolium variety ‘Otome Pink’ through gamma irradiation. The Bioscan, 8(4), 1489-1492.

Kornerup, A., Wanscher, J. H., & Pavey, D. (1978). Methuen handbook of colour. Methuen London Ltd., UK.

Loridon, K., McPhee, K., Morin, J., Dubreuil, P., Pilet-Nayel, M. L., Aubert, G., Rameau, C., Baranger, A., Coyne, C., Lejeune-Hènaut, I., & Burstin, J. (2005). Microsatellite marker polymorphism and mapping in pea (Pisum sativum L.). Theoretical and Applied Genetics, 111(6), 1022-1031. https://doi.org/10.1007/s00122-005-0014-3

Murashige, T., & Skoog, F. (1962). A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures. Physiologia plantarum, 15(3). https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x

Muker, H. S., & Bala, M. (2016). Induction of double flower mutants in annual chrysanthemum through gamma irradiation. Agricultural Research Journal, 53(4), 597-98. https://doi.org/10.5958/2395-146X.2016.00120.4

Mohr, H., & Schopfer, P. (1995). Physiology of hormone action. In Plant Physiology (pp. 383-408). Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-97570-7_23

Patil, S. D. (2014). Induction of mutation in commercial varieties of gladiolus using physical mutagen CO-60 gamma rays. International Journals of Advanced Research in Biological Sciences, 1(6), 15-20.

Puripunyavanich, V., & Maikaeo, L. (2022). New Frontier of Plant Breeding Using Gamma Irradiation. Green Chemistry: New Perspectives, 185.
https://doi.org/10.5772/intechopen.104667

Prevost, A., & Wilkinson, M. J. (1999). A new system of comparing PCR primers applied to ISSR fingerprinting of potato cultivars. Theoretical and applied Genetics, 98(1), 107-112. https://doi.org/10.1007/s001220051046

Trinh, A. N., Nghi, N.K., Tran, T.T.D., La, C.T., & Tran, T.K.N (2025). Restoration of Nep Than Cultivar in Tra Vinh Province Based on Morphological Characters and SSR marker. Proceedings of the 3rd National Conference on Plant Physiology – 2025.Natural Science and Technology Publishing House.

Shukla, A., Kashyap, S., Ramteke, V., Sinha, L., & Netam, M. (2018). Effect of gamma rays on flowering and vase life of gladiolus (Gladiolus grandiflorus L.). Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry, 7, 558-561. https://doi.org/10.20546/ijcmas.2018.711.283

Susila, E., Susilowati, A., & Yunus, A. (2019). The morphological diversity of Chrysanthemum resulted from gamma ray irradiation. Biodiversitas Journal of Biological Diversity, 20(2), 463-467. https://doi.org/10.13057/biodiv/d200223

Van Harten, A. M., & Broertjes, C. (1989). Induced mutations in vegetatively propagated crops. Plant Breeding Reviews, 6, 55-91. https://doi.org/10.1002/9781118061039.ch3

Wi, S. G., Chung, B. Y., Kim, J. S., Kim, J. H., Baek, M. H., Lee, J. W., & Kim, Y. S. (2007). Effects of gamma irradiation on morphological changes and biological responses in plants. Micron, 38(6), 553-564. https://doi.org/10.1016/j.micron.2006.11.002

Yadav, S., Rana, P., Saini, N., Jain, S., & Jain, R. K. (2008). Assessment of genetic diversity among rice genotypes with differential adaptations to salinity using physio-morphological and molecular markers. Journal of Plant Biochemistry and Biotechnology, 17(1), 1-8. https://doi.org/10.1007/BF03263252

Zhou, Y., Yin, M., Abbas, F., Sun, Y., Gao, T., Yan, F., Li, X., Yu, Y., Yue, Y., Yu, R & Fan, Y. (2022). Classification and association analysis of Gerbera (Gerbera hybrida) flower color traits. Frontiers in Plant Science, 12, 779288. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.779288