Gene Expression and In Vitro Selection for Salinity Tolerance in Peanut Dhuha, S. M., Adel, S. Taghian, Hamdy, M. El-Aref and Bahaa, E. Abd-El-Fatah

doi:10.21608/ajas.2014.769

Gene Expression and In Vitro Selection for Salinity Tolerance in Peanut Dhuha, S. M., Adel, S. Taghian, Hamdy, M. El-Aref and Bahaa, E. Abd-El-Fatah

Document Type : Original Article

10.21608/ajas.2014.769

Abstract

Peanut (Arachis hypogaea L.) is considered to be one of the most important edible oil crops in the world as well as in Egypt. In the present study, tissue culture protocol was established in peanut varieties and the in vitro selection was applied to assess the possibility of obtaining salt tolerant peanut plants via tissue culture. In addition, the change in gene expression under salinity stress as revealed by protein pattern analyses was also studied. Callus and shoot regeneration were decreased with the increment of NaCl level from 50 to 150 mM in the culture medium. At higher concentration of NaCl (200mM), the cultured explants turned brown and the few developed calli failed to regenerate shoots or regenerated abnormal shoots with very low frequency in all tested varieties. A total of 1760 embryonated cotyledons from Giza-5, Gregory, Giza-7 and Giza-6 were cultured under selection conditions of salinity stress (150 mM NaCl). The selected and unselected regenerated plants in comparison to their donor parents were tested for salinity tolerance in vitro by culturing on medium supplemented with 0.0 and 150mM NaCl. The selected plants showed significant enhancement in their growth under salinity treatment, as compared with the unselected plants and their donor parents. Salinity stress treatment lead to differential expression of the genetic information in peanut, resulting from changes in gene products, including the synthesis of four new proteins and simultaneously reduced the expression of 8 proteins in the tested varieties. The newly synthesized proteins may play an important role in the mechanism(s) of salt tolerance in peanut.

Keywords

Main Subjects

Genetics

Article Title [العربیة]

التعبیر الجینی والانتخاب فی الانبوب لتحمل الملحیة فى الفول السودانی

Abstract [العربیة]

یعتبر الفول السودانی احد المحاصیل الزیتیة الهامة فی العالم وکذلک فی مصر. فی هذه الدراسة تم توطید تقنیة الزراعة النسیجیة فی الفول السودانی وتطبیق طریقة الانتخاب فی الأنبوب لإمکانیة الحصول علی نباتات من الفول السودانی تتحمل إجهاد الملحیة بواسطة الزراعة النسیجیة. وبالإضافة إلی ذلک تمت دراسة التغیر فی التعبیر الجینی تحت إجهاد الملحیة بواسطة تحلیل نماذج البروتینات. حدث انخفاض فی تکوین الکالوس وتکشف الأفرع الخضریة عند زیادة مستوى کلورید الصودیوم فی البیئة من 50 إلى 150 ملی مول . فی الترکیز العالی من کلورید الصودیوم (200 ملی مول) تحولت الأنسجة المنزرعة إلى اللون البنی والقلیل منها تکشف منه أفرع خضریة غیر طبیعیة بأعداد قلیلة جدا فى کل الأصناف المختبرة. تمت زراعة 1760 ورقة فلقیة جنینیة من الأصناف جیزة-5 ، جریجوری ، جیزة-7 ، جیزة-6 تحت ظروف إجهاد الملحیة (150 ملی مول کلورید الصودیوم). وجد ان معدل تکشف النباتات قد انخفض بشدة تحت إجهاد الملحیة مقارنة بمعاملة الکنترول. النباتات المنتخبة والنباتات غیر المنتخبة وآبائها تم اختبارها فی الأنبوب علی بیئة مزارع أنسجة تحتوی (150 ملی مول کلورید الصودیوم) أو لا تحتوی علی کلورید الصودیوم. أظهرت النباتات المنتخبة تحسن معنوی فی نموها تحت معاملة الملحیة مقارنة بالنباتات غیر المنتخبة وآبائها.
أدى إجهاد الملحیة إلى حدوث اختلافات فی تعبیر المعلومات الوراثیة فی الفول السودانی ناتجة من تغیرات فی نواتج الجینات والتی اشتملت علی استحداث بناء أربعة بروتینات جدیدة ، و فی نفس الوقت اختزلت تعبیر ثمانیة بروتینات أخرى فی الأصناف المختبرة. البروتینات الجدیدة ربما تلعب دورا هاما فی میکانیکیة تحمل الملحیة فی الفول السودانی.

Keywords [العربیة]