Gamma-ray induced morphological changes in rain lily (Zephyranthes spp.)
Article Sidebar
Main Article Content
Abstract
Rain lily has become a potential crop for ornamental landscape elements and pot plants that require morphological diversity. This study aims to induce changes in flower and leaf morphological traits which will be a benefit for the breeding program by using gamma ray. First, the radiation-sensitivity doses were preliminarily examined in Zephyranthes ‘Bangkok Yellow’ and Z. rosea. The results indicate that the median lethal dose (LD50) and the median of growth reduction (GR50) are 9.8 and 10.5 Gy, respectively. Then, other varieties included Z. ‘Chinda’, Z. ‘Double Lotus’, and Z. ‘Dr. Tan Chiang Soo’ were irradiated at low (6 Gy), medium (8 Gy), and very high dose (12 Gy). The morphological changes were variety specific at the highest percentage of 10.0, 21.7, and 3.3 %, respectively. Furthermore, the changes in flower color were higher than petal size, petal shape, leaf form, and leaf color. After growth for four generations, five different types of chimera patterns in bulblet were established base on the morphological-changes in flower formation. This finding will be a benefit for selection processes of the morphological-changes flower. In summary, the induction and selection processes for morphological changes in Zephyranthes spp. were successful in generating appropriated characters that have a commercial value. These processes could be used for other Zephyranthes genetic improvement.
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
References
ณัฏฐิยา เกื้อทาน, ธัญญะ เตชะศีลพิทักษ์, ทัศไนย จารุวัฒนพันธ์, ณัฐพงค์ จันจุฬา, และนุชรัฐ บาลลา. 2561. อิทธิพลของการฉายรังสีแกมมาต่อการงอกของเมล็ดและการเจริญเติบโตของต้นแววมยุราพื้นเมืองในสภาพปลอดเชื้อ. Thai Journal of Science and Technology. 7: 580-587.
ภคกุล วีระบริรักษ์, ธัญญะ เตชะศีลพิทักษ์, พัฒนา สุขประเสริฐ, และอนันต์ พิริยะภัทรกิจ. 2563. ผลของรังสีแกมมาต่อลักษณะสัณฐานในปทุมมาพันธุ์ลูกผสม. Thai Journal of Science and Technology. 9: 243-250.
ภิญญารัตน์ กงประโคน และนัททรียา จิตบำรุง. 2560. การใช้รังสีแกมมาชักนำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทาง สัณฐานวิทยาในกุหลาบหนู. แก่นเกษตร. 45: 1296-1302.
มยุรี ลิมติยะโยธิน, ธัญญะ เตชะศีลพิทักษ์, และพีรนุช จอมพุก. 2561. การใช้รังสีแกมมาเหนี่ยวนำให้กลายพันธุ์ในเนื้อเยื่อเพาะเลี้ยงสับปะรดสี. แก่นเกษตร. 46: 983-990.
รัตนาภรณ์ เกิดเจริญ. 2555. การชักนำบัวดินให้กลายพันธุ์ในสภาพปลอดเชื้อโดยใช้รังสีแกมมาและสารโคลชิซิน. วิทยานิพนธ์ปริญญาวิทยาศาสตรมหาบัณฑิต (เกษตรศาสตร์) มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์, กรุงเทพมหานคร.
วุฒิพงษ์ แปงใจ. 2561. ผลของวิธีการตัดแบ่งและการชำต่อการขยายพันธุ์บัวดิน (Zephyranthes ‘Bangkok Yellow’). วารสารวิทยาศาสตร์เกษตร. 49 (พิเศษ): 433-436.
สุพิชชา สิทธินิสัยสุข, ธัญญะ เตชะศีลพิทักษ์, พีรนุช จอมพุก, และณัฐพงค์ จันจุฬา. 2560. ผลของรังสีแกมมาแบบเฉียบพลันต่อต้นลินเดอร์เนียในสภาพปลอดเชื้อ. Thai Journal of Science and Technology. 7: 158-168.
สุเพ็ญวดี ตักเตือน, ธัญญะเตชะศีลพิทักษ์, พัฒนา สุขประเสริฐ, อนันต์ พิริยะภัทรกิจ, และนุชรัฐ บาลลา. 2561. ผลของรังสีแกมมาแบบเฉียบพลันต่อบานไม่รู้โรยลูกผสมพันธุ์กลายในสภาพปลอดเชื้อ. Thai Journal of Science and Technology. 7: 605-613.
AAT Bioquest, Inc. 2019. Quest Graph™ LD50 calculator. Available: https://www.aatbio.com/ tools/ld50-calculator. Accessed Aug. 1, 2019.
Blagojevic, D., Y. Lee, D. A. Brede, O. C. Lind, I. Yakovlev, K. A. Solhaug, C. G. Fossdal, B. Salbu, and J. E. Olsen. 2019. Comparative sensitivity to gamma radiation at the organismal, cell and DNA level in young plants of Norway spruce, Scots pine and Arabidopsis thaliana. Planta. 250: 1567–1590.
Choi, S. H., T. H. Ryu, J. I. Kim, S. Lee, S. S. Lee, and J. H. Kim. 2019. Mutation in DDM1 inhibits the homology directed repair of double strand breaks. PLoS One. 14: e0211878.
Chowdhury, M.R., and J. Hubstenberger. 2006. Evaluation of cross pollination of Zephyranthes and Habranthus species and hybrids. Journal of the Arkansas Academy of Science. 60: 113-118.
Datta, S. K. 2012. Success story of induced mutagenesis for development of new ornamental varieties. Biorem. Biodiv. Bioavail. 6: 15-26.
Dwivedi, A. K., B. K. Banerji, D. Chakrabarty, A. K. A. Mandal, and S. K. Datta. 2002. Gamma ray induced new flower colour chimera and its management through tissue culture. Indian Journal of Agricultural Sciences. 70: 853-855.
Felix, W. J. P., L. P. Felix, N. F. Melo, M. B. M. Oliveira, J. H. A. Dutilh, and R. Carvalho. 2011. Karyotype variability in species of the genus Zephyranthes Herb. (Amaryllidaceae–Hippeastreae). Plant Systematics and Evolution. 294: 263-271.
Hanafy, R. S., and S. A. Akladious. 2018. Physiological and molecular studies on the effect of gamma radiation in fenugreek (Trigonella foenum-graecum L.) plants. Journal of Genetic Engineering and Biotechnology. 16: 683-692.
Foster, T. M., and M. J. Aranzana. 2018. Attention sports fans! The far-reaching contributions of bud sport mutants to horticulture and plant biology. Horticulture Research. 5: 1-13.
Huang, T., and V. F. Irish. 2016. Gene networks controlling petal organogenesis. Journal of Experimental Botany. 67: 61-68.
IAEA. 2019. FAO/IAEA mutant variety database. Available: https://mvd.iaea.org. Accessed Aug. 19, 2019.
Jenik, P. D., and V. F. Irish. 2000. Regulation of cell proliferation patterns by homeotic genes during Arabidopsis floral development. Development. 127: 1267-1276.
Katoch, D., and B. P. Singh. 2015. Phytochemistry and pharmacology of genus Zephyranthes. Medicinal & Aromatic Plants. 4: 212.
Kumari, K., K. K. Dhatt, and M. Kapoor. 2013. Induced mutagenesis in Chrysanthemum morifolium variety ‘Otome Pink’ through gamma irradiation. Bioscan. 8: 1489-1492.
Lee, S. I., J. W. Park, S. J. Kwon, Y. D. Jo, M. J. Hong, J. B. Kim and H. I. Choi. 2020. Epigenetic variation induced by gamma rays, DNA methyltransferase inhibitors, and their combination in rice. Plants. 9: 1088.
Marta, F. 2005. Breeding of rainlilies. Bulbs. 7: 25-32.
Pallavi, B., S. K. Nivas, L. D. Souza, T. R. Ganapathi, and S. Hegde. 2017. Gamma rays induced variations in seed germination, growth and phenotypic characteristics of Zinnia elegans var. Dreamland. Advances in Horticultural Science. 31: 267-273.
Rochanabanthit, P., and P. Jompuk. 2014. Effects of chronic gamma irradiation on shallot chromosomes (Allium Ascalonicum linn). Journal of Agricultural and Biological Science. 9: 367-374.
Ryu, J., B. Nam, B. R. Kim, S. H. Kim, Y. D. Jo, J. W. Ahn, J. B. Kim, C. H. Jin, and A. R. Han. 2019. Comparative analysis of phytochemical composition of gamma-irradiated mutant cultivars of Chrysanthemum morifolium. Molecules. 24: 3003.
Sahariya, K., R. A. Kaushik, R. Khan, and D. Sarolia. 2017. Influence of gamma irradiation on flowering of gladiolus (Gladiolus hybrida L.). International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences. 6: 1362-1368.
Schum, A. 2003. Mutation breeding in ornamentals: an efficient breeding method?. Acta Horticulturae. 612: 47-60.
Soliman, T. M. A., L. Suhui, H. Yang, B. Hong, N. Ma, and L. Zhao. 2014. Isolation of flower color and shape mutations by gamma radiation of Chrysanthemum morifolium Ramat cv. Youka. Euphytica. 199: 317-324.
Sparrow, A. H., S. S. Schwemmer, and P. J. Bottino. 1971. The effects of external gamma radiation from radioactive fallout on plants with special reference to crop production. Radiation Botany. 11: 85-118.
Takahashi, N., N. Ogita, T. Takahashi, S. Taniguchi, M. Tanaka, M. Seki, and M. Umeda. 2019. A regulatory module controlling stress-induced cell cycle arrest in Arabidopsis. Elife. 8: e43944.
Tan, C., X. Q. Zhang, Y. Wang, D. Wu, M. I. Bellgard, Y. Xu, X. Shu, G. Zhou and C. Li. 2019. Characterization of genome-wide variations induced by gamma-ray radiation in barley using RNA-Seq. BMC genomics. 20: 783.
Tapia-Campos, E., J. M. Rodríguez-Domínguez, M. M. Revuelta-Arreola, J. M. Van Tuyl, and R. Barba-González. 2012. Mexican geophytes II. The genera Hymenocallis, Sprekelia and Zephyranthes. Floriculture Ornamental Biotech. 6: 129-139.
