Chrysanthemum breeding by mutation using gamma radiation
Main Article Content
Abstract
Chrysanthemum (Dendranthema grandiflorum (Ramal.) Kitam.) is among the more popular and economically important flower. Because of an attractive flower with good form, colorful flowers, easy to grow and can bloom all year, it is often used in landscaping. Therefore, need to be breeding regularly to introduce interesting new cultivars that are attractive to consumers and are more resilient to changing climatic conditions. In this study, gamma radiation was used to induce mutations in C. morifolium. First, cuttings incubated on MS medium in tissue culture for 30 days, were irradiated with acute doses of gamma radiation at 0, 25 and 50 grays in order to select the appropriate dose that resulted in 50% lethality/50% survival (the LD50). It was found that gamma radiation at 22.5 grays gave the desired result. Cuttings of five chrysanthemum varieties, CH-09, CH-67, JP-01, JP-02 and JP-04, were irradiated at 20 grays of gamma radiation and the survival rate was 100%. The irradiated plants of cultivar CH-09 and CH-67 grew significantly taller than control plants, and irradiated plants of cultivar JP-04 had significantly more branches than others. At flowering stage, mutations were only observed in cultivar CH-09. Three new mutations were selected: 1) TISTR - TNT01, a bicolor chrysanthemum with yellow inner petals surrounded by pale pink to white outer petals, 2) TISTR - TINT02, with yellow inner petals, a middle section of light pink with yellow rimmed petals and an outer rim of light pink petals, and 3) TISTR - TINT03, which was a more distinctive tricolor flower with yellow inner petals, and a lighter yellow to white section of middle petals, surrounded by an outer rim of pink petals. These findings reinforce the notion that gamma radiation is an effective technique for inducing mutations in chrysanthemum.
Article Details

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
References
กษิดิ์เดช อ่อนศรี และณัฐพงค์ จันจุฬา. 2563. อิทธิพลของรังสีแกมมาต่อการพัฒนาพันธุ์คาลล่าลิลลี่. วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. 9(4): 471-478.
คำนูญ กาญจนภูมิ. 2552. การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช. สำนักพิมพ์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, กรุงเทพฯ.
นุร์ซานีซา เจะดาโอะ และราฮีมา วาแมดีซา. 2563. ผลของรังสีแกมมาต่อความงอกของเมล็ด ความรอดชีวิตของต้นกล้า และลักษณะทางสัณฐานของเทียนบ้าน (Impatiens balsamina L.). วารสารมหาวิทยาลัยนราธิวาสราชนครินทร์. 13: 363-376.
พฤกษ์ คงสวัสดิ์, นิตยา คงสวัสดิ์, วิภาดา ทองทักษิน และจงวัฒนา พุ่มหิรัญ. 2563. ศึกษาเทคโนโลยีการผลิตเบญจมาศเฉพาะพื้นที่ในเขตภาคตะวันออกเฉียงเหนือ. แหล่งข้อมูล: https://www.doa.go.th/hort/wp-content/uploads/2020/12/เทคโนโลยีการผลิตเบญจมาศเฉพาะพื้นที่ในเขตภาคตะวันออกเฉียงเหนือ.pdf. ค้นเมื่อ 4 มีนาคม 2566.
พันทิพา ลิ้มสงวน, สนธิชัย จันทร์เปรม, อิทธิฤทธิ์ อึ้งวิเชียร, ปัทมา ศรีน้าเงิน และเสริมศิริ จันทร์เปรม. 2560. การปรับปรุงพันธุ์โดยชักนำการกลายพันธุ์ในเบญจมาศโดยใช้รังสีแกมมาและการตรวจสอบการกลายพันธุ์โดยวิธีเอเอฟแอลพี. วารสารวิทยาศาสตร์เกษตร. 48(3): 334–345.
พีรนุช จอมพุก, สิรนุช ลามศรีจันทร์ และสุรินทร์ ดีสีปาน. 2544. การเหนี่ยวนำให้เกิดการกลายพันธุ์ในเบญจมาศด้วยรังสีแกมมาร่วมกับเทคนิคการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ. น. 15-24. ใน: การประชุมวิชาการวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีนิวเคลียร์ ครั้งที่ 8 : รังสีกับชีวิต 20 มิถุนายน 2544. คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์, กรุงเทพฯ.
ภิญญารัตน์ กงประโคน และนัททรียา จิตบำรุง. 2560. การใช้รังสีแกมมาชักนำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยาในกุหลาบหนู. วารสารแก่นเกษตร. 45(1): 1296-1302.
สำนักส่งเสริมและจัดการสินค้าเกษตร. 2565. เบญจมาศตัดดอก. แหล่งข้อมูล: http://www.agriman.doae.go.th/home/news/ 2565/40mum.pdf. ค้นเมื่อ 4 มีนาคม 2566.
สุพิชชา สิทธินิสัยสุข, ธัญญะ เตชะศีลพิทักษ์, พีรนุช จอมพุก และณัฐพงค์ จันจุฬา. 2561. ผลของรังสีแกมมาแบบเฉียบพลันต่อต้น ลินเดอร์เนียในสภาพปลอดเชื้อ. Thai Journal of Science and Technology. 7(2): 158-168.
สุภาพร สัมโย และอำนวย อรรถลังรอง. 2563. สถานการณ์ไม้ดอกไม้ประดับของประเทศไทย ปี 2563 (ตุลาคม – ธันวาคม). สถาบันวิจัยพืชสวน กรมวิชาการเกษตร. 1-3.
Defiani, M.R., I.A. Astarini, and E. Kriswiyanti. 2017. Oryzalin and gamma radiation induced polyploidization in garden balsam plants (Impatiens balsamina L.) in vitro. Current Agriculture Research Journal. 5(1): 1-5.
Jain, S.M. 2005. Mutation–assisted breeding in ornamental plant improvement. Acta Horticulturae. 714: 85-98.
Kikuchi, O.K., N.L. Del Mastro, and F. M. Wiendl. 1995. Preservative solution for gamma irradiated Chrysanthemum cut flowers. Radiation Physics and Chemistry. 46(4-6): 1309-1311.
Kovalchuk, I., J. Molinier, Y. Yao, A. Arkhipov, and O. Kovalchuk. 2007. Transcriptome analysis reveals fundamental differences in plant response to acute and chronic exposure to ionizing radiation. Mutation Research. 642: 101-113.
Lamseejan, S., P. Jompuk, A. Wongpiyasatid, S. Deeseepan, and P. Kwanthamachart. 2000. Gamma – rays induced morphological changes in Chrysanthemum (Chrysanthemum morifolium). Kasetsart Journal Natural Science. 34: 417-422.
Lee, G., S.J. Chung, I.S. Park, J.S. Lee, J.B. Kim, D.S. Kim, and S.Y. Kang. 2008. Variation in the phenotypic features and transcripts of color mutants of chrysanthemum (Dendranthema grandiflorum) derived from gamma ray mutagenesis. Journal of Plant Biology. 51: 418-423.
Limtiyayotin, M., C. Tosri, N. Sukin, and P. Jompuk. 2018. Effects of acute gamma irradiation on in vitro culture of Exacum affine Balf.f. ex Regel. Agriculture and Natural Resource. 52: 121-124.
Murashinge, T., and F. Skoog. 1962. A revised medium for rapid growth and bioassay with tobacco tissue culture. Plant Physiology. 15: 473-497.
Natta, P., T. Thunya, W. Shermal, and C. Nattapong. 2015. Mutational induction in Catharanthus roseus L. by acute gamma irradiation. Thai Journal of Science and Technology. 4(1): 95-103.
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(4): 267-373.
Setia, M. K., M. Bala, and S. Singh. 2020. Induction of novel inflorescence traits in Chrysanthemum through 60Co gamma irradiation. International Journal of Radiation Biology. 96(10): 1309-1316.
Shikazono, N., Y. Yukihiko, K. Satoshi, S. Chihiro, W. Hiroshi, T. Shigemitsu, and T. Atsushi. 2003. Mutation rate and novel tt Mutants of Arabidopsis thaliana induced by carbon ions. Genetics. 163: 1449-1455.
Susila, E., A. Susilowati, and A. Yunus. 2019. The morphological diversity of Chrysanthemum resulted from gamma ray irradiation. Biodiversitas Journal of Biological Diversity. 20(2): 463-467.
Wang, L., J. Wu, F. Lan, and P. Gao. 2020. Morphological, cytological and molecular variations induced by gamma rays in Chrysanthemum morifolium ‘Donglinruixue’. Folia Horticulturae. 32(1): 87-96.
Wu, J. H., J. Zhang, F. Lan, W.F. Fan, and W. Li. 2019. Morphological, cytological, and molecular variations induced by gamma rays in ground-grown Chrysanthemum ‘Pinkling’. Canadian Journal of Plant Science. 100(1): 68-77.
Ye-sol, K., K.S. Hoon, S.S. Yeop, K.D. Sub, K. Jin-Baek, J.Y. Deuk, and K. Si-Yong. 2015. Genetic relationships among diverse spray- and standard-type Chrysanthemum varieties and their derived radio-mutants determined using AFLPs. Horticulture Environment and Biotechnology. 56: 498-505.
Zhu, H., J. Xu, S.Q. Li, X.Y. Sun, S.D. Yao, and S.L. Wang. 2008. Effects of high-energy-pulse-electron beam radiation on biomacromolecules. Science in China Series B Chemistry. 51(1): 86-91.