W wielu przypadkach, w hodowli in vitro, stres był czynnikiem inicjującym proces morfogenezy. Równocześnie jedną z często obserwowanych reakcji na stres był wzrost zawartości poliamin (Pas). Stwierdzono również bezpośredni udział Pas w embriogenezie somaklonalnej i organogenezie. W eksperymencie badano, czy egzogennie podana spermidyna może stymulować proces różnicowania kalusa rzepaku (Brassica napus var. oleifera L.). W badaniach podjęto równocześnie próbę stwierdzenia, czy aktywność metaboliczna, mierzona intensywnością oddychania, wydzielania ciepła i szybkością wzrostu tkanki kalusowej może stanowić dogodny wskaźnik w selekcji tkanek zdolnych do regeneracji.
Tkankę kalusową dwóch odmian rzepaku hodowano dwuetapowo: - na pożywce indukującej namnażanie tkanki (MS z dodatkiem 1 mg BAP·dm³, 0,5 mg 2,4-D·dm³ i 6% sacharozy) oraz - na pożywce stymulującej różnicowanie i regenerację pędów (MS z dodatkiem 3 mg BAP·dm⁻³, 0,1 mg GA₃·dm⁻³ i 3% sacharozy). W trakcie hodowli, pożywki (indukcyjną, regeneracyjną lub obie) wzbogacano dodatkiem 0,3 mmol Spd·dm⁻³. Kultury pasażowano w odstępach 2-tygodniowych z równoczesnym pomiarem świeżej masy tkanki oraz pomiarami intensywności oddychania i wydzielania ciepła. Pod koniec 6-tygodniowego okresu hodowli dokonano wizualnej oceny stopnia zróżnicowania i żywotności tkanki kalusowej. Młoda, nieróżnicująca tkanka kalusowa charakteryzowała się podobną aktywnością metaboliczną zarówno pod względem intensywności oddychania, jak i wydzielania ciepła bez względu na cechy genomowe. W tkankach starszych pojawiły się istotne różnice międzyodmianowe, wywołane obniżeniem żywotności tkanek odmiany ozimej. Równocześnie w tkance kalusowej, w której obserwowano pierwsze zmiany strukturalne świadczące o różnicowaniu, zanotowano istotny wzrost aktywności metabolicznej.
Nie obserwowano wpływu Spd na żywotność tkanek kalusowych odmiany jarej, u odmiany ozimej widocznie niekorzystny efekt wywoływała Spd obecna w pożywce regeneracyjnej, inicjując szybsze starzenie się ok. 40% populacji. Egzogenna Spd bez względu na moment aplikacji nie była czynnikiem zdolnym do inicjacji procesu morfogenezy u odmiany ozimej, o niskim potencjale morfogenetycznym. Wykazano natomiast stymulację różnicowania u odmiany jarej, o dużych zdolnościach regeneracyjnych. Spd obecna w trakcie całego okresu hodowli podnosiła efektywność regeneracji o ok. 15%, dodana tylko do pożywki regeneracyjnej o ok. 10%.
In many in vitro systems, stress has been identified as the critical factor for morphogenesis initiation. A variety of reports indicate also that in response to stress, polyamine levels and polyamine synthetic enzyme activities may increase. Direct involvement of polyamines in somatic embryogenesis and organogenesis was also confirmed. In the experiment, the effect of exogenous spermidine (Spd) on regeneration ability in callus cultures of two cultivars of Brassica napus L. was investigated. The possible utilisation of metabolic activity as a marker of tissue morphogenic potential was also estimated.
Culture period was divided into two phases: - culture on medium stimulating callus induction (MS supplemented with 1 mg BAP·dm⁻³, 0.5 mg 2,4-D·dm⁻³, 6% sucrose) and - culture on medium stimulating shoot regeneration (MS supplemented with 3 mg BAP·dm⁻³, 0.1 mg GA₃·dm⁻³, 3% sucrose). During the whole culture period, culture media (induction, regeneration or both) were supplemented with 0.3 mmol spermidine ·dm³. Tissue metabolic activity, expressed as mass growth, respiration rate and heat production, was measured at two-week intervals. To the end of six-week culture, visual assay of calli viability and differentiation degree was performed.
Metabolic activity (respiration rate as well as heat production rate) of young, non-differentiated calli was similar for both tested cultivars. Significant differences, which appeared as a result of increased culture period, had its origin in a decrease of tissue viability of winter cultivar. At the same time, first visual signs of callus differentiation were associated with an increased tissue metabolic activity.
In the case of spring cultivar, no influence of Spd on calli viability was ob-served, in the culture of winter cultivar - 40 % of calli population decreased its viability when Spd was present in stimulating regeneration medium. No induction of shoot regeneration was obtained with recalcitrant winter cultivar, no matter of the moment of Spd supplement. However, in the case of highly responsible spring cultivar, increased frequency of shoot regeneration was observed as a result of the Spd presence during the whole culture period (15%) or during the regeneration phase (10%).
