Applying plant tissue culture and somatic embryogenesis for improving nursery crops in Stevia cultivation

Abstract

In vitro culture of Stevia (Stevia rebaudiana Bertoni) can produce mass quantity of plants either for plantlets or artificial seeds production. In this study, shoot multiplication was conducted through node culture and callus induction from leaves and internodes. Both experiments were designed to test the effects of plant growth regulators (PGRs); cytokinin and auxin. According to the results, adding PGR had no significant effect on shoot multiplication from node. However, MS basal medium supplemented with 2 mg/L BAP and 0.5 mg/L Kinetin combined with 0.1 mg/L NAA had highest number of leaves. While WPM medium without PGR resulted in highest shoot length per plant (5.17 cm). Leaves were suitable explant for callus induction. MS basal medium supplemented with 0.5 mg/L BAP and 0.1 mg/L 2,4-D provided the highest fresh weight and dry weight of callus. Artificial seeds were produced from node and shoot. The most suitable medium for artificial seeds production was ½ MS supplemented with 1.5% sucrose, and combined with 1 mg/l BAP and 1 mg/l NAA, using 0.8 g of sodium alginate per 20 ml of medium and 0.7 g of calcium chloride per 50 ml of medium. Artificial seeds should be stored at low temperature, which is the optimum storage condition. Plantlet of Stevia obtained from both tissue culture and cuttings were planted to compare plant growth. As a result, it was not significantly different. Nevertheless, mass production of Stevia using in vitro culture was able to produce plantlets in large quantity in a short time.

การพัฒนาประสิทธิภาพการผลิตหญ้าหวาน (Stevia rebaudiana Bertoni) สามารถทำได้โดยการเพิ่มปริมาณต้นด้วยวิธีการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชไม่ว่าจะเป็นการผลิตต้นพันธุ์หรือการผลิตเมล็ดเทียม โดยการศึกษาครั้งนี้ได้ทำการเพิ่มปริมาณยอดโดยตรงจากชิ้นส่วนข้อและชักนำการเกิดแคลลัสจากชิ้นส่วนใบและปล้อง โดยทั้งสองการทดลองเป็นการศึกษาและทดสอบผลของสารควบคุมการเจริญเติบโตพืชไซโตไคนินและออกซิน จากผลการทดลองพบว่า สารควบคุมการเจริญเติบโตพืชไม่มีผลต่อการเพิ่มปริมาณยอดของหญ้าหวานจากชิ้นส่วนข้อ แต่อย่างไรก็ตาม การใช้สูตรอาหาร Murashige and Skoog (MS) ที่เติม Benzylaminopurine (BAP) และ Kinetin (Kin) ความเข้มข้น 2 และ 0.5 มิลลิกรัมต่อลิตร ตามลำดับ ร่วมกับ NAA ความเข้มข้น 0.1 มิลลิกรัม ให้จำนวนใบมากที่สุด และสูตรอาหาร WPM ที่ไม่มีการเติมสารควบคุมการเจริญเติบโตพืชมีความสูงยอดต่อต้นสูงที่สุด (5.17 เซนติเมตร) จากการชักนำการเกิดแคลลัส พบว่า การใช้ชิ้นส่วนใบให้แคลลัสมากที่สุด โดยสูตรอาหารที่เหมาะสม คือ สูตร MS ที่เติม BAP ความเข้มข้น 0.5 มิลลิกรัมต่อลิตร ร่วมกับ 2,4-D ความเข้มข้น 0.1 มิลลิกรัมต่อลิตร ให้น้ำหนักสดและน้ำหนักแห้งของแคลลัสมากที่สุด ในส่วนการผลิตเมล็ดเทียมจากชิ้นส่วนข้อและยอด พบว่า สูตรอาหาร ½ MS ที่มีการเติมความเข้มข้นของน้ำตาล 1.5% ร่วมกับการเติม BAP ความเข้มข้น 1 mg/l และ NAA ความเข้มข้น 1 mg/l โดยใช้โซเดียมแอลจิเนตปริมาณ 0.8 กรัมต่ออาหาร 20 มิลลิลิตร ร่วมกับแคลเซียมคลอไรด์ที่ 0.7 กรัมต่ออาหาร 50 มิลลิลิตร โดยการเก็บรักษาเมล็ดเทียมควรเก็บที่อุณหภูมิต่ำซึ่งเป็นสภาพการเก็บรักษาที่ดีที่สุด นอกจากนี้การปลูกหญ้าหวานโดยใช้ต้นกล้าที่ได้จากการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อและต้นกล้าที่ได้จากการปักชำมีการเจริญเติบโตของต้นพืชไม่แตกกันกันทางสถิติ แต่อย่างไรก็ตามการเพิ่มจำนวนต้นหญ้าหวานด้วยเทคนิคการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อให้ต้นกล้าได้ในปริมาณที่มากในระยะเวลาที่รวดเร็ว