J o u r n a l o f R e s e a r c h i n B i o l o g y E f f e c t o f p l a n t g r o w t h r e g u l a t o r s o n i n v i t r o o r g a n o g e n e s i s i n c u l t i v a t e d t o m a t o ( S o l a n u m l y c o p e r s i c u m L . ) . K e y w o r d s : S o l a n u m l y c o p e r s i c u m , c o t y l e d o n e x p l a n t s , o r g a n o g e n e s i s , i n v i t r o r o o t i n g . A b b r e v i a t i o n s : I A A - I n d o l e - 3 - a c e t i c a c i d ; I B A - I n d o l e - 3 - b u t y r i c a c i d ; N A A - ά - n a p h t h a l e n e a c e t i c a c i d ; G A 3 - G i b b e r e l i c a c i d . A B S T R A C T : A n e f f i c i e n t a n d r e p r o d u c i b l e p r o t o c o l f o r o r g a n o g e n e s i s f r o m c o t y l e d o n e x p l a n t s i n c u l t i v a t e d t o m a t o ( S o l a n u m l y c o p e r s i c u m L . ) c v S - 2 2 i s r e p o r t e d . T h e c o t y l e d o n e x p l a n t s o f 1 0 - 1 2 d a y s o l d e x c i s e d f r o m i n v i t r o g r o w n s e e d l i n g s w e r e c u l t u r e d o n M S m e d i u m s u p p l e m e n t e d w i t h 0 . 5 - 5 . 0 m g / L B A P a s a s o l e g r o w t h r e g u l a t o r a n d a l s o i n c o m b i n a t i o n w i t h 0 . 1 m g / L I A A ( I n d o l e - 3 - a c e t i c a c i d ) . H i g h e s t p e r c e n t a g e o f r e s p o n s e f o r c a l l u s i n d u c t i o n w a s r e c o r d e d i n c o t y l e d o n e x p l a n t s a t 3 . 0 m g / L B A P w h e r e a s m u l t i p l e a d v e n t i t i o u s s h o o t s w e r e f o r m e d a t 0 . 1 m g / L I A A + 2 . 5 - 5 . 0 m g / L B A P c o n t a i n i n g m e d i u m . S h o o t s o b t a i n e d w e r e t r a n s f e r r e d o n t o M S m e d i u m a u g m e n t e d w i t h 0 . 2 - 1 . 0 m g / L G A 3 + 3 . 5 m g / L B A P f o r s h o o t e l o n g a t i o n . T h e m e d i u m s u p p l e m e n t e d w i t h 0 . 6 m g / L G A 3 i n c o m b i n a t i o n w i t h 3 . 5 m g / L B A P s h o w e d t h e m a x i m u m p e r c e n t a g e o f e n h a n c e m e n t o f s h o o t e l o n g a t i o n . F o r i n v i t r o r o o t i n g , e l o n g a t e d m i c r o - s h o o t s w e r e t r a n s f e r r e d o n t o M S m e d i u m s u p p l e m e n t e d w i t h 0 . 5 m g / L I n d o l e - 3 - a c e t i c a c i d ( I A A ) / I n d o l e b u t y r i c a c i d ( I B A ) / N a p t h a l e n e a c e t i c a c i d ( N A A ) . P r o f u s e r h i z o g e n e s i s w a s o b s e r v e d a t 0 . 5 m g / L I A A c o m p a r e d t o N A A / I B A . T h e r e g e n e r a t e d p l a n t s w e r e a c c l i m a t i z e d i n t h e c u l t u r e r o o m a n d m a i n t a i n e d i n t h e g r e e n h o u s e a n d t r a n s f e r r e d t o t h e f i e l d . T h e s e p l a n t s w e r e f o u n d t o b e n o r m a l a n d s i m i l a r t o t h e d o n a r p l a n t . T h u s , a n e f f i c i e n t a n d r e p r o d u c i b l e p r o t o c o l h a s b e e n d e v e l o p e d i n c u l t i v a t e d t o m a t o c v S - 2 2 w h i c h i s g e n o t y p e d e p e n d e n t . T h i s p r o t o c o l c a n b e u s e d f o r A g r o b a c t e r i u m t u m e f a c i e n s m e d i a t e d g e n e t i c t r a n s f o r m a t i o n i n t o m a t o c v S - 2 2 . 2 6 3 - 2 6 8 | J R B | 2 0 1 1 | V o l 1 | N o 4 © F i c u s P u b l i s h e r s . T h i s O p e n A c c e s s a r t i c l e i s g o v e r n e d b y t h e C r e a t i v e C o m m o n s A t t r i b u t i o n L i c e n s e ( h t t p : / / c r e a t i v e c o m m o n s . o r g / l i c e n s e s / b y / 2 . 0 ) , w h i c h g i v e s p e r m i s s i o n f o r u n r e s t r i c t e d u s e , n o n - c o m m e r c i a l , d i s t r i b u t i o n , a n d r e p r o d u c t i o n i n a l l m e d i u m , p r o v i d e d t h e o r i g i n a l w o r k i s p r o p e r l y c i t e d . S u b m i t Y o u r M a n u s c r i p t w w w . f i c u s p u b l i s h e r s . c o m w w w . j r e s e a r c h b i o l o g y . c o m J o u r n a l o f R e s e a r c h i n b i o l o g y A n I n t e r n a t i o n a l O p e n A c c e s s O n l i n e R e s e a r c h J o u r n a l A u t h o r s : G o d i s h a l a V i k r a m 1 , 2 , K a i r a m k o n d a M a d h u s u d h a n 2 , K a g i t h o j u S r i k a n t h 2 , M a n g a m o o r i L a x m i n a r a s u 1 a n d N a n n a R a m a S w a m y 2 . I n s t i t u t i o n : 1 . C e n t e r f o r B i o t e c h n o l o g y , J a w a h a r l a l N e h r u T e c h n o l o g i c a l U n i v e r s i t y , H y d e r a b a d , I n d i a . 2 . D e p a r t m e n t o f B i o t e c h n o l o g y , K a k a t i y a U n i v e r s i t y , W a r a n g a l 5 0 6 0 0 9 , I n d i a . C o r r e s p o n d i n g a u t h o r : N a n n a R a m a S w a m y E m a i l : s w a m y n r . d r @ g m a i l . c o m W e b A d d r e s s : h t t p : / / j r e s e a r c h b i o l o g y . c o m / D o c u m e n t s / R A 0 0 7 6 . p d f . D a t e s : R e c e i v e d : 0 4 A u g 2 0 1 1 / A c c e p t e d : 1 1 A u g 2 0 1 1 / P u b l i s h e d : 1 6 A u g 2 0 1 1 A r t i c l e C i t a t i o n : G o d i s h a l a V i k r a m , K a i r a m k o n d a M a d h u s u d h a n , K a g i t h o j u S r i k a n t h , M a n g a m o o r i L a x m i n a r a s u a n d N a n n a R a m a S w a m y . E f f e c t o f p l a n t g r o w t h r e g u l a t o r s o n i n v i t r o o r g a n o g e n e s i s i n c u l t i v a t e d t o m a t o J o u r n a l o f r e s e a r c h i n B i o l o g y ( 2 0 1 1 ) 4 : 2 6 3 - 2 6 8 J o u r n a l o f R e s e a r c h i n B i o l o g y A n I n t e r n a t i o n a l O n l i n e O p e n A c c e s s P u b l i c a t i o n g r o u p O r i g i n a l R e s e a r c h p a p e r

I N T R O D U C T I O N : T o m a t o ( S o l a n u m l y c o p e r s i c u m L . ) i s c o n s i d e r e d t o b e t h e s e c o n d i m p o r t a n t v e g e t a b l e c r o p n e x t t o p o t a t o ( B h a t i a e t a l . , 2 0 0 4 ) . I t i s a l s o c o n s i d e r e d a s a m o d e l s p e c i e s f o r i n t r o d u c t i o n o f a g r o n o m i c a l l y i m p o r t a n t g e n e s ( W i n g e t a l . , 1 9 9 4 ) . D e v e l o p i n g a g o o d i n v i t r o r e g e n e r a t i o n p r o t o c o l h a s b e e n a s u b j e c t o f r e s e a r c h b e c a u s e o f t h e c o m m e r c i a l v a l u e o f t h e c r o p a n d i t s a m e n a b i l i t y f o r f u r t h e r i m p r o v e m e n t v i a g e n e t i c m a n i p u l a t i o n ( E v a n s 1 9 8 9 ) . I t i s o n e o f t h e m o s t s t u d i e d h i g h e r p l a n t s b e c a u s e o f i t s i m p o r t a n c e a s a c r o p s p e c i e s , a n d o f s e v e r a l a d v a n t a g e s f o r g e n e t i c , m o l e c u l a r a n d p h y s i o l o g i c a l s t u d i e s ( M c C o r m i c k e t a l . , 1 9 8 6 ) . T h e l i t e r a t u r e s h o w s t h a t t h e r e g e n e r a t i o n p r o t o c o l s h a v e b e e n p u b l i s h e d i n c u l t i v a t e d t o m a t o u s i n g d i f f e r e n t e x p l a n t s v i z . , c o t y l e d o n s , h y p o c o t y l a n d l e a f , d i f f e r e n t p l a n t g r o w t h r e g u l a t o r s l i k e B A P , K i n e t i n , T D Z a n d Z e a t i n a l o n e a n d a l s o i n c o m b i n a t i o n w i t h v a r i o u s c o n c e n t r a t i o n s o f a u x i n s ( Z e l c e r e t a l . , 1 9 8 4 ; P a r k a n d S o n 1 9 8 8 ; H a m z a a n d C h u p e a u 1 9 9 3 ; Y e L i a n d G L Z h o u 1 9 9 4 ; P l a s t i r a a n d P e r d i k a r i s 1 9 9 7 ; G e e t h a e t a l . , 1 9 9 8 ; C h e n e t a l 1 9 9 9 ; G u b i s e t a l . , 2 0 0 3 ) . A g o o d r e g e n e r a t i o n p r o t o c o l i s e s s e n t i a l f o r e n h a n c e d p e r c e n t a g e o f t h e t r a n s f o r m a n t s . T h e s u c c e s s i n t o m a t o r e g e n e r a t i o n r e s p o n s e h a s b e e n f o u n d t o b e g e n o t y p e d e p e n d e n t , a n d a l s o d e p e n d s u p o n t h e o r i e n t a t i o n o f e x p l a n t s a n d p l a n t g r o w t h r e g u l a t o r s u s e d i n t h e c u l t u r e m e d i u m ( P r a v e e n a n d R a m a S w a m y 2 0 1 1 ) . H o w e v e r t h e r e i s n o r e p o r t o n m u l t i p l e s h o o t s i n d u c t i o n a n d r e g e n e r a t i o n f r o m c o t y l e d o n e x p l a n t s i n T o m a t o c v S - 2 2 e x c e p t o n s o m a t i c e m b r y o g e n e s i s ( G o d i s h a l a e t a l . , 2 0 1 1 ) . H e n c e i n t h i s c o m m u n i c a t i o n w e r e p o r t o n a s i m p l e a n d r e p r o d u c i b l e r e g e n e r a t i o n p r o t o c o l f o r p l a n t l e t e s t a b l i s h m e n t i n c u l t i v a t e d t o m a t o c v S - 2 2 . M A T E R I A L S A N D M E T H O D S S e e d s o f c u l t i v a t e d t o m a t o c v S - 2 2 w e r e o b t a i n e d f r o m M / S M a x A g r i - G e n e t i c s P v t L t d , H y d e r a b a d , I n d i a . T h e s e e d s w e r e w a s h e d u n d e r r u n n i n g t a p w a t e r f o r 1 0 m i n s a n d s o a k e d i n s t e r i l e d i s t i l l e d w a t e r f o r 2 h o u r s . T h e s e s e e d s w e r e s u r f a c e - s t e r i l i z e d w i t h 0 . 1 % ( w / v ) H g C l 2 f o r 2 3 m i n u t e s f o l l o w e d b y 3 - 4 r i n s e s i n s t e r i l e d i s t i l l e d w a t e r . S u r f a c e s t e r i l i z e d s e e d s w e r e g e r m i n a t e d o n M S m e d i u m ( M u r a s h i g e a n d S k o o g 1 9 6 2 ) s u p p l e m e n t e d w i t h 1 0 0 m g / l m y o i n o s i t o l a n d 3 0 g / l s u c r o s e . T h e p H o f t h e m e d i a w a s a d j u s t e d t o 5 . 8 e i t h e r w i t h 0 . 1 N N a O H o r 0 . 1 N H C l b e f o r e a d d i n g 0 . 8 % ( w / v ) a g a r - a g a r p r i o r t o a u t o c l a v i n g . T h e m e d i u m w a s s t e r i l i z e d a t 1 2 1 o C u n d e r 1 5 p s i i n a n a u t o c l a v e f o r 1 5 - 2 0 m i n u t e s . C o t y l e d o n e x p l a n t s ( 1 . 0 c m 2 ) w e r e e x c i s e d f r o m 1 0 - 1 2 d a y o l d i n v i t r o g r o w n s e e d l i n g s a n d i n o c u l a t e d t h e m o n M S m e d i u m s u p p l e m e n t e d w i t h v a r y i n g c o n c e n t r a t i o n s o f B A P a n d a l s o i n c o m b i n a t i o n w i t h I A A . T h e m i c r o - s h o o t s w e r e e x c i s e d a n d c u l t u r e d f o r e l o n g a t i o n o n ½ s t r e n g t h M S , M S O a n d M S m e d i u m s u p p l e m e n t e d w i t h 3 . 5 m g / L B A P i n c o m b i n a t i o n w i t h 0 . 2 - 1 . 0 m g / L G A 3 . F o r i n v i t r o r o o t i n g t h e m i c r o - s h o o t s w e r e t r a n s f e r r e d o n t o ½ s t r e n g t h M S , M S O a n d M S m e d i u m s u p p l e m e n t e d w i t h 0 . 5 m g L - 1 I A A / I B A / N A A . A l l t h e c u l t u r e s w e r e i n c u b a t e d a t 2 5 o C ± 1 u n d e r 1 6 h p h o t o p e r i o d w i t h l i g h t i n t e n s i t y o f 5 0 µ m o l m - 2 s - 1 . I n v i t r o r o o t e d p l a n t s d e r i v e d f r o m c o t y l e d o n e x p l a n t s w e r e w a s h e d w i t h s t e r i l e d i s t i l l e d w a t e r a n d s h i f t e d t o p l a s t i c p o t s c o n t a i n i n g s t e r i l i z e d v e r m i c u l i t e : g a r d e n s o i l ( 1 : 1 ) . E a c h p l a s t i c p o t w a s c o v e r e d w i t h p o l y t h e n e b a g t o m a i n t a i n t h e R H ( 8 0 - 9 0 % ) a n d k e p t i n c u l t u r e r o o m f o r 4 w e e k s . L a t e r t h e s e p o l y t h e n e b a g s w e r e r e m o v e d a n d t h e p l a n t s w e r e s h i f t e d t o e a r t h e n w a r e p o t s c o n t a i n i n g g a r d e n s o i l a n d m a i n t a i n e d i n t h e g r e e n h o u s e . L a t e r t h e y w e r e s h i f t e d t o f i e l d . D a t a A n a l y s i s : T h e d a t a o n m u l t i p l e s h o o t s f o r m a t i o n w a s a s s e s s e d a f t e r 6 w e e k s o f c u l t u r e . T h e f o l l o w i n g p a r a m e t e r s w e r e e v a l u a t e d : p e r c e n t a g e o f r e s p o n s e , a v e r a g e n u m b e r o f s h o o t s p e r e x p l a n t a n d m e a n l e n g t h o f s h o o t s . T h e e x p e r i m e n t s w e r e r e p e a t e d a t l e a s t t w i c e a n d t h e d a t a w e r e a n a l y z e d s t a t i s t i c a l l y . R E S U L T S A N D D I S C U S S I O N : T h e c o t y l e d o n e x p l a n t s f r o m 1 0 - 1 2 d a y s o l d a x e n i c g r o w n s e e d l i n g s w e r e c u l t u r e d o n M S m e d i u m s u p p l e m e n t e d w i t h v a r i o u s c o n c e n t r a t i o n s o f B A P a l o n e ( T a b l e 1 ) . C a l l u s i n d u c t i o n w a s i n i t i a t e d a f t e r 2 n d w e e k o f i n o c u l a t i o n a t t h e c u t e n d s a n d g r a d u a l l y w h o l e c o t y l e d o n t u r n e d i n t o c a l l u s a f t e r 4 w e e k s o f c u l t u r e . C a l l u s w a s d e v e l o p e d o n a l l t h e c o n c e n t r a t i o n s o f B A P u s e d f r o m c o t y l e d o n e x p l a n t s o f t o m a t o c v S - 2 2 . P e r c e n t a g e o f r e s p o n s e w a s f o u n d t o b e i n c r e a s i n g w i t h i n c r e a s e i n t h e c o n c e n t r a t i o n o f t h e B A P a n d m a x i m u m p e r c e n t a g e o f r e s p o n s e w a s r e c o r d e d a t 3 . 0 m g / L B A P f o r c a l l u s f o r m a t i o n . F u r t h e r i n c r e a s e i n t h e h o r m o n a l c o n c e n t r a t i o n w a s s h o w i n g a d e c l i n e i n t h e c a l l u s i n d u c t i o n r e s p o n s e . T h e n a t u r e o f t h e c a l l u s w a s a l s o f o u n d t o b e v a r i e d . G r e e n n o d u l a r c a l l u s w a s d e v e l o p e d a t 2 . 5 - 3 . 5 m g / L B A P ( F i g . 1 a ) . T o k n o w t h e m o r p h o g e n e t i c e v e n t , t h e c o t y l e d o n e x p l a n t s w e r e a l s o c u l t u r e d o n M S 2 6 4 J o u r n a l o f R e s e a r c h i n B i o l o g y ( 2 0 1 1 ) 4 : 2 6 3 - 2 6 8 V i k r a m e t a l . , 2 0 1 1

m e d i u m s u p p l e m e n t e d w i t h d i f f e r e n t c o n c e n t r a t i o n o f B A P u s e d i n c o m b i n a t i o n w i t h 0 . 1 m g / L I A A ( T a b l e 2 ) . M u l t i p l e s h o o t s w e r e i n d u c e d d i r e c t l y f r o m t h e e x p l a n t s i n a l l t h e c o n c e n t r a t i o n s o f B A P i n c o m b i n a t i o n w i t h 0 . 1 m g / L I A A ( F i g . 1 b ) e x c e p t a t 0 . 5 - 2 . 0 m g / L B A P . M a x i m u m p e r c e n t a g e o f r e s p o n s e i n c u l t u r e s w i t h m o r e n u m b e r o f m u l t i p l e s h o o t s f o r m a t i o n w a s r e c o r d e d a t 3 . 0 - 3 . 5 m g / L B A P i n c o m b i n a t i o n w i t h 0 . 1 m g / L I A A . B u t m u l t i p l e s h o o t s i n d u c t i o n w a s f o u n d t o b e r e d u c e d w h e n t h e c o n c e n t r a t i o n o f B A P i n c r e a s e d b e y o n d t o 3 . 5 m g / L B A P ( T a b l e 2 ) . V a r i o u s s t u d i e s d e m o n s t r a t e d t h a t 8 - 1 0 d a y s o l d c o t y l e d o n s o f t o m a t o w e r e s u p e r i o r t o o t h e r s o u r c e o f e x p l a n t s , i n c l u d i n g h y p o c o t y l s , s t e m s a n d l e a v e s f o r p r o m o t i n g s h o o t o r g a n o g e n e s i s o f t o m a t o ( H a m z a a n d C h u p e a u 1 9 9 3 , V a n R o e k e l e t a l . , 1 9 9 3 , L i n g e t a l . , 1 9 9 8 ) . W h e r e a s i n t h e p r e s e n t i n v e s t i g a t i o n 1 0 - 1 2 d a y - o l d c o t y l e d o n s w e r e s e l e c t e d a s t h e s o u r c e o f e x p l a n t s w h i c h w e r e f o u n d t o b e s u p e r i o r a n d s h o w e d m a x i m u m p e r c e n t a g e o f s h o o t b u d s p r o l i f e r a t i o n e f f i c i e n c y w i t h m o r e n u m b e r o f m u l t i p l e s h o o t s f o r m a t i o n i n t o m a t o c v S - 2 2 . W h i l e . G u n a y a n d R a o ( 1 9 8 0 ) h a v e f o u n d m o r e m u l t i p l e s h o o t s i n d u c t i o n o n M S m e d i u m a u g m e n t e d w i t h 2 . 0 m g / L B A P + 0 . 2 m g / L I A A o f t o m a t o c v R i o G r a n d e . A c c o r d i n g t o o u r o b s e r v a t i o n , B A P a l o n e i n t h e m e d i u m s u p p o r t e d f o r t h e c a l l u s i n d u c t i o n a n d a d d i t i o n o f 0 . 1 m g / L I A A t o t h e m e d i u m a l o n g w i t h 2 . 5 - 5 . 0 m g / L B A P i n d u c e d m u l t i p l e a d v e n t i t i o u s s h o o t s . S i m i l a r r e s u l t s w e r e a l s o o b t a i n e d f r o m t h e c o t y l e d o n e x p l a n t s o n M S + B A P w i t h I A A i n t o m a t o ( O k t e m e t a l . , 1 9 9 9 , F a r i d u d d i n e t a l . , 2 0 0 4 ) . T h e r e g e n e r a t e d m i c r o - s h o o t s w h e n s u b - c u l t u r e d o n ½ s t r e n g t h M S , M S b a s a l m e d i a a n d a l s o t h e s a m e p l a n t g r o w t h r e g u l a t o r s c o m b i n a t i o n a n d c o n c e n t r a t i o n d i d n o t s u p p o r t e l o n g a t i o n . E l o n g a t i o n o f m i c r o - s h o o t s w a s f o u n d o n a l l t h e c o n c e n t r a t i o n s o f G A 3 + 3 . 5 m g / L B A P u s e d ( T a b l e 3 ) . M a x i m u m p e r c e n t a g e o f s h o o t e l o n g a t i o n a n d a l s o l o n g e r s h o o t s w e r e r e c o r d e d a t 0 . 6 m g / L G A 3 + 3 . 5 m g / L B A P ( F i g . 1 c ) w i t h o u t c a l l u s f o r m a t i o n . F o r i n v i t r o r o o t i n g t h e e l o n g a t e d s h o o t s w e r e c u l t u r e d o n ½ s t r e n g t h M S , M S O a n d M S m e d i u m s u p p l e m e n t e d w i t h 0 . 5 m g / L I B A / I A A / N A A ( T a b l e 4 ) . R o o t i n g w a s a b s e n t o n ½ s t r e n g t h M S a n d M S O m e d i a a n d c a l l u s w a s f o r m e d w i t h o u t r h i z o g e n e s i s a t t h e b a s a l r e g i o n o f t h e s h o o t s . R o o t f o r m a t i o n w a s i n i t i a t e d w i t h i n 2 w e e k s o f i n c u b a t i o n i n a l l t h e a u x i n s u s e d . 1 0 0 % r o o t i n g w a s o b s e r v e d o n M S m e d i u m s u p p l e m e n t e d w i t h 0 . 5 m g / L I A A w i t h p r o f u s e r h i z o g e n e s i s ( F i g . 1 d ) . I n v i t r o r o o t i n g w a s r e p o r t e d w i t h o u t P G R S i n t o m a t o c v U C 1 0 5 ( M e n s u a l i - S o d i e t a l . , 1 9 9 5 ) . H o w e v e r , t h e c u r r e n t s t u d y c o u l d f i n d t h a t c u l t i v a t i o n o f t h e m i c r o - s h o o t s o n M S m e d i u m s u b s t i t u t e d w i t h J o u r n a l o f R e s e a r c h i n B i o l o g y ( 2 0 1 1 ) 4 : 2 6 3 - 2 6 8 2 6 5 V i k r a m e t a l . , 2 0 1 1 C o n c e n t r a t i o n o f P G R ( m g / L ) B A P % o f R e s p o n s e M o r p h o g e n i c R e s p o n s e 0 . 5 4 0 C a l l u s i n g 1 . 0 4 5 C a l l u s i n g 1 . 5 4 5 C a l l u s i n g 2 . 0 5 0 N o d u l a r C a l l u s 2 . 5 6 0 G r e e n N o d u l a r C a l l u s 3 . 0 7 5 G r e e n N o d u l a r C a l l u s 3 . 5 7 0 G r e e n N o d u l a r C a l l u s 4 . 0 6 5 B r o w n C a l l u s 4 . 5 5 0 B r o w n C a l l u s 5 . 0 5 0 B r o w n C a l l u s T a b l e . 1 . E f f e c t o f v a r i o u s c o n c e n t r a t i o n s o f B A P o n m o r p h o g e n e s i s f r o m c o t y l e d o n e x p l a n t s i n t o m a t o c v S - 2 2 C o n c e n t r a t i o n o f P G R S ( m g / L ) I A A + B A P % o f R e s p o n s e M o r p h o g e n i c R e s p o n s e A v e r a g e n u m b e r o f s h o o t s / e x p l a n t ( ± S E ) a A v e r a g e l e n g t h ( i n c m ) o f s h o o t s ( ± S E ) a 0 . 1 + 0 . 5 4 5 W h i t e f r i a b l e C a l l u s ־ ־ ־ ־ ־ ־ 0 . 1 + 1 . 0 4 5 W h i t e f r i a b l e C a l l u s ־ ־ ־ ־ ־ ־ 0 . 1 + 1 . 5 5 0 W h i t e f r i a b l e C a l l u s ־ ־ ־ ־ ־ ־ 0 . 1 + 2 . 0 5 5 W h i t e f r i a b l e C a l l u s ־ ־ ־ ־ ־ ־ 0 . 1 + 2 . 5 6 5 M u l t i p l e S h o o t s 3 . 4 ± 0 . 3 0 0 . 8 ± 0 . 2 2 0 . 1 + 3 . 0 8 0 M u l t i p l e S h o o t s 3 . 8 ± 0 . 1 2 1 . 2 ± 0 . 3 2 0 . 1 + 3 . 5 8 0 M u l t i p l e S h o o t s 4 . 0 ± 0 . 2 0 1 . 4 ± 0 . 3 6 0 . 1 + 4 . 0 7 5 M u l t i p l e S h o o t s 3 . 6 ± 0 . 3 6 1 . 6 ± 0 . 4 2 0 . 1 + 4 . 5 6 5 M u l t i p l e S h o o t s 3 . 5 ± 0 . 3 0 1 . 0 ± 0 . 3 3 0 . 1 + 5 . 0 6 0 M u l t i p l e S h o o t s 3 . 3 ± 0 . 2 6 0 . 6 ± 0 . 4 0 T a b l e . 2 . E f f e c t o f v a r i o u s c o n c e n t r a t i o n s o f B A P + 0 . 1 m g / L I A A o n o r g a n o g e n e s i s f r o m c o t y l e d o n e x p l a n t s o f t o m a t o c v S - 2 2 a M e a n ± S t a n d a r d E r r o r

d i f f e r e n t a u x i n s r e s u l t e d a n e f f e c t i v e r o o t i n g t h a n c u l t u r i n g o n a n a u x i n - f r e e m e d i u m . T h e i n v i t r o r e g e n e r a t e d p l a n t s w e r e t a k e n f o r h a r d e n i n g b y r e m o v i n g t h e r e s i d u e s o f a g a r f o l l o w e d b y w a s h i n g w i t h s t e r i l e d i s t i l l e d w a t e r u n d e r a s e p t i c c o n d i t i o n s . L a t e r t h e s e w e r e s h i f t e d t o p l a s t i c p o t s c o n t a i n i n g s t e r i l e v e r m i c u l i t e : s o i l ( 1 : 1 ) c o v e r e d w i t h p o l y t h e n e b a g s f o r f o u r w e e k s ( F i g . 1 e ) f o l l o w e d b y s h i f t i n g t o e a r t h e n w a r e p o t s c o n t a i n i n g g a r d e n s o i l a n d m a i n t a i n e d i n t h e g r e e n h o u s e ( F i g . 1 f ) . L a t e r t h e s e w e r e t r a n s f e r r e d t o r e s e a r c h f i e l d a n d m a i n t a i n e d u n d e r s h a d y p l a c e . T h e s u r v i v a l r a t e w a s f o u n d t o b e 7 0 % a n d t h e p l a n t s w e r e s i m i l a r t o d o n o r p l a n t s . T h u s , t h e r e s u l t s p r e s e n t e d h e r e d e s c r i b e a n e f f i c i e n t p r o t o c o l f o r m u l t i p l e s h o o t s i n d u c t i o n a n d p l a n t l e t e s t a b l i s h m e n t f r o m c o t y l e d o n e x p l a n t s o f t o m a t o c v S - 2 2 . S i n c e c o t y l e d o n i s a f a v o u r e d s o u r c e o f e x p l a n t f o r t r a n s f o r m a t i o n s t u d i e s , t h e c o t y l e d o n b a s e d d i r e c t r e g e n e r a t i o n p r o t o c o l i s a p r e - r e q u i s i t e f o r A g r o b a c t e r i u m t u m e f a c i e n s m e d i a t e d g e n e t i c t r a n s f o r m a t i o n i n t h e c u l t i v a r S - 2 2 f o r p r o d u c i n g a g r o n o m i c a l l y u s e f u l t r a n s g e n i c p l a n t s . C O N C L U S I O N . F r o m t h e a b o v e s t u d y , i t i s c o n c l u d e d t h a t t h e p l a n t l e t d e v e l o p m e n t w a s e s t a b l i s h e d t h r o u g h d i r e c t o r g a n o g e n e s i s f o r m c o t y l e d o n e x p l a n t s i n c u l t i v a t e d t o m a t o c v S 2 2 o n M S m e d i u m s u p p l e m e n t e d w i t h B A P ( 2 . 5 - 5 . 0 m g / L ) + 0 . 1 m g / L I A A . T h i s p r o t o c o l i s s i m p l e a n d r e p r o d u c i b l e , w h i c h c a n b e u s e d f o r A g r o b a c t e r i u m t u m e f a c i e n s m e d i a t e d g e n e t i c t r a n s f o r m a t i o n i n c u l t i v a t e d t o m a t o c v S - 2 2 . A C K N O W L E D G E M E N T S : A u t h o r i s g r a t e f u l t o S r i C h . D e v e n d e r R e d d y , S e c r e t a r y c u m C o r r e s p o n d e n t , V a a g d e v i I n s t i t u t i o n s a n d M r . A . S h e s h a c h a l a m P r i n c i p a l , V a a g d e v i D e g r e e a n d P G C o l l e g e f o r t h e i r e n c o u r a g e m e n t d u r i n g t h e r e s e a r c h w o r k . R E F E R E N C E S : B h a t i a P , N a n j a p p a A , T i s s a S a n d D a v i d M . 2 0 0 4 . T i s s u e C u l t u r e s t u d i e s i n t o m a t o ( L y c o p e r i s c o n e s c u l e n t u m ) P l a n t C e l l , T i s s . O r g . C u l t . , 7 8 : 1 - 2 1 . C h e n H , Z h a n g J , Z h u a n g T a n d Z h o u G . 1 9 9 9 . S t u d i e s o n o p t i m u m h o r m o n e l e v e l s f o r t o m a t o p l a n t r e g e n e r a t i o n f r o m h y p o c o t y l s e x p l a n t s c u l t u r e d i n v i t r o . A c t a A g r i c . S h a n g h a i 1 5 : 2 6 - 2 9 . E v a n s D A . 1 9 8 9 . S o m a c l o n a l v a r i a t i o n g e n e t i c b a s i s a n d b r e e d i n g a p p l i c a t i o n s T r e n d s G e n e t 5 : 4 6 - 5 0 . F a r i d u d d i n M , T a h e r A , I s l a m S M A a n d H o s s a i n M Z . 2 0 0 4 . E f f e c t o f V a r i e t y a n d P l a n t G r o w t h R e g u l a t o r s i n M S M e d i u m o n S h o o t I n d u c t i o n f r o m V i r u s I n f e c t e d C a l l i o f T o m a t o . J o u r n a l o f B i o l o g i c a l S c i e n c e s 4 ( 4 ) : 5 2 - 5 2 6 . G e e t h a N , V e n k a t a c h a l a m P , R e d d y P S a n d R a j a s e g e r G . 1 9 9 8 . I n v i t r o p l a n t r e g e n e r a t i o n f r o m l e a f c a l l u s c u l t u r e s o f t o m a t o ( L y c o p e r s i c o n e s c u l e n t u m M i l l ) A d v . P l a n t S c i . , 1 1 : 2 5 3 - 2 5 7 . G o d i s h a l a V , M a n g a m o o r i L a n d N a n n a R . 2 0 1 1 . P l a n t r e g e n e r a t i o n v i a S o m a t i c e m b r y o g e n e s i s i n c u l t i v e t e d t o m a t o ( S o l a n u m l y c o p e r s i c u m L . ) . J C e l l & T i s s R e s 1 1 : 2 5 2 1 - 2 5 2 8 . 2 6 6 J o u r n a l o f R e s e a r c h i n B i o l o g y ( 2 0 1 1 ) 4 : 2 6 3 - 2 6 8 V i k r a m e t a l . , 2 0 1 1 M e d i u m + G r o w t h r e g u l a t o r s ( m g / L ) % o f R e s p o n s e A v e r a g e l e n g t h o f s h o o t s ( i n c m ) ( ± S E ) a M S + 0 . 2 G A 3 + B A P 5 5 2 . 6 ± 0 . 3 0 M S + 0 . 4 G A 3 + B A P 7 0 3 . 0 ± 0 . 1 2 M S + 0 . 6 G A 3 + B A P 9 5 3 . 8 ± 0 . 2 6 M S + 0 . 8 G A 3 + B A P 8 0 3 . 6 ± 0 . 4 1 M S + 1 . 0 G A 3 + B A P 6 6 2 . 9 ± 0 . 3 6 T a b l e . 3 . E f f e c t o f G A 3 + 3 . 5 m g / L B A P o n e l o n g a t i o n o f t h e m i c r o - s h o o t s i n t o m a t o c v S - 2 2 . a M e a n ± S t a n d a r d E r r o r T y p e o f R e s p o n s e % o f R o o t i n g A v e r a g e n u m b e r o f r o o t s / s h o o t ( ± S E ) a ½ M S O C a l l u s i n g ־ ־ ־ M S O C a l l u s i n g ־ ־ ־ M S + I B A ( 0 . 5 ) R o o t i n g 7 0 2 0 ± 0 . 1 6 M S + I A A ( 0 . 5 ) R o o t i n g 1 0 0 2 6 ± 0 . 0 8 R o o t i n g * 4 0 1 6 ± 0 . 2 1 T a b l e 4 : E f f e c t o f I B A , I A A a n d N A A o n i n v t i r o r o o t i n g o f c u l t i v a t e d t o m a t o c v S - 2 2 a M e a n ± S t a n d a r d E r r o r * W i t h C a l l u s i n g

G u b i s J , L a j c h o v a Z , F a r a g o J a n d J u r e k o v a , Z . 2 0 0 3 . E f f e c t o f g e n o t y p e a n d e x p l a n t t y p e o n s h o o t r e g e n e r a t i o n i n t o m a t o ( L y c o p e r s i c o n e s c u l e n t u m M i l l . ) i n v i t r o C z e c h J . G e n e t . P l a n t B r e e d 3 9 : 9 - 1 4 . G u n a y A L a n d R a o P S . 1 9 8 0 . I n v i t r o p r o p a g a t i o n o f h y b r i d t o m a t o p l a n t s ( L y c o p e r s i c o n e s c u l e n t u m L . ) u s i n g h y p o c o t y l a n d c o t y l e d o n e x p l a n t s . A n n . B o t . , 4 5 : 2 0 5 - 2 0 7 . H a m z a S Y a n d C h u p e a u . 1 9 9 3 . R e - e v o l u t i o n o f c o n d i t i o n s f o r p l a n t r e g e n e r a t i o n a n d A g r o b a c t e r i u m - m e d i a t e d t r a n s f o r m a t i o n f r o m t o m a t o ( L y c o p e r s i c o n e s c u l e n t u m ) . J E x p B o t 4 4 : 1 8 3 7 - 1 8 4 5 . L i n g H Q , K r i s e l e i t D a n d G a n a l M G . 1 9 9 8 . E f f e c t o f t i c a r c i l l i n / p o t a s s i u m c l a v u l a n a t e o n c a l l u s g r o w t h a n d s h o o t r e g e n e r a t i o n i n A g r o b a c t e r i u m m e d i a t e d t r a n s f o r m a t i o n o f t o m a t o ( L y c o p e r s i c o n e s c u l e n t u m M i l l ) P l a n t C e l l R e p 1 7 : 8 4 3 - 8 4 7 . M c C o r m i c k S , N i e d e r m e y e r J , F r y J , B a r n a s o n A , H o r s c h R a n d F r a l e y R . 1 9 8 6 . L e a f d i s c t r a n s f o r m a t i o n o f c u l t i v a t e d t o m a t o ( L . e s c u l e n t u m ) u s i n g A g r o b a c t e r i u m t u m e f a c i e n s . P l a n t C e l l R e p 5 : 8 1 - 8 4 . M e n s u a l i - S o d i A , P a n i z z a M a n d T o g n o n i F . 1 9 9 5 . E n d o g e n o u s e t h y l e n e r e q u i r e m e n t f o r a d v e n t i t i o u s r o o t i n d u c t i o n a n d g r o w t h i n t o m a t o c o t y l e d o n s a n d l a v a n d i n m i c r o c u t t i n g s i n v i t r o . P l a n t G r o w t h R e g u l . , 1 7 : 2 0 5 - 2 1 2 . M u r a s h i g e T a n d S k o o g F . 1 9 6 2 . A r e v i s e d m e d i u m f o r r a p i d g r o w t h a n d b i o a s s a y s w i t h t o b a c c o t i s s u e c u l t u r e s . P h y s i o l . P l a n t 1 5 : 4 7 3 - 4 9 7 . O k t e m H A , B u l b u l Y , O k t e m E a n d Y u c e l . 1 9 9 9 . R e g e n e r a t i o n a n d A g r o b a c t r e r i u m - m e d i a t e d t r a n s f o r m a t i o n s t u d i e s i n t o m a t o ( L y c o p e r s i c o n e s c u l e n t u m M i l l . ) . T r . J . o f B o t a n y 2 3 : 3 4 5 - 3 4 8 . P a r k Y G a n d S o n S H . 1 9 8 8 . I n v i t r o o r g a n o g e n e s i s a n d s o m a t i c e m b r y o g e n e s i s f r o m p u n c t u r e d l e a f o f P o p u l u s n i g r a P . m a x i m o w i e z i i . P l a n t C e l l T i s s O r g C u l t . , 1 5 : 9 5 - 1 0 5 . P l a s t i r a V A a n d P e r d i k a r i s A K . 1 9 9 7 . E f f e c t o f g e n o t y p e a n d e x p l a n t t y p e i n r e g e n e r a t i o n f r e q u e n c y o f t o m a t o i n v i t r o . A c t a H o r t i . , 2 3 1 - 2 3 4 . P r a v e e n M a m i d a l a a n d R a m a S w a m y N a n n a . 2 0 1 1 . E f f e c t o f g e n o t y p e , e x p l a n t s o u r c e a n d m e d i u m o n i n v i t r o r e g e n e r a t i o n o f t o m a t o I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o f G e n e t i c s a n d M o l e c u l a r B i o l o g y 3 ( 3 ) : 4 5 - 5 0 . V a n R o e k e l J S C , D a m m B , M e l c h e r s L S a n d H o e k e m a A . 1 9 9 3 . F a c t o r s i n f l u e n c i n g t r a n s f o r m a t i o n f r e q u e n c y o f t o m a t o ( L y c o p e r s i c o n e s c u l e n t u m ) . P l a n t C e l l R e p 1 2 : 6 4 4 - 6 4 7 . W i n g A R , Z h a n g B H a n d T a n k s l e y D S . 1 9 9 4 . M a p - b a s e d c l o n i n g i n c r o p p l a n t s : t o m a t o a s a m o d e l s y s t e m . I . G e n e t i c a n d p h y s i c a l m a p p i n g o f j o i n t l e s s M o l . , G e n . G e n e 2 4 2 : 6 8 1 - 6 8 8 . Y e L i H X a n d Z h o u G L . 1 9 9 4 . I n v i t r o c u l t u r e o f t o m a t o c o t y l e d o n s a n d r e g e n e r a t e d p l a n t s J H u a z h o n g A g r i c U n i 1 3 : 2 9 1 - 2 9 5 . Z e l c e r A , S o f e r m a n O a n d I z h a r S . 1 9 8 4 . A n i n v i t r o s c r e e n i n g f o r t o m a t o g e n o t y p e s e x h i b i t i n g e f f i c i e n t s h o o t r e g e n e r a t i o n . J P l a n t P h y s i o l . , 1 1 5 : 2 1 1 - 2 1 5 . 2 6 7 J o u r n a l o f R e s e a r c h i n B i o l o g y ( 2 0 1 1 ) 4 : 2 6 3 - 2 6 8 V i k r a m e t a l . , 2 0 1 1

J o u r n a l o f R e s e a r c h i n B i o l o g y ( 2 0 1 1 ) 4 : 2 6 3 - 2 6 8 2 6 8 V i k r a m e t a l . , 2 0 1 1 F i g 1 : C a l l u s i n d u c t i o n a n d o r g a n o g e n e s i s f r o m c o t y l e d o n e x p l a n t s i n c u l t i v a t e d t o m a t o c v S - 2 2 . a : C a l l u s i n d u c t i o n o n M S + 3 . 0 m g / L B A P ( a f t e r 4 w e e k s o f c u l t u r e ) b : M u l t i p l e s h o o t s i n d u c t i o n f r o m c o t y l e d o n e x p l a n t o n M S + 0 . 1 m g / L I A A + 3 . 5 m g / L B A P . c : S h o o t e l o n g a t i o n o n M S + 0 . 6 m g / L G A 3 + 3 . 5 m g / L B A P . d : P r o f u s e r h i z o g e n e s i s o n M S + 0 . 5 m g / L I A A . e : A c c l i m a t i z a t i o n o f r e g e n e r a t e d p l a n t . f : R e g e n e r a t e d p l a n t g r o w i n g i n t h e r e s e a r c h f i e l d .