Garden Management, Education, Information & Training

Table 1. CPT in multiple shoots, in vitro

Yüklə 18,43 Mb.
Pdf görüntüsü
ölçüsü18,43 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17

Table 1. CPT in multiple shootsin vitro – derived plants grown in poly bags and wild plants
12.a. Ophiorrhiza watti
b. somatic embryos of 
O. trichocarpos; c. suspension culture of O. mungos.
Fig. 13. In vitro derived plants of Pandanus established in 
Polythene bags
Jawaharlal Nehru Tropical Botanic Garden and Research Institute 
JNTBGRI Annul Report 2012-’13 & 2013-’14

NAA over a period of 30 days. Different concentrations 
and combinations of PGRs   were used to nd out the 
optimum concentration and combination of hormones 
required  for  maximum  root  biomass.  Maximum 
biomass production was recorded in media containing 
1 mgl  IAA and 1 mgl  NAA (GI= 17.53). Adventitious 
roots of varying inoculum size (1g l , 2g l , 3g l , and 4g l
 ) was also tested and it showed that smaller inoculum 
density (1g/L) roots produced maximum GI (15.84). 
More  than  ve  thousand  plants  could  be 
successfully  produced  and  established  in  polythene 
bags under a project on development of tissue culture 
protocol for mass propagation of selected Screw pine, 
funded  by  KSIDC,  Govt.  of  Kerala.  A  germplasm 
repository of four species of Screw pine comprising plants 
from Andamam Islands namely; Pandanus andamanicus 
(P.  leram)  and  a  climbing  species  of  Pandanus 
(Freycinetia insignis) was established (Fig. 13).
Trichosanthes cucumerina var. cucumerina L.   is a 
high value and demanded medicinal plant in Ayurvedic 
system of medicine which inhabits at high altitude areas 
of  Kerala.  The  major  secondary  metabolite, 
cucurbitacin  B,  D,  E,  I,  tetracyclic  triterpenoid 
compounds revealed, anticancer activity against breast 
cancer by inhibiting STAT3 phosphorylation. As part of 
the  Project  on  T.  cucumerina,  during  the  reporting 
period, scale up of multiple shoot culture of the plant 
was tried in 1 lt Erlenmeyer asks and 2L borosilicate 
Reaction  Kettle  and  growth  kinetics  was  assessed. 
Shoots growth was rapid and biomass increment was 
more in Erlenmeyer asks than Reaction Kettle during a 
short  culture  period  of  3  weeks  (Fig 14). The 

concentration of cucurbitacin E and B was estimated in 
the  well  grown  3  week  –  old  shoot  cultures  from  1  L 
Erlenmeyer asks, Reaction Kettle,  d-grown seedling 
derived plants in JNTBGRI and cultivated plants in the 
high altitude habitat. The HPLC analysis using authentic 
samples  of  the  compounds  indicated  that  the 
compound  production  was  more  in  in  vitro  derived 
multiple shoot cultures (0.082  mg  dw  cucurbitacin B 
and 0.021 mg  dw  cucurbitacin E ) than in the seedling 
derived plants and  natural habitat.
The  rhizogenic  normal  callus  cultures  was 
established using aseptic leaf explants in MS medium 
supplemented with combinations of auxins (NAA, IAA, 
2,4-D) at     different concentrations (0.5-5.0 mg ) and it 
was found that 2, 4- D, induced fuci-form yellowish roots 
mediated with callus with an average fresh weight of 
7.6 g / leaf segment  in the optimized medium
(Fig. 15)
Phytochemical assays of the cultures are underway.  
As  part of the Project on selection of elite genotype 
and in vitro studies of Curculigo orchioides Gaertn.,   a 
commercially  important  medicinal  plant,  sixteen 
accessions were collected   from Ernakulam, Thrissur, 
Alappuzha, Idukki, Kannur, Kasargode, Kottayam and 
Thiruvananthapuram  districts.  The  morphological 
parameters of the accessions were recorded, rhizomes 
were dried for phytochemical analysis and prepared the 
herbarium.  The  accessions  were  successfully 
established in the shade house. Among the accessions, 
the highest biomass recorded in terms of fw/dw of the 
rhizomes  was  from  Idukki  district  (9.03g  /3.08g).  A 
preliminary  phytochemical  analysis  was  done  with 
authentic sample of curculigoside using the accession 
from  Thiruvananthapuram  district  and  the    HPTLC 
analysis showed the concentration (0.756 mg g  dw) in 
rhizome.  Genetic  variation  analysis  of  the  accessions 
Fig.15. Fuci-form yelowish callus mediated roots induced on 
leaf of T. cucumerina.
Fig.14. Multiple shoot culture of T. cucumerina
Jawaharlal Nehru Tropical Botanic Garden and Research Institute 
JNTBGRI Annul Report 2012-’13 & 2013-’14

using ISSR primers is underway. Twenty nine samples 
were used for genetic variation analysis. Among the 11 
primers used, Primer 835 had been amplied best (Fig. 
and work is underway.
Bioprospecting of Plant Genetic 
As part of ongoing project on Chemical and genetic 
diversity in Lagerstroemia speciosa L. Pers, funded by 
the  DBT,  Govt.  of  India,  corosolic  acid  (CRA)  content 
was analyzed in 12 natural populations of L. speciosa 
corresponding to 42 samples seen in the Kerala region 
o f   S o u t h e r n   W e s t e r n   G h a t s   ( S W G )   u s i n g 
chromatography  techniques  and  genetic  variation 
estimated  using  SSR  markers.  Signicant  variation  in 
percentage  distribution  of  CRA  ranging  from  0.005  - 
0.868%  dw  was  recorded  Interestingly,  populations 
from  the  north  SWG  showed  relatively  more  active 
principle (mean =0.321%) than their counterparts in the 
south  (mean=  0.064%).  Similarly,  SSR  data  showed 
relatively  high  rate  of  gene  ow  (Nm=  2.72)  and  low 
genetic differentiation (F = 0.14). This is an indication 
that populations from north are genetically more diverse 
than  those  in  the  south  (Nm=  0.48;  F =  0.38).  The 
scatter plot derived by PCA analysis of chemical and 
genetic data showed similar pattern of clustering that 
revealed  strong  association  between  the  two  sets  of 
.    It  is  concluded  that  the  observed 
(Fig.  17)
variation in CRA content in natural populations of the 
species depends more on the genetic background and 
less on edaphic factors
Under  the  DBT  programme  on  Genetic  diversity 
analysis in Syzygium gambleanum Rathakr. & Chithra, 
Syzygium gambleanum was collected from the Kalakad 
Mundanthurai  forest  region  and  genetic  diversity  was 
analyzed  using  ISSR  primers.  The  results  are 
suggestive that the wild endemic arborescent species 
have  low  genetic  variation  within  population  which  is 
supported  by  Nei's  genetic  differentiation  among 
population  (G =  0.31).  Possibility  of  genetic 
differentiation  due  to  geographical  isolation  of  the 
populations  cannot  be  ruled  out  as  these  wild 
individuals  are  not  continuously  distributed  in  their 
natural habitat. The phenogram and PCO scatter plot 
also supported this model as accessions that are close 
in space clustered together. 
The  rate  of  gene  ow  (Nm  =  1.12)  among  the 
population is little higher than Nm= 1 suggesting that 
genetic differentiation was caused by genetic drift within 
population. The observed low levels of gene ow (Nm = 
1.12) leading to genetic differentiation can occur when 
(1)  habitat  fragmentation  occurs  due  to  natural  or 
human activities leading to population isolation (2) seed 
dispersal  and  pollen  transfer  rates  are  adversely 
affected  as  they  are  the  main  mode  of  gene  ow  in 
natural  plant  populations  (3)  lack  of  suitable  animal 
pollinator for long distance dispersal and the undulated 
terrain  characteristic  of  the  region  posing  barrier  to 
Fig 16. ISSR prole of 29 samples of C. orchioides using primer 835 (M– marker) 
Fig. 17. PCA scatter plot of Lagerstroemia speciosa
Jawaharlal Nehru Tropical Botanic Garden and Research Institute 
JNTBGRI Annul Report 2012-’13 & 2013-’14

normal transfer of pollen. Any or all of these must have 
delimited the rate of gene ow in this wild taxon leading 
to genetic differentiation among population.
Origin  of  cardamom  is  believed  to  be  in  the  rain 
forests of southern Western Ghats, where presumably 
rich and untapped genetic diversity of the cardamom 
resides. A research programme has been launched to 
collect the available germplasm from forest segments in 
southern Western Ghats. During this period, about 85 
accessions  including  wild,  cultivars  and  plants  from 
abandoned plantations were collected and preserved in 
the  Institute.  Released  varieties  of  cardamom  were 
obtained  from  Indian  Cardamom  Research  Institute 
(ICRI), Myladumpara and Cardamom Research Station 
(CRS),  Pampadumpara.  In  order  to  analyze  genetic 
d i v e r s i t y   a m o n g   t h e   c o l l e c t e d   s a m p l e s ,   2 4 
microsatellite primers were developed, out of which 12 
have  given  polymorphic  bands.  Genetic  diversity 
analysis of the 7 cardamom accessions using the SSR 
primers was carried out. 
The  relative  2C  genome  size  and  total  number  of 
base pairs of small cardamom were determined using 
ow cytometer for the rst time. The mean amount of 2C 
nuclear DNA of the cardamom sample was calculated 
as 2.84 pg. Ratio between DNA content and genome 
size  (1  pg  DNA=980  Mbp)  indicate  that  the  diploid 
genome size of cardamom is 2783 Mbp. This is the rst 
report of DNA content and genome size in cardamom. 
Low  variation  in  genome  size  has  been  observed  for 
various germplasm accessions including wild, released 
varieties and land races. Cardamom accessions were 
screened for the presence of cardamom mosaic virus 
using  RT-PCR  method.  Positive 
bands  were  observed  in  some  of 
the accessions.
Genetic diversity 
analysis in rattan palms
Western Ghats region of India is 
rich in species diversity of rattans. 
Over-exploitation of the rattans has 
exer ted  sever e  pr ess ur e  o n 
e x i s t i n g   p o p u l a t i o n s   a n d 
sometimes  resulted  in  loss  of 
genetic diversity. Genetic diversity, 
p o p u l a t i o n   s t r u c t u r e   a n d 
differentiation of 8 important rattan 
species  (C.  brandisii,  C.  gamblei, 
C.  nagabettai,  C.  metzianus,  C. 
r o t a n g ,   C .   h o o k e r i a n u s ,   C . 
travancoricus and C. thwaitesii) are 
being analyzed using microsatellite 
markers,  under  the  DBT,  Govt.  of  India  and  KSCSTE 
funded  project.  154  accessions  of  Calamus  sp.  were 
collected from forest areas of Pandimotta, Bonacaud, 
Braimore, Sankili and Cheenikkala. SSR primers were 
developed from ESTs of related species/genera such as 
Calamus mannan, oil palm and coconut palm.  Analysis 
of genetic diversity in C. thwaitesii using 32 SSR primers 
has been carried out.
Sub-Distribution  Information  Centre  (SubDIC), 
funded by DBT, Govt. of India for developing database 
and software for biodiversity analysis   is functioning at 
Saraswathy  Thankavelu  Extension  Centre  at 
Puthenthope. In silico validation of drug activities of the 
medicinal  plants  and  other  extension  activities  are 
initiated at the centre.
As  part  of  the  Sub-DIC  Programme,  a  database 
application  package  was  developed  for  the  rice 
varieties/hybrids/hybrid  derivatives  of  Kerala.    The 
information about 110 rice hybrid derivatives cultivated 
in  Kerala  was  collected  and  incorporated  on  the 
database.  (  In  view  of 
digitizing  JNTBGRI  library  a  software  application 
package was developed for the management of library 
related information (www.bioinfotbgri. org/tbgrilibrary). 
The various databases updated on the JNTBGRI web 
server  are  given  in  Table  2.  During  the  period,  a 
database software package has been developed which 
documented  good  quality  images  of  4000  herbarium 
specimens under the ongoing in-house programme on 
digitizing  the  herbarium  specimens  in  the  Institute 
Jawaharlal Nehru Tropical Botanic Garden and Research Institute 
JNTBGRI Annul Report 2012-’13 & 2013-’14

( ( Fig. 18).
Under the DST, Govt. of India funded programme, 
development of database on foliicolous fungal ora of 
Andaman  Islands  was  continued.  During  this  period, 
250 accessions of 143 host plants with infected leaves 
were collected and processed into herbaria for further 
study.    Taxonomic  evaluation  of  the  130  specimens 
have  resulted  in  61  taxa  of  foliicolous  fungi  which 
include  seven  new  species  and  ve  new  varieties. 
During  the  survey,  it  was  observed  that  the  insular 
climatological  conditions  from  December  to  February 
were ideal for the growth of foliicolous fungi.  Quite a few 
host  plants,  like  Hyptis  capitata,  which  had  been 
severely  infected  during  December  showed  gradual 
decline  of  the  infection  and  exhibited  only  a  little 
infection  during  the  beginning  of  summer  season  in 
February. Development of a web enabled database, on 
parasitic fungal taxa associated with plants of sacred 
groves in Thrissur and Pathanamthitta districts of Kerala 
State  was  continued  (Fig.  19).  Altogether  353  host 
plants with foliicolous fungal infections were collected 
from sacred groves of Thrissur and Pathanamthitta (45) 
and Ernakulum districts(18) About twenty seven fungal 
taxa  including  black  mildews  were  identied  under 
different  genera  (Asterina,  Asteridiella,  Irenopsis, 
Lembosia,  Meliola,  Oidium,  Sarcin,  Meliolaster,  and 
Prillieuxina).  The  databases  are 
s a c r e d g r o v e s o n l i n e   a n d   w w w. . j n t b g r i . i n / 
The  up  to  date  maintenance  and  updating  of 
information  in  Local  Area  Network  (LAN),  Wide  Area 
Network  (WAN),  internet  facility  and  data  /web  server 
facilities in the Institute and Centre at Puthenthope are 
going  on.  BTISNET  web  portal  was  developed  and 
handed over to BTISNET, DBT with   nal project report. 
A  copy  of  the  web  portal  was  maintained  on  the 
JNTBGRI web server (
In order to validate the efcacy of pharmacological 
activity of active molecules in medicinal plants using in 
silico method, the phytochemicals from different plants 
species were docked using different docking tools for 
anti-venom activity and anti-tuberculosis activity under 
DBT funded Project and anti-hepatitis B activity under in 
h o u s e   p r o g r a m m e .   Fo r   a n t i - v e n o m   a c t i v i t y, 
phytochemicals from 34 medicinal plants were docked 
with 14 toxic venom proteins of Naja naja and the lead 
compounds were identied. The results indicated that 
four plant species   (Acorus calamus, Aegle marmelos,  
Andrographis  paniculata  and    Aristolochia  indica
contained chemical molecules having inhibitory effect 
on  all  the  fourteen  cobra  venom  proteins.  The  target 
proteins,  basic  phospholipase  A2  VRV  VIIIa  and 
Anticoagulant class II phospholipase A2 were selected 
as the lead molecules using the docking software Auto 
Dock  4.2.(Fig.  20).  The  subsequent  docking  of  hit 
molecules,  using  iGEMDOCK,  Patch  dock  and 
Swissdock HEX Server indicated that among the four 
plants A. marmelos provided the best lead molecules 
against nine out of fourteen cobra venom proteins. For 
anti-tuberculosis  activity,  phytochemicals  from  three 
plants  viz.  Alstonia  scholaris,  Andrographis  paniculata 
and Vitex negundo were docked with the target proteins, 
Filamentous  Temperature  Sensitive    Protein  Z  (Ftsz) 
responsible  for  bacterial  multiplication,  Resuscitation 
Fig. 19. Home page of the data base of foliicolous fungi 
of sacred grove.
Fig. 18. Home page of JNTBRGI virtual herbarium
Fig. 20. Docked structure between the target ‘basic 
phospholipase A2' and the ligand molecule derived from 
Jawaharlal Nehru Tropical Botanic Garden and Research Institute 
JNTBGRI Annul Report 2012-’13 & 2013-’14

Promoting  Factor  B  (RpfB)  responsible  for  breaking 
bacterial  dormancy  and  Decaprenyl  Phosphoryl  –D-
ribose oxidase (DprE1) responsible for the synthesis of 
arabinans,  in  Mycobacterium  tuberculosis  and  lead 
compounds  having  inhibitory  effect  on  these  three 
target proteins were identied.  A total of 183 molecules 
were docked with the target proteins FtsZ and DprE1 
using  the  docking  tool  Autodock.  19-epischolaricine 
and  Beta  amyrin  from  A.  scholaris  were  analysed 
statistically  and  identied.  They  were  the  most 
promising leads to inhibit FtsZ and DprE1 respectively. 
Similarly, the compound Withametelin B in Datura metel 
was the best lead molecule against FtsZ . Further in vitro 
studies are in progress. 
To  demonstrate  anti-hepatitis  B  activity  about  973 
phytochemicals  were  docked  with  HBx  protein  which 
was involved in the replication of the virus and the best 
potential lead molecules against Hepatitis B virus were 
identied  like  Bacogenin  A1  (Bacopa  monniera  (L.) 
Wettst.),  Cycloartenol  (Benincasa  hispida  (Thunb.) 
Cogn.,  Pakistanine  (Berberis  aristata    DC.),  Betunilic 
acid (Cassia stula L.) and Deacetylnomilin (Citrus limon 
(L.) Osbeck). Another target molecule namely HBc, a 
capsid forming core protein was also identied as a new 
target  from  HBV.  In  Azadirachta  indica  about  125 
molecules were docked with HBc using Autodock and a 
lead molecule, Limocin D with free energy of binding-
7.89 kcal/mol was identied.
Hydroponic  cultures  in  Plectranthus  vettiveroides 
(Jacob) N.P.Singh & B.D.Sharma had been established 
under the NMPB funded project. Top shoot cuttings of P. 
vettiveroides  were  cultivated  under  hydroponic 
conditions in six different nutrient media and the best 
growth  and  yield  was  obtained  when  cultivated  in 
Hoagland's  medium.    Further  experiments  are  in 
E x t e n s i o n   a c t i v i t i e s   o n   d e v e l o p m e n t a l   
programmes of Puthethope Centre continued with twin 
objectives  of  maintenance  and  beautication  of  the 
Centre and revenue generation. The centre is credited 
with the maintenance of 12000 nursery plants belonging 
to  more  than  120  different  varieties  of  ornamentals, 
during the period. Approximately 3000  nursery plants 
have  been  raised  through  seed  and  vegetative 
propagation.   The nursery was strengthened with 130 
ornamental  plants  of  52  different  varieties,  procured 
from  local  nurseries.  The  ornamental  stock  plants 
include  22000  orchids  like  Dendrobium,  Mokara, 
Oncidium (Dancing Girl), Aranthera 'Anne Black', Vanda 
‘John  Club’  and  Phalaenopsis.  In  addition,  a  good 
number  of  other  high  value  ornamental  plants 
(Anthurium,  Adenium,  Euphorbia,  Spathiphyllum, 
Heliconia)  were  established  and  maintained. 
Appreciable  revenue  is  being  generated  through  the 
sale of orchids and other ornamental plants.
Jawaharlal Nehru Tropical Botanic Garden and Research Institute 
JNTBGRI Annul Report 2012-’13 & 2013-’14

Sustainable  development  being  the  slogan  of  modern  society,  need  based 
usage  and  conservation  of  bioresources  become  a  policy  related  to  the 
Western Ghats's biodiversity in general and that of Kerala in particular. Division 
of Conservation Biology is involved with the preparation of a database on the 
Western Ghats ora, tree pollen ora, studies on the population structure and 
gene ow system of endemic plants, reproductive biology of RET species and 
on  plant  animal  interaction.  The  Division  also  accommodates  a  Seed  bank 
which maintains seed collections of provincial Kerala ora. 
Conservation Biology
Division of
Jawaharlal Nehru Tropical Botanic Garden and Research Institute 

a. Population structure and gene ow 
system of endemic plants 
Many endemic plant populations are small and have 
localized distribution.   Due to habitat degradation, most 
of the endemic species are facing a constant threat which 
drives them to rare, vulnerable or endangered category. 
Their degree of adaptability became unstable and hence, 
our understanding right from their identication even from 
the seed and seedling stage and their biology became a 
prerequisite for evolving a viable conservation strategy. 
Conservation of rare and endangered plant species as 
well as fragile forest ecosystems becomes effective only 
by studying their population structure. Observations on 
phenology, ratio of age groups by sex within a population, 
selective  interaction  over  generations  by  biotic  and 
abiotic components and seed regeneration process are 
essential  components  of  in  situ  conservation  aspects. 
Moreover successful conservation strategies depend in 
part on detailed knowledge of the levels and distribution 
of  genetic  diversity  within  and  among  populations 
through gene ow. Gene ow, the successful movement 
of genes via seed and pollen, is a primary determinant of 
genetic  and  species  diversity  in  plant  communities. 
Hence, it is essential to study different aspects involved in 
gene  ow  mechanisms  such  as  breeding  system, 
pollination  system,  seed  dispersal  system  and  genetic 
and population structure of a species in order to evolve 
effective conservation strategies. Demographic studies in 
plant  populations  provide  useful  information  on 
population dynamics and can also be used to examine 
the  biotic  and  abiotic  factors  affecting  the  plant 
population dynamics. The information obtained through 
demographic studies and the gene ow systems could 
thus  be  used  in  conservation  and  restoration  of  these 
endemic and endangered species. The Scientists of the 
Division have taken up such a study with respect to four 
endemic  tree  species  of  the  Western  Ghats  Garcinia 
imberti Bourd., Palaquium ellipticum (Dalz.) Bail., Cassine 
kedarnathii Sasi. & Swarup. and Cullenia exarillata Robyns 
Garcinia  imberti:  Garcinia  imberti  (Clusiaceae)  is 
endemic  to  Travancore  hills  of  the  southern  Western 
Ghats. It was originally described by Bourdillon in 1899 
from Tirunelveli Hills. IUCN enlisted this endemic species 
as  endangered,  vulnerable  to  environmental  and 
demographic  stochastic  events,  which  may  ultimately 
lead  to  its  extinction.  Our  preliminary  oristic  survey 
revealed  that  G.  imberti  populations  were  found  in 
Chemmunji hills in Peppara Wildlife Sanctuary. During the 
period under report fteen eld trips were conducted to 
various forest areas of Agasthyamala Biosphere Reserve. 
This was to explore the population distribution, to study 
Jawaharlal Nehru Tropical Botanic Garden and Research Institute 
JNTBGRI Annul Report 2012-’13 & 2013-’14

their natural habit and habitat, to identify and establish 
the  study  plots  (10m  x  10m)  for  studying  population 
structure  and  demography,  establishment  of  a  line 
transect of 1.5 km for phenological observation and for 
studying biotic interactions of fruits and seeds. During 
these trips we have located a new G. imberti population 
in a Shola forest in Ponmudi Hills which comprises a few 
adult individual trees and seedlings. 
In  order  to  study  the  population  structure  and 
dynamics of Garcinia imberti Bourd, 12 permanent plots 
(10m X 10m), nine plots in Chemmunji and three plots in 
Ponmudi  were  established.  All  the  plant  species 
including seedlings and saplings and their numbers in 
the plots were enumerated for species diversity study. In 
these  plots  all  seedlings,  saplings  and  trees  of  G. 
imberti  were  tagged  for  further  studies.  Tree  height, 
GBH, number of branches, condition of plant, any type 
of herbivory or abortion etc were noted. Seedlings and 
saplings were also observed and their height, branch 
number if any, number of leaves in the case of seedlings 
etc. were recorded. A total of 59 adult trees and saplings 
and 244 seedlings of G. imberti were tagged from these 
plots  for  further  observations.  Phenological 
observations  showed  that  in  G.  imberti  fruiting  is 
initiated in June and ripened fruits were available during 
September - October. Fruiting was over towards the end 
of November. Along with cessation of fruits, leaf ushing 
was initiated in November. A high rate of seed predation 
was also noticed. \
Cullenia  exarillata:  During  the  period  under  report, 
three eld trips extending from seven to 14 days were 
conducted  to  Silent  Valley  to  study  the  population 
demography  of  Cullenia  exarillata.  As  part  of  this, 
morphometric measurements (dbh, height, number of 
branches etc.) of 90 trees of Cullenia in one acre study 
plots at Aruvanpara, Sairandhri and Kummatamthodu 
were collected. It was seen that the growth in diameter 
increased from 0.5 cm to 7 cm and height from 10 cm to 

Yüklə 18,43 Mb.

Dostları ilə paylaş:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17

Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur © 2020
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə