ISSN:
1871-4528
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Agriculture, Forestry, Horticulture, Fishery, Domestic Science, Nutrition
Description / Table of Contents:
Zusammenfassung Mit einer neuen Technik (L. A. Dionne, unveröffentlicht) wurden Versuche zur Chromosomenverdoppelung an 54 diploiden (2n−24) Klonen durchgeführt, die auf erwünschte Knolleneigenschaften und Ertrag ausgelesen waren. Triebe von jungen Pflanzen (10–15 cm) der ausgesuchten Klone wurden durch eine Seitenpfropfung zu jungen (15 cm) Tomatenunterlagen gepfropft. Sobald ein Pfropfreis 25–30 cm lang war, wurden alle sichtbaren Vegetationspunkte entfernt. Das Meristem des Nodiums wurde an der Basis der Pseudostipeln (Abb. 1) mit einer Colchizinlösung behandelt. Das Colchizin wurde mittels eines getränkten Wattebausches, der fest gegen die Blattachsel und Stielchen der Vorblätter gedrückt wurde, appliziert. Das Pfropfreis wurde für die vorgesehene Dauer der Behandlung in einen Polyäthylensack eingeschlossen, um das Verdunsten der Lösung zu verhindern. Es kamen drei Colchizin-Konzentrationen (0,25; 0,375 und 0.5%) in den verschiedenen Kombinationen mit zwei Behandlungszeiträumen (24 und 48 Stunden) zur Anwendung. Nach der Behandlung liess man den Trieben höchstens 8 Wochen Zeit, um weiterzuwachsen. Wenn die Länge eines behandelten Seitensprosses 6–8 cm erreichte, wurde der Schössling abgenommen, mit einem Bewurzelungshormon behandelt und zwecks Wurzelbildung in feuchtes Vermiculit gesteckt. Der bewurzelte Steckling wurde für die Knollenbildung in einen 7,5 cm-Topf mit Erde versetzt. Alle Knollen, die eventuell vom Schössling des mit Colchizin behandelten achselständigen Meristems gebildet worden waren, wurden 3 Monate nach der Ernte ausgepflanzt. Die davon stammenden Pflanzen wurden auf tetraploide Formen ausgelezen durch 1. Chromosomenzählungen in den Wurzelspitzen, 2. Samenansatz nach Selbstbestäubungen und Kreuzbestäubungen mit diploiden und tetraploiden Polleneltern, und 3. Stomatamessungen. Bei Anwendung dieser klonalen Verdoppelungstechnik wurden von 54 Klonen 33 Genotypen mit verdoppelter Chromosomenzahl erzielt (Tabelle 1). Ungefähr 1010 achselständige Meristeme, die fähig waren, neues Pflanzengewebe zu bilden, wurden mit Colchizin behandelt. Zwanzig Prozent der behandelten Meristeme bildeten neues Pflanzengewebe. Im allgemeinen begann die sichtbare Entwicklung innerhalb von 7–10 Tagen, aber dann wurden mindestens 4 Wochen benötigt, um einen 6–8 cm langen Schössling zu bilden, wie er für einen bewurzelungsfähigen Steckling notwendig ist. Von den 120 Meristemen, die neues Pflanzengewebe regenerierten und in der Lage gewesen wären, Knollen zu erzeugen, bildeten 43 Stecklinge nur diploide Knollen, 29 Stecklinge waren Chimären und erzeugten sowohl 2x als auch 4x Knollen, und 48 Stecklinge produzierten nur tetraploide Knollen. Die Ergebnisse der sechs Verfahren (Kombinationen aus Colchizin-Konzentrationen und Behandlungsdauer) sind in Tabelle 2 dargestellt. Der grössere Teil der achselständigen Meristeme wurde regelmässig mit 0,5% Colchizin während 24 Stunden behandelt. Bei einer kleineren Anzahl wurden die andern fünf Kombinationen (Konzentration/Zeit) regellos angewendet. Die Verdoppelungsrate variierte nicht stark zwischen den fünf Verfahren, mit denen Genotypen mit doppelter Chromosomenzahl erzeugt wurden. Es scheint, dass vom Verfahren 0,375% Colchizin-48 Stunden eine gleich grosse Wirkung hätte erwartet werden können, wenn eine gleiche Anzahl Meristeme behandelt worden wäre. Die Bedeutung der Temperatur wurde gegen das Ende der Behandlungen offenbar, als warmes Wetter und nach und nach höhere Temperaturen im Glashaus vorherrschten (Tabelle 3). Die Regenerationsrate nahm ab, und bei den Meristemen, die neues Pflanzengewebe erzeugten, verlangsamte sich das Wachstum. Anhand von chimärischen Klonen wurde kürzlich der Beweis für das Vorhandensein von drei unabhängigen Gewebeschichten an der Stengelspitze erbracht. Es wurde gezeigt, dass L1 die Epidermis, L2 die Hypodermis, und L3 die übrigen Gewebe bilden. Aufgrund dieser Tatsachen schien es gerechtfertigt anzunehmen, dass nach Behandlung mit Colchizin Klone mit verdoppelter Chromosomenzahl festgestellt werden können mittels 1. Chromosomenzählungen in den Wurzelspitzen, um die Verdoppelung in L3 zu bestimmen (Tabelle 2), 2. Selbst- und Kreuzbestäubungen (mit 2x und 4x Pollenspendern), um die Verdoppelung in L2 zu ermitteln (Tabelle 4), und 3. Stomatamessungen, um die Verdoppelung in L1 festzuhalten (Tabelle 5). Durch die kombinierte Anwendung der drei Bestimmungsmethoden wurden Genotypen mit verdoppelter Chromosomenzahl in L1, L2 und L3 schnell festgestellt. Da von den bewurzelten Stecklingen vor der Auslese Knollen gewonnen wurden, konnten die ausgelesenen Genotypen mit verdoppelter Chromosomenzahl mühelos vermehrt und erhalten werden. Die beschriebene Chromosomen-Verdoppelungstechnik scheint die brauchbarste Methode zur Erzeugung von Genotypen mit verdoppelter Chromosomenzahl zu sein, über die bis jetzt berichtet worden ist. In unsern Untersuchungen wurden 54 Klone mit einem Erfolg von 61% behandelt (85% Erfolg bei Klonen, die die Behandlung überstanden). Wenn ein höherer Prozentsatz der durch achselständige Meristeme erzeugten Stecklinge erfolgreich bewurzelt und durch Verbesserung der Behandlungstechnik zur Knollenbildung gebracht werden könnte, dürfte man wohl eine Ausbeute von 85–95% an Genotypen mit verdoppeltem Chromosomensatz von den mit dieser Methode behandelten Klonauslesen erwarten.
Abstract:
Résumé Une nouvelle technique de doublement du nombre de chromosomes chez des clones sélectionnés de Pomme de terre (L. A. Dionne, non publié) a été appliquée à 54 génotypes diploïdes (2n−24) sélectionnés pour leurs bons caractères du tubercule et de production. Des greffons de jeunes plantes (10–15 cm) des clones choisis étaient placés sur des jeunes sujets de tomate (15 cm) en employant la greffe latérale. Quand un greffon avait atteint 25–30 cm, tous les points visibles de croissance étaient enlevés. Les méristèmes subaxillaires des nocuds, à la base des pseudostipules (Fig. 1), étaient traités avec une solution de colchicine. La colchicine était appliquée au moyen de pelotes de coton saturées qui étaient fermement appuyées contre l'aisselle foliaire et les pétiolules des pseudostipules. Le greffon était enfermé dans un sachet de polyéthylène pendant la durée prédéterminée du traitement afin de prévenir l'évaporation de la solution. Trois concentrations de colchicine: 0,25, 0,375 et 0,5% ont été utilisées en différentes combinaisons avec deux longueurs de travail: 24 et 48 heures. Après traitement, on laissait les greffons effectuer une nouvelle croissance pendant un maximum de 8 semaines. Lorsque la croissance des méristèmes subaxillaires traités atteignait 6–8 cm, la pousse était détachée, traitée avec une hormone d'enracinement et placée dans de la vermiculite humide pour s'enraciner. Une fois enracinée, la bouture était transplantée dans un pot de trois pouces, contenant de la terre, pour tubériser. Tous les tubercules éventuellement formés à partir de boutures des méristèmes subaxillaires traités à la colchicine étaient plantés 3 mois après la récolte. Les plantes dérivées étaient examinées pour détecter les tétraploïdes et 1. par des comptages des chromosomes aux pointes des racines, 2. par obtention de semences à la suite d'auto-pollinations et de pollination croisée avec du pollen de parents diploïdes et tétraploïdes, et 3. par mensuration de stomates. En utilisant cette technique de doublement clonal, on a obtenu 33 génotypes doublés sur les 54 clones traités (Tableau 1). On a traité à la colchicine approximativement 1.010 méristèmes subaxillaires capables d'effectuer une nouvelle croissance. Vingt pour cent des méristèmes traités ont fait une nouvelle croissance. Généralement le développement était visible endéans 7 à 10 jours, mais un minimum de 4 semaines était alors nécessaire pour le développement d'une pousse de 6–8 cm qui était nécessaire pour le sectionnement et l'essai d'enracinement. Des 120 méristèmes qui effectuaient une nouvelle croissance et éventuellement tubérisaient, 43 boutures produisaient seulement des tubercules diploïdes, 29 étaient des chimères et donnaient à la fois des tubercules 2x et 4x, et 48 produisaient seulement des tubercules tétraploïdes. Le Tableau 2 montre les résultats des six combinaisons “concentration de colchicine — durée de traitement”. Les méristèmes subaxillaires régulièrement traités avec 0,5% de colchicine pendant 24 heures sont en prépondérance. Sont en nombre moindre les méristèmes irrégulièrement traités suivant les cinq autres combinaisons “concentration/durée”. Le taux de dédoublement ne varie pas grandement entre les cinq traitements qui donnent des génotypes doublés. Il apparait que le traitement 0,375% colchicine — 48 heures aurait été aussi efficace s'il avait porté sur un nombre égal de méristèmes traités. L'importance de température devient visible vers la fin des traitements alors qu'un temps plus chaud et que des traitements de serre progressivement plus élevées prévalent (Tableau 3). Le taux de régénération diminue et les méristèmes qui effectuent un nouveau développement s'accroissent plus lentement. Une preuve récente a été apportée grâce à des chimères clonales, pour trois strates indépendants du sommet de la tige de pomme de terre. Il était montré que L1 formait l'épiderme, L2 l'hypoderme, et L3 les autres tissus. Sur base de la preuve jusqu'ici présentée, il semble raisonnable de supposer qu'après traitement à la colchicine, les clones doublés pourraient être identifiés par: 1. le comptage des chromosomes dans les pointes de racine pour déterminer le doublement de L3 (Tableau 2), 2. les auto- et interpollinations (avec pollinisations 2x et 4x) pour dðerminer le doublement de L2 (Tableau 4), et 3. les mensurations de stomates pour déterminer le doublement de L1 (Tableau 5). Par l'usage combiné des trois méthodes de contrôle, les génotypes L1, L2 et L3 doublés sont réellement identifiés. En obtenant des tubercules de boutures enracinées avant l'examen, les génotypes doublés sélectionnés étaient aisément propagés et préservés. La technique de doublement chromosomique décrite apparaît être la méthode la plus efficiente, rapportée jusqu'ici, pour obtenir des génotypes doublés. Dans l'expérience rapportée cinquante quatre clones ont été traités avec 61% de succès (85% de succès si l'on considère les clones surr vivants aux techniques). Il apparait que si un pourcentage plus élevé de boutures produites pales méristèmes subaxillaires pouvaient s'enraciner et tubériser à la suite d'amélioration des techniques, on pourrait espérer obtenir des génotypes doublés de 85 à 95% des sélections clonales traitées par cette méthode.
Notes:
Summary A new technique for doubling the chromosome number of potato clones was used to treat 54 diploid (2n−24) genotypes selected for desirable tuber characteristics and yield. Scions of the clonal selections were grafted onto tomato stocks. After the scions had grown 25–30 cm, all visible growing points were removed. The nodal, sub-axillary meristems present at the bases of the pseudostipules were treated with colchicine solution and allowed 8 weeks to regenerate new growth. The shoots produced by treated sub-axillary meristems were detached, rooted, and allowed to tuberize. Plants derived from the tubers were screened for tetraploids by 1, root-tip chromosome counts, 2. seed set following self-pollinations and cross-pollinations with diploid and tetraploid pollen parents, and 3. stomatal measurements. Chromosome-doubled genotypes of 33 of the clones (61% success) were identified and preserved. The technique appears to be the most efficient method of clonal doubling reported thus far.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/BF02364256
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