ALBERT

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.

Description / Table of Contents: Zusammenfassung Ein brauchbarer Grad von männlicher und weiblicher Fertilität ist bei vielen, von der gewöhnlichen KartoffelS. tuberosum (2n–48) erhaltenen Haploiden (2n=24) vorhanden. Dennoch sind das Ausmass von männlicher Fertilität und der nach zahlreichen interhaploiden Paarungen erhaltene Samenansatz ständig schwach gewesen. Bastarde zwischen den kultivierten diploiden (2n–24) Arten (S. ajanhuiri, S. goniocalyx, S. phureja, S. stenotomum) und den pollenfertilenS. tuberosum-Haploiden stellen eine Möglichkeit dar, um diese schwache Fertilität zu überwinden. Fertile, kräftige Bastarde, einige davon mit überraschend guter Knollengrösse und gutem Ertrag wurden erzeug', wenn die Haploiden als Pollenspender gebraucht wurden. Die Bastarde, welche von den reziproken Kreuzungen stammten, waren ebenso kläftig, aber männlich-steril. Um ihre Pollen- und Eizellen-Fertilität zu bestimmen, wurden Kreuzungen zwischen 60 F1-Bastarden vorgenommen, die aus Paarungen vonS. phureja (♀) mit, haploidenS. tuberosum (♂) hervorgingen. Diese Bastarde, die 16 Kombinationen von 15S. phureja-Auslesen (aus “Plant Introductions” 195198, 195214, 225678, 225683, 225685, 225701, 225708, 225710, 243461, 243462, 243466) mit zwei männlich-fertilen Haploiden (US-W 1 vonKatahdin und US-W 42 vonChippewa) darstellen, wurden auf wünschenswerte Knolleneigenschaften und Ertrag ausgelesen. 99% der möglichen 1.770 Kombinationen zwischen den 60 Eltern (1.755 Bestäubungen) und 84% der reziproken Kreuzungen (1.483 Bestäubungen) wurden vorgenommen, indem eine Bestäubung in jeder Richtung angewendet wurde. Der Erfolg nach reziproken Paarungen war mit dem aus Kombinationen, die nur in einer Richtung versucht wurden, vergleichbar (68% und 67% Beeren je Bestäubung). Alle Beeren zusammen brachten einen Durchschnittsertrag von 242 Samen je Beere und 92% ergaben mehr als 100 Samen je Beere (Tabelle 1). Alle 60 Eltern erwiesen sich als männlich- und weiblich-fertil. Keine waren selbstfertil, obwohl alle funktionsfähige Eizellen und Pollen produzierten. Die Leistungen dieser Selektionen als männliche und weibliche Eltern sind nach Familien zusammengestellt (Tabelle 2). Die Mittelwerte für Einzelauslesen innerhalb einer Familie waren, von weinigen Ausnahmen abgesehen, den Familien-Mittelwerten vergleichbar. Die Zahl der erfolgreichen Bestäubungen zwischen enger verwandten F1-Auslesen war mit jener zwischen “nicht verwandten” Auslesen vergleichbar (Tabelle 3). Der durchschnittliche Samenansatz war hoch, ob die Paarung zwischen Geschwister-, Halbgeschwister- oder “nicht verwandten” Auslesen erfolgte. Ein Vergleich zwischen den rohen (“raw”) Haploiden vonS. tuberosum und den 60 Bastarden ausS. phureja und haploidenS. tuberosum in bezug auf Triebkraft, Abblühen und Fettilität ist auffallend. Im Verlauf einer Vegetationsporiode blühten ungefähr 50% der Haploiden, zirka 30% wurden erfolgreich als weibliche Eltern verwendet, und 3% waren männlich-fertil (Tabelle 4). Demgegenüber blühten alle Bastard-Auslesen reichlich, und alle waren als männliche und weibliche Eltern funktionsfähig. Das häufige Vorkommen und der hohe Grad von männlicher und weiblicher Fertilität weist darauf hin, dass der Mangel an Fertilität für zukünftige Studien über die Kartoffel mit 24 Chromosomen kaum ein Hindernis bildet.