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Untersuchungen zur Variabilität des Pollenschlauchwachstums bei Pollen di- und tetraploider Zuckerrüben

I. Bedingungen zur keimung von Beta-pollen in vitro

Investigations on variability of pollen tube growth in diploid and tetraploid plants of sugar beet

I. Conditions for germination of Beta pollen in vitro

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Summary

  1. a)

    Attempts to germinate freshly harvested pollen of Beta vulgaris L. on semisolid media were carried out in 1966/67. The basic nutrient medium consisted of 5% gelatin, 30% sucrose and 0.03% boric acid (pH 6.4). Very poor germination occurred in aqueous solutions. During the flowering time from August to October the pollen was taken from field grown plants and during the rest of the year from greenhouse plants.

  2. b)

    One of the requirements for satisfactory in vitro germination rates is the optimal degree of ripeness of the pollen grains which is attained immediately after the dehiscence of the anthers.

  3. c)

    From January to March in vitro germination was very poor. Highest germination rates occurred during August and September.

  4. d)

    The germination of Beta pollen is strictly dependent upon the presence of boron in the medium. Optimal concentration of boric acid for pollen germination is 10−1% and for pollen tube growth 10−2% ; pollen tubes in this case reached a maximum length of 750 μm, in rare cases even of up to 1200 μm. Borax and butyl boric acid are less active in promoting germination. Phenyl boric acid has a very slight promoting effect and becomes toxic with concentrations higher than 10−3%.

  5. e)

    Highest germination rates (85%) were obtained on the basic medium at pH 5.4 to 5.7 after addition of n/10 HCl. Ca++-ions had no positive effect on germination.

  6. f)

    Germination of Beta pollen as compared to other pollen is relatively slow.

  7. g)

    A coating of callose was always observed on the inside of the walls of in vitro grown pollen tubes, less frequently callose plugs were found. Occasionally branching of the tubes occurred.

4. Zusammenfassung

  1. a)

    Mit frisch geernteten Pollen von Beta vulgaris L. wurden in den Jahren 1966/67 in vitro-Keimversuche auf halbfesten Gelatinesubstraten durchgeführt. Grundmedium: 5% Gelatine, 30% Saccharose, 0,03% Borsäure (pH 6,4). Kulturversuche in wässerigen Lösungen brachten nur geringe Erfolge.

  2. b)

    Für die Erzielung befriedigender Pollenkeimungsraten in vitro ist der optimale Reifegrad der Pollenkörner, der unmittelbar nach dem Aufreißen der Antheren erreicht wird, entscheidend.

  3. c)

    Maximale Keimfähigkeit der Pollen konnte nur in den Monaten August und September beobachtet werden.

  4. d)

    Die Keimung der Beta-Pollen ist borabhängig: Ohne Zusatz von Borverbindungen zum Nährboden erfolgt keine Keimung. Die optimalen Konzentrationen sind bei Borsäure 10−1% für die Pollenkeimung, 10−2% für das Pollenschlauchwachstum, die längsten Pollenschläuche erreichten hierbei 750 μm, in einzelnen Fällen sogar 1200 μm. Borax und Butylborsäure sind weniger wirksam als Borsäure. Phenylborsäure fördert die pollenphysiologischen Vorgänge nur in sehr geringem Maße und wirkt in Konzentrationen von mehr als 10−3% toxisch.

  5. e)

    Die höchsten Keimraten in vitro (85%) erhielten wir auf dem Grundmedium bei pH 5,4–5,7 nach Zusatz von n/10 HCl. Eine Zugabe von Ca2+-Ionen zum Nährboden erwies sich als überflüssig.

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Literature

  1. Artschwager, E.: Colchicine induced tetraploidy in sugar-beets: Morphological effects shown in progenies of a number of selections. Proc. Amer. Soc. Sug. Beet Techn. 3, 296–303 (1942).

    Google Scholar 

  2. Branscheidt, P.: Zur Physiologie der Pollenkeimung und ihrer experimentellen Beeinflussung. Planta 11, 368–456 (1930).

    Google Scholar 

  3. Brewbaker, J. L., and B. H. Kwack: The essential role of calcium ion in pollen germination and pollen tube growth. Amer. J. Bot. 50, 859–865 (1963).

    Google Scholar 

  4. Brink, R. A.: Preliminary study of role of salts in pollen tube growth. Bot. Gaz. 78, 361–377 (1924).

    Google Scholar 

  5. Brink, R. A.: The influence of hydrogen-ion concentration on the development of pollen tube of sweet pea (Lathyrus odoratus). Amer. J. Bot. 12, 149–162 (1925).

    Google Scholar 

  6. Bruyn, J. A. de: The in vitro germination of pollen of Setaria sphacelata. II. Relationships between boron and certain cations. Physiol. plant. (Kbh.) 19, 322–327 (1966).

    Google Scholar 

  7. Datta, R. M., and A. K. Neogy: Comparative studies on the rates of growth of pollen tubes of some species of Crotalaria. Acta biol. Acad. Sci. hung. 16, 35–41 (1965).

    Google Scholar 

  8. Datta, R. M., and A. K. Neogy: Germination studies of pollen grains in vitro of certain Malvaceae. Lilloa 32, 29–33 (1966).

    Google Scholar 

  9. Elfving, F.: Studien über die Pollenkörner der Angiospermen. Jen. Z. Nat.wiss. 13, 1–28 (1879).

    Google Scholar 

  10. Fähnrich, P.: Untersuchungen zur Pollenkeimung und zum Pollenschlauchwachstum. I. Der Einfluß von Borsäure und Wasserstoffionen auf Pollenkulturen von Petunia und Antirrhinum. Planta (Berl.) 61, 187–195 (1964).

    Google Scholar 

  11. Fröhlich, H. J.: Pollenbank und Pollenkeimung. Der Forst- und Holzwirt (Hannover) 19/9, 1–3 (1964).

    Google Scholar 

  12. Glenk, H. O.: Keimversuche mit Oenothera-Pollen in vitro. Flora 148, 378–433 (1960).

    Google Scholar 

  13. Glenk, H. O.: Untersuchungen über die sexuelle Affinität bei Oenotheren. In: Pollen Physiology and Fertilization, edited by H. F. Linskens, Amsterdam, p. 170–181 (1964).

  14. Glenk, H. O., und W. Wagner: Untersuchungen über die Borverteilung in einigen Oenotheren. Ber. dt. Bot. Ges. 73, 463–470 (1961).

    Google Scholar 

  15. Haeckel, A.: Beitrag zur Kenntnis der Pollenfermente. Planta 39, 431–549 (1951).

    Google Scholar 

  16. Jassem, M.: Biology of pollination and fertilization in diploid x tetraploid sugar beet crosses. Part I. Experiments on the germination of pollen produced by diploids and tetraploids. Genetica Polonica 2, 1–20 (1961).

    Google Scholar 

  17. Kaienburg, A.: Zur Kenntnis der Pollenplastiden und der Pollenschlauchleitung bei einigen Oenotheraceen. Planta 38, 377–430 (1950).

    Google Scholar 

  18. Kato, K., und S. Hosokawa: Über die zur in vitro-Keimung der Zuckerrüben-Pollen erforderlichen besonderen Bedingungen (japanisch). Proc. Crop Sci. Soc. Jap. 21, 298–299 (1953).

    Google Scholar 

  19. Knox, R. B., and J. Heslop-Harrison: Control of pollen fertility through the agency of the light regime in the grass Dichanthium aristatum. Phyton (Horn, N. Ö.) 11, 256–267 (1966).

    Google Scholar 

  20. Kühlwein, H.: Zur Physiologie der Pollenkeimung etc. bei Gymnospermen. Beih. bot. Zbl., Abt. A, 57, 37–104 (1937).

    Google Scholar 

  21. Kühlwein, H.: Pollenphysiologische Studien zum Stärkeproblem. Bot. Arch. 39, 245–262 (1939).

    Google Scholar 

  22. Kwack, B. H., and I. Kim: Effects of calcium ion and the protective action on survival and growth inhibition of pollen. Physiol. Plant. (Kbh.) 20, 73–82 (1967).

    Google Scholar 

  23. Kwack, B. H., and T. MacDonald: The role of calcium in pollen growth as expressed by various water-soluble substances. Bot. Mag. Tokyo 78, 164–170 (1965).

    Google Scholar 

  24. Layne, R. E. C., and D. J. Hagedorn: Effect of boron and agar on germination of pea pollen in sucrose media. Crop Sci. 4, 39–42 (1964).

    Google Scholar 

  25. Linskens, H. F., und K. Esser: Über eine spezifische Anfärbung der Pollenschläuche im Griffel und die Zahl der Kailosepfropfen nach Selbstung und Fremdung. Nat. Wiss. 44, 16 (1957).

    Google Scholar 

  26. Loertzer, B.: Weitere Untersuchungen zur selektiven Befruchtung II. Diss. Erlangen 1954 (unveröffentlicht).

  27. Magassy, L.: Data on the pollen physiology of diploid and tetraploid sugar beets (ungarisch mit engl. Zusammenfassung). Növénytermelés 11, 167–174 (1962).

    Google Scholar 

  28. Mehrotra, N., and N. K. Sanghi: Studies in Sesamum indicum, L. I. Evaluation of different methods of determining pollen viability. Sci. and Culture 32, 416–417 (1966).

    Google Scholar 

  29. Mochizuki, A.: Pollen tube growth in polyploid sugar beet (japanisch). Jap. J. Genet. 25 (1950).

  30. Münzner, R.: Untersuchungen zur Physiologie von Pollenkeimung und Schlauchwachstum unter besonderer Berücksichtigung der Borsäurewirkung. Biol. Zbl. 79, 59–84 (1960).

    Google Scholar 

  31. Nagao, S., and M. Takahashi: Studies on polyploid varieties of sugar beet. I. On the development of the pollen and on the artificial germination of the pollen. 1953; zitiert nach P.B.A. 26, 3572 (1956).

    Google Scholar 

  32. Narasimhan, R.: Mass culture of pollen on cellophane-filter paper supports. Stain Technol. 38, 340–341 (1963).

    Google Scholar 

  33. Petru, E., E. Hrabetova and J. Tupy: The technique of obtaining germinating pollen without microbial contamination. Biol. plant. (Praha) 6, 68–69 (1964).

    Google Scholar 

  34. Polovinkina, E. V.: Cytogenetische Untersuchung der Pollensterilität der Zuckerrübe. Genetika (Moskau) 7, 20–29 (1967).

    Google Scholar 

  35. Schmucker, Th.: Zur Blütenbiologie tropischer Nym phaea-Arten. II. Bor als entscheidender Faktor. Planta 18, 641–650 (1933).

    Google Scholar 

  36. Schmucker, Th.: Über den Einfluß der Borsäure auf Pflanzen, insbesondere keimende Pollenkörner. Planta 23, 264–283 (1935).

    Google Scholar 

  37. Schneider, G.: Wachstum und Chemotropismus von Pollenschläuchen. Z. Bot. 44, 175–205 (1956).

    Google Scholar 

  38. Schwanitz, F.: Über die Pollenkeimung einiger diploider Pflanzen und ihrer Autotetraploiden in künstlichen Medien. Der Züchter 14, 273–282 (1942).

    Google Scholar 

  39. Stanley, G., and E. A. Lichtenberg: The effect of various boron compounds on in vitro germination of pollen. Physiol. plant. (Kbh.) 16, 337–346 (1963).

    Google Scholar 

  40. Vasil, I. K.: Studies on pollen germination of certain leguminosae and cruciferae. Beitr. Biol. Pflanzen 38, 137–159 (1962).

    Google Scholar 

  41. Werfft, R.: Über die Lebensdauer der Pollenkörner in der freien Atmosphäre. Biol. Zbl. 70, 354–367 (1951).

    Google Scholar 

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Authors and Affiliations

  1. Botanisches Institut der Universität Erlangen-Nürnberg, BRD

    H. O. Glenk, G. Blaschke & K. H. Barocka

  2. Institut für Pflanzenzüchtung der Kleinwanzlebener Saatzucht, Einbeck

    H. O. Glenk, G. Blaschke & K. H. Barocka

Authors
  1. H. O. Glenk
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  2. G. Blaschke
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  3. K. H. Barocka
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Mit Unterstützung der Gemeinschaft zur Förderung der privaten deutschen landwirtschaftlichen Pflanzenzüchtung (GFP), Bonn.

Angenommen durch H. F. Linskens

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Glenk, H.O., Blaschke, G. & Barocka, K.H. Untersuchungen zur Variabilität des Pollenschlauchwachstums bei Pollen di- und tetraploider Zuckerrüben. Theoret. Appl. Genetics 39, 197–205 (1969). https://doi.org/10.1007/BF00281974

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