Giao phối liên loài giữa giống khoai tây được trồng Solanum tuberosum subspecies tuberosum L. và loài hoang dã S. circaeifolium subsp. circaeifolium Bitter thể hiện khả năng kháng Phytophthora infestans (Mont.) de Bary và Globodera pallida (Stone) Behrens

Theoretical and Applied Genetics - Tập 83 - Trang 459-466 - 1992
W. M. Mattheij1, R. Eijlander1, J. R. A. de Koning1, K. M. Louwes1
1Center for Plant Breeding and Reproduction Research CPRO, AA Wageningen, The Netherlands

Tóm tắt

Các hình thức hợp nhất soma giữa giống khoai tây được trồng Solanum tuberosum và loài hoang dã S. circaeifolium subsp. circaeifolium Bitter đã được thực hiện nhằm đưa vào nguồn gen của khoai tây các đặc điểm mong muốn. Việc chọn lọc các con lai giả thuyết dựa trên sự khác biệt trong hình thái callus giữa các lai và các bậc phụ huynh, trong đó các con lai thể hiện các tế bào có màu tím điển hình trong khi các callus còn lại có màu xanh. Tổng cộng, 17 callus cá thể đã tái sinh thành cây. Trong số chín cây có thể được chuyển vào nhà kính, tám cây cho thấy hình thái lai và một cây có hình thái bậc phụ huynh. Phân tích độ dài đoạn giới hạn (RFLP) đã xác nhận tính chất lai trong nhóm đầu tiên. Số lượng lạp thể trong các tế bào bảo vệ khí khổng và xác định DNA nhân bằng phương pháp dòng chảy cho thấy bốn cây lai có tính trạng tứ bội (4x), một cây có tính trạng mixoploid (5x–8x), và các cây còn lại là đa bội (6x; 8x). Ba trong số bốn cây tứ bội lai được phát hiện là hoàn toàn kháng lại Phytophthora infestans, và cả bốn cây lai đều kháng lại các kiểu hình Globodera pallida Pa2 và Pa3. Ngoài ra, cũng được quan sát rằng loại và lượng glycoalkaloid steroid khác nhau giữa các củ của các bậc phụ huynh và các cây lai. Sử dụng các cây lai làm bậc phụ huynh cái trong việc giao phối với S. tuberosum, hạt sống có thể được thu được. Điều này chứng minh tiềm năng của các cây lai này trong việc lai tạo giống cây trồng thực tiễn.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Austin S, Baer M, Ehlenfeld M, Kazmierczak PJ, Helgeson JP (1985) Intraspecific fusions in Solanum tuberosum. Theor Appl Genet 71:172–175 Barsby TL, Shepard JF, Kemble RJ, Wong R (1984) Somatic hybridization in the genus Solanum: S. tuberosum and S. brevidens. Plant Cell Rep 3:165–167 Binding H, Jain SM, Finger J, Mordhorst G, Nehls R, Gressel J (1982) Somatic hybridization of an atrazine resistant biotype of Solanum nigrum with Solanum tuberosum. Theor Appl Genet 63:273–277 Binding H, Zuba M, Rudnik J, Mordhorst G (1988) Protoplast gel fusion. J Plant Physiol 133:409–413 Butenko R, Kuchko A, Komarnitsky I (1982) Some features of somatic hybrids between Solanum tuberosum and S. chacoense and its F1 sexual progeny. In: Fujiwara A (ed) Plant tissue culture. Proc 5th Int Congr Plant Tiss Cell Cult, Tokyo, pp 643–644 Debnath SC, Wenzel G (1987) Selection of somatic fusion products in potato by hybrid vigour. Potato Res 30:371–380 Deimling S, Zitzlsperger J, Wenzel G (1988) Somatic fusion for breeding of tetraploid potatoes. Plant Breed 101:181–189 Dellaporta SJ, Wood J, Hicks JB (1983) A plant DNA minipreparation II. Plant Mol Biol Rep 1:19–21 Ehlenfeldt MK, Helgeson JP (1987) Fertility of somatic hybrids from protoplast fusion of Solanum brevidens and S. tuberosum. Theor Appl Genet 73:395–402 Ferreira DI, Zelcer A (1989) Advances in protoplast research. Int Rev Cytol 115:1–65 Fish N, Karp A, Jones MGK (1988) Production of somatic hybrids by electrofusion in Solanum. Theor Appl Genet 76:260–266 Galbraith DW, Harkins KR, Maddox JM, Ayres NM, Sharma DP, Firoozabady E (1983) Rapid flow cytometric analysis of the cell cycle in intact plant tissues. Science 220:1049–1051 Guri A, Sink KC (1988) Interspecific somatic hybrid plants between eggplant (S. melongena) and S. torvum. Theor Appl Genet 74:490–496 Hawkes JG, Hjerting JP (1989) The potatoes of Bolivia. Their breeding value and evolutionary relationships. Clarendon Press, Oxford, 472 pp Helgeson JP (1989) Somatic hybridization of wild Solanum species with potato: a potential source of diversity for breeders. In: Louwes KM, Toussaint HAJM, Dellaert LMW (eds) Parental line breeding and selection in potato breeding. Pudoc, Wageningen, pp 87–94 Hermsen JGTh (1977) Incorporation of new germ plasm: wild species. Report of the planning conference on utilization of the genetic resources of the potato. International Potato Center, Lima, pp 91–100 Huaman Z, Ross RW (1985) Updated listing of potato species names, abbreviations, and taxonomic status. Am Potato J 62:629–641 Kreike CM, Koning JRA de, Krens FA (1990) Non-radioactive detection of single-copy DNA-DNA hybrids. Plant Mol Rep 8(3):172–179 Laat AMM de, Blaas J (1984) Flow-cytometric characterization and sorting of plant chromosomes. Theor Appl Genet 67:463–467 Louwes KM, Hoekstra R, Mattheij WM (1992) Interspecific hybridization between the cultivated potato (Solanum tuberosum) subspecies tuberosum L. and the wild species S. circaeifolium subsp. circaeifolium Bitter exhibiting resistance to Phytophthora infestans (Mont.) de Bary and Globodera pallida (Stone) Behrens. 2. Sexual hybrids. Theor Appl Genet Masson J, Lancelin D, Bellini C, Lecerf M, Gerche P, Pelletier G (1989) Selection of somatic hybrids between diploid clones of potato (Solanum tuberosum L.) transformed by direct gene transfer. Theor Appl Genet 78:153–159 Mattheij WM, Puite KJ (1992) Tetraploid potato hybrids through protoplast fusions and analysis on their performance in the field. Theor Appl Genet 83 Murashige T, Skoog F (1962) A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiol Plant 15:473–497 Pijnacker LP, Ferwerda MA, Puite KJ, Schaart JG (1989) Chromosome elimination and mutation in tetraploid somatic hybrids of Solanum tuberosum and S. phureja. Plant Cell Rep 8:82–85 Puite KJ, Roest S, Pijnacker LP (1986) Somatic hybrid plants after electrofusion of diploid S. tuberosum and S. phureja. Plant Cell Rep 5:262–265 Puite KJ, Broeke W ten, Schaart J (1988) Inhibition of cell wall synthesis improves flow cytometric sorting of potato heterofusions resulting in hybrid plants. Plant Sci Lett 56:61–68 Roddick JG, Melchers G (1985) Steroidal glycoalkaloid content of potato, tomato and their somatic hybrids. Theor Appl Genet 70:655–660 Ross H (1986) Potato breeding — problems and perspectives. Paul Parey, Berlin Hamburg, 132 pp Schreiter J, Munzert B, Moll A (1989) Bestimmung des Ploidiegrades durch Chloroplastenzählungen in Stomata bei Invitro-Kallusregeneraten von Kartoffeln. Arch Zuechtungsforsch 19:69–73 Snow R (1963) Alcoholic hydrochloric acid-carmine as a stain for chromosomes in squash preparations. Stain Technol 38:9–13 Sree Ramulu K, Dijkhuis P, Roest S (1989) Patterns of phenotypic and chromosome variation in plants derived from protoplast cultures of monohaploid, dihaploid and diploid genotypes and in somatic hybrids of potato. Plant Sci 60:101–110 Uhrig H (1981) Regeneration of protoplasts of dihaploid potato plants bleached by a herbicide (SAN 6706). Mol Gen Genet 181:403–405 Vries SE de, Jacobsen E, Jones MGK, Loonen AEHM, Tempelaar MJ, Wijbrandi J, Feenstra WJ (1987) Somatic hybridization of amino acid analogue-resistant cell lines of potato (S. tuberosum L.) by electrofusion. Theor Appl Genet 73:451–458 Waara S, Tegelström H, Wallin A, Eriksson T (1989) Somatic hybridization between anther-derived dihaploid clones of potato (Solanum tuberosum L.) and the identification of hybrid plants by isozyme analysis. Theor Appl Genet 77:49–56