تعیین آلل‌های S خودناسازگاری و روابط بین آنها در نتاج F1 حاصل از تلاقی دو رقم فندق (Corylus avellana L.)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه علوم باغبانی، دانشکدۀ کشاورزی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

2 استاد گروه علوم باغبانی،دانشکدۀ علوم و مهندسی کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران،کرج، ایران

3 استاد گروه علوم باغبانی، دانشکدۀ کشاورزی، دانشگاه تورینو، تورینو، ایتالیا

چکیده

خودناسازگاری فندق (Corylus avellana L.) از نوع اسپوروفیتیک است که توسط یک مکان ژنی S با چندین آلل کنترل می‌شود. سازگاری دانة گرده با کلالۀ فندق در برنامه‏های اصلاحی برای انتخاب والدین و همچنین در گزینش ارقام گرده‏دهنده در باغ‏های تجاری، ضروری است. هدف این آزمایش بررسی و تعیین روابط سازگاری گرده‌ـ کلاله و تعیین آلل‏های S در 24 نتاج حاصل از تلاقی دو رقم فندق ’تی‏جی‏ال‘ و ’کاسفورد‘ توسط میکروسکوپ فلورسنس بود. 4 آزمایشگر دانة گرده برای هر یک از 4 آلل مطالعه‌شده S2، S3، S7 وS11 انتخاب شدند. شاتون‏های نر آن‏ها در مرحلۀ نزدیک به شکوفایی، جمع‏آوری و خشک شدند. زمانی ‏که بساک‏ها شکفتند، دانه‏های گرده جمع‏آوری و در دمای 20- درجۀ سانتی‏گراد نگهداری شدند. در هر درخت دانهالی، دو شاخه اخته و سپس گل‏های مادۀ آن‌ها پوشانده شدند. خوشه‏های گل ماده زمانی که خامه‏ها به اندازۀ 2 تا 6 میلی‏متر رشد کرده بودند، از شاخه‏ها برداشت شدند. 5 گل ماده (خوشه) از هر نتاج با دانه‏های گردة هر یک از ارقام آزمایشگر گرده‏افشانی شدند. حدود 20 تا 24 ساعت بعد از گرده‏افشانی، خامه‏های کلاله‏دار از جوانه‏ها جدا و در محلول آنیلین بلو‌ـ دای له شدند و سپس توسط میکروسکوپ فلورسنس با بزرگ‏نمایی x40 و x100 ‌مطالعه‌ شدند. در این پژوهش، آلل‏های 22 نتاج به‏طور کامل مشخص شد و در 2 نتاج دیگر فقط یک آلل s شناسایی شد. در گرده‏افشانی‏های سازگار، دانه‏های گرده به‌‌خوبی جوانه‏ زدند، لوله‏های گرده از سطح کلاله نفوذ ‌کرده و توده‏ای از لوله‏های گردة موازی تولید کردند. در‌حالی‌که در واکنش‏های ناسازگار، دانه‏های گرده اغلب کمتر جوانه‏ زدند و در صورت جوانه‏زنی، لوله‏های گردۀ کوتاهی تولید کردند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Determination of incompatibility S-alleles and relationships among them in F1 progenies of two cultivars of hazelnut (Corylus avellana L.)

نویسندگان [English]

  • Alireza Ghanbari 1
  • Alireza Talaii 2
  • Govani Me 3
1 Assistant Professor, Department of Horticultural Science, College of Agriculture, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran
2 Professor, Department of Horticultural Science, Faculty of Agricultural Sciences and Engineering, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
3 Professor, Department of Horticultural Science, College of Agriculture, University of Torino, Torino, Italy
چکیده [English]

Incompatibility in hazelnut (C. avellana L.) is the sporophytic type and under the control of a single S-locus with multiple alleles. Compatibility of pollen-stigma in hazelnut is an important consideration in planning crosses in breeding program and in choosing pollinizers for orchard planting. In this study, fluorescence microscopy was used to determination of S-alleles and compatibility relationships among in 24 progeny of TGL × Cosford. Four pollen testers, selected for each one of the four alleles under investigation (S2, S3, S7 and S11). When stiminate catkins elongated and were about to shed pollen, they were collected and dried. The catkins were discarded, pollen collected and stored in freezer (-20 0C). In each seedling trees, two branches emasculated, and bagged. Female clusters were detached from bagged limbs, when style protrude 2-6 mm. Five clusters from each seeding progeny pollinated with each pollen testers. About 20 to 24 hours after pollination, the stigmatic styles were detached from buds and squashed in aniline blue dye and examined with fluorescence microscope (40x and 100x). In this research, S-alleles determined in 22 progenies. However in two progenies, distinguished only one S-allele. In a compatible pollination, pollen germinates well, the pollen tubes penetrate the stigmatic surface and produce a mass parallel tubes. But in incompatible reactions, pollen germination was often reduced, and pollen grains that germinate produced short tubes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fluorescence microscope
  • hybrid
  • pollination
  • Sporophytic
1-Bassil NV and Azarenko AN (2001) RAPD markers for self-incompatibility in Corylus avellana L. Acta Horticulturae. 556: 537-543.

2- Beyhan N and Odabas F (1997) The investigation of compatibility relationships of some hazelnut cultivars. Acta Horticulturae. 445: 173-177.

3- Erdogan V and Mehlenbacher SA (2001) Incompatibility in wild Corylus species. Acta Horticulturae. 556: 163-169.

4- Franklin FCH, Lawrence MJ and Franklin Tong VE (1995) Cell and molecular biology of incompatibility in flowering plants.International Review of Cytology. 158: 1- 64.

5- Hampson CR, Azarenko AN and Soeldner A (1993) Pollen-stigma intractions following compatible and incompatible pollinations in hazelnut. Journal of American Society of Horticultural Science.118: 814-819.

6- Heslop-Harrison Y, Heslop-Harrison JS and Heslop-Harrison J (1986) Germination of Corylus avellana L. (hazel) pollen: hydration and the function of oncus. Acta Botnica Neerlandica. 35: 265-284.

7- Lagerstedt HB (1975) Filberts. In: Janick J and Moore JN (eds.) Advances in fruit breeding. Purdue University press, West Lafayette, Ind., Pp 456-489.

8- Matton DP, Nass N, Clarke AE and Newbegin E (1994) Self-incompatibility: how plants avoid illegitimate offspring. Proceeding National Academy of Science. USA. 91: 1992-1997.

 9- Me G and Radicati L (1983) Studies on pollen incompatibility in some filbert (Corylus avellan L.) cv.s and selections. In pollen biology and implications for plant breeding. Mulcahy and Ottaviano Eds. Elsevier Biomedical, New York, Amesterdam, Oxford. Pp: 237-242.

10- Me G, Radicati L, Vallania R, Miaja ML, Valentini N and Pancheri G (2000) Research on the genetics of incompatibility in Corylus. Acta Horticulturae. 538: 477-481.

11- Mehlenbacher SA (1997a) Testing compatibility of hazelnut crosses using fluorescence microscopy.Acta Horticulturae. 445: 167-171.

12- Mehlenbacher SA and Thompson MM (1988) Dominance relationships among S-alleles in Corylus avellana L. Theoretical Applied Genetics. 76: 669-672.

13 - Mehlenbacher SA (1991) Hazelnuts. In: Moore JN and Ballington JR (Eds). Genetic resources in temperate furit and nut crops.Acta Horticulturae. 290: 789-836.

14- Mehlenbacher SA (1997b) Revised dominance hierarchy for S-alleles in Corylus avellana L.Theoretical Applied Genetics. 94:360-366.

15- Smith DC and Mehlenbacher SA (1994) Use of Tyvek housewarp for pollination bags in breeding hazelnut (Corylus avellana L.). Hortscience. 29: 918.

16- Thompson MM (1979a) Genetics of incompatibility in Corylus avellana L. Theoretical Applied Genetics. 54: 113-116.

17- Thompson MM (1979b) Incompatibility alleles in Corylus avellana L. cultivars. Theoretical Applied Genetics. 55:29-33.

18- Thompson MM, Lagerstedt HB and Mehlenbacher SA (1996) Hazelnut. In: Janick Jand Moore JN.(eds.). Fruit Breeding, Vol.3: Nuts John Wiley & Sons, New York, P: 125-184.