Rye genetic resources evaluation in the Botanical Garden of the Polish Academy of Sciences in Warsaw

Summary

The new Botanical Garden of the Polish Academy of Sciences was established in 1974 as an institution dedicated to collecting, conserving, and evaluating crop genetic resources and their wild progenitors. The main object of this research is rye (Secale L. spp.) — the cereal of great importance to Poland. The genetic resources of rye are preserved in living field collections, as well as in a seed stock bank. The living collection contains 1.193 taxa, including 12 species ofSecale and 788 different rye cultivars. The seed bank stores 773 taxa of rye kept in glass containers (in vacuum, neutral gases or with silica gel) with optimum low moisture content in the seeds. Biochemical, physiological and genetical investigations are carried out for the estimation of safe and suitable conditions of seed dehydration and long term storage. These genetic resources of rye serve as material for taxonomic and phylogenetic studies, as well as for the evaluation of their selected breeding properties, especially seed protein content and its nutritional value. The taxonomic studies are performed using the isoenzyme technique and numerical methods. The enzymatic variation within the rye species, cultivars and inbred lines, are analysed. For the protein resources evaluation, different techniques are applied: the histochemical staining of seed slices. scanning electron microscope observations, and the chemical analyses of the entire amino acid composition of seed proteins. These results are used to select the most valuable taxa, which are then proposed to be used in the rye breeding programme.

Zusammenfassung

Der neue Botanische Garten der Polnischen Akademie der Wissenschaften wurde 1974 als eine Institution gegründet, die sich der Sammlung, Erhaltung und Beurteilung der genetischen Ressourcen von Kulturpflanzen und deren Wildformen widmen soll. Hauptgegenstand dieser Untersuchung ist der Roggen (Secale L. spp.) — ein Getreide, das für Polen von großer Bedeutung ist. Die genetischen Ressourcen des Roggens werden sowohl in lebenden Sammlungen auf dem Felde als auch in einer Samenbank erhalten. Die lebende Sammlung enthält 1193 Taxa (12 Roggen-Arten und 788 Roggen-Sorten). Die Samenbank umfaßt 773 Roggen-Taxa in Glasbehältern (im Vakuum, neutralen Gasen oder Silikagel) mit optimal niedrigem Samenfeuchtigkeitsgehalt. Biochemische, physiologische und genetische Untersuchungen werden durchgeführt zur Ermittlung sicherer und passender Bedingungen der Samenentwässerung und Langzeitlagerung. Diese genetischen Ressourcen des Roggens dienen als Material für taxonomische und phylogenetische Studien sowie für die Beurteilung ihrer züchterischen Eigenschaften, besonders Eiweißgehalt der Samen und sein Nährwert. Bei den taxonomischen Studien werden die Isoenzym-Technik und numerische Methoden angewendet. Die enzymatische Variation innerhalb der Roggen-Arten, -Sorten und -Inzuchtlinien werden untersucht. Für die Beurteilung der Protein-Ressourcen werden verschiedene Techniken angewendet: histochemische Färbung von Samenschnitten, Beobachtungen mit dem Raster-Elektronenmikroskop und chemische Analysen der gesamten Aminosäure-Zusammensetzung der Samen-Proteine. Diese Ergebnisse werden benutzt, um die wertvollsten Taxa aufzufinden, die dann zur Anwendung in Roggen-Zuchtprogrammen vorgeschlagen werden.

Краткое содержание

Новый Ботанический с ад Польской АН был осн ован в 1974 г. как учреждение, которое должно занят ься сбором, сохранени ем и оценкой генетических ресурсов культурных растений и их дикорас тущих форм. Главным объектом исследований являет ся рожь, имеющая для По льши очень важное значение.

Генетические ресурс ы ржи сохраняются как в живых полевых коллекциях, так и в семенном генно м банке. Живая коллекц ия насчитывает 1193 образца (12 видов и 788 сортов ржи). В с еменном банке находя тся 773 образца ржи в стеклянных сосудах (в вакууме, нейтральных газах или силикогеле) при оптимально низкой вл ажности семян. Провод ятся биохимические, физио логические и генетические иссле дования, с целью выявл ения надëжных и подходящи х условий для обезвожи вания семян и их долго срочного хранения.

Эти генетические рес урсы ржи служат матер иалом для таксономических и филогенетических ис следований, а также дл я оценки их селекционных качест в, в особенности содерж ания белка семян и их питательности. Для та ксономических целей применяют нуме рические методы и исс ледования изоэнзимов (их изменчивость внут ри видов, сортов и инбр едных линий ржи). Для оценки белковых ресурсов пр именяют различные ме тоды: гистохимическую окр аску тонких срезов семян, н аблюдения сканирующ им электронным микроск опом и химические анализы общего состава амино кислот семенных протеинов.

Результаты исследов аний используются дл я выявления наиболее ценных образцов, которые буд ут предложены для про граммы селекции ржи.