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Ergebnisse und Probleme beim Nachweis von Teilprozessen apomiktischer Samenbildung bei Gräserbastarden

Results and problems in proving sub-processes of apomictic seed formation in grass hybrids

Реаультаты и проблемы при определении частичных процессов апомиктического образования семян у гибридов злаковых трав

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Zusammenfassung

Ausgehend von Erkenntnissen über die Evolution der Apomixis wurden verschiedene Wege zur experimentellen Entwicklung neuer apomiktischer Futtergräser beschritten. Bei den Versuchen, über Rekombination Apomixis zu entwickeln, sind 9 Gräserbastarde von insgesamt 4300 F1-Art- und Gattungsbastarden selektiert worden, für die sich Hinweise auf Apomeiose bzw. Parthenogenese ergeben hatten. Mit den vorliegenden Untersuchungen wird die Art der Samenbildung von F1 bis F4 näher analysiert.

Bei 3 Bastarden der KombinationFestuca gigantea ×F. arundinacea wurde parthenogenetische Eizellenentwicklung mittels einer neuen Methode zur Stimulation der Embryoentwicklung durch Auxinbehandlung sicher nachgewiesen. Dagegen waren die Hinweise auf Apomeiose durch somatische und meiotische Instabilitäten vorgetäuscht. Fehlinterpretationen und Probleme beim Nachweis von Apomixis und deren Teilprozesse werden diskutiert. Zur Entwicklung und Manipulierbarkeit der Apomixis sind geeignete Nachweismethoden für die einzelnen Teilprozesse apomiktischer Samenbildung von entscheidender Bedeutung.

Summary

Taking into consideration items of knowledge on the evolution of apoximis, different experimental attempts were made to develop new apomictic fodder grasses. From experiments trying to develop apomixis by recombination nine grass hybrids with indications for apomeiosis or parthenogenesis were selected out of 4300 interspecific and intergeneric F1 hybrids. The present study was undertaken to analyse more fully the mode of seed formation in F1 to F4.

In three hybridsFestuca gigantea ×F. arundinacea, parthenogenetic development of egg cells could be confirmed using a new method of stimulating the embryo development by treatment with auxin. On the other hand, the indications for apomeiosis proved to be caused by somatic and meiotic instabilities. Misinterpretations as well as problems in detecting apomixis and its sub-processes are discussed. Development and manipulation of apomixis depends decisively on the availability of suitable methods for the proof of the individual sub-processes of apomictic seed formation.

Краткое содержание

На основе знаний об ¶rt;волюции апомиксиса были предприняты различные пути по ¶rt;кспериментальному развитию новых апомиктических кормовых трав. При попытках развить апомиксис путём рекомбинации, были селектированы 9 гибридов злаковых трав из, в общей сложности, 4300 межвидовых и межродовых гибридов первого поколения, для которых были получены указания на апомейоз или партеногенез. В представленных исследованиях анализируется более подробно вид образования семян от первого (F1) до четвёртого (F4) поколений.

У трёх гибридов, комбинацияFestuca gigantea ×F. arundinacea, с помощью нового метода по стимулированию ¶rt;мбрионального развития при обработке ауксином, было достоверно установленно партеногенетическое развитие яйцеклеток. Напротив, указания на апомейоз были, вследствие соматических или мейотических нестабильностей, недостоверны. Обсуждаются ошибочные интерпретации и проблемы при определении апомиксиса и его частичных процессов. Для развития и манипулирования апомиксисом, рещающее значение имеют соответствующие методы для отдельных частичных процессов апомиктического образования семян.

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  1. Zentralinstitut für Genetik und Kulturpflanzenforschung der Akademie der Wissenschaften der DDR, Corrensstraße 3, 4325, Gatersleben, DDR

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  1. Fritz Matzk
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Matzk, F. Ergebnisse und Probleme beim Nachweis von Teilprozessen apomiktischer Samenbildung bei Gräserbastarden. Die Kulturpflanze 34, 159–175 (1986). https://doi.org/10.1007/BF02112798

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