Hodowla chryzantemy wielkokwiatowej na drodze mutagenezy indukowanej promieniowaniem X i gamma

• Autorzy: Tymoszuk A.

Warianty tytułu

EN

Breeding of chrysanthemum by X and gamma rays induced mutagenesis

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Chryzantema, obok róży i gerbery, jest jedną z najpopularniejszych roślin ozdobnych na świecie. Chłonny rynek zbytu podlegający prawom mody nieustannie wykazuje zapotrzebowanie na nowe odmiany. Hodowcy podejmują wiele starań, aby zaspokoić wyrafinowane i często zmieniające się gusta klientów. Odmiany popularne w jednym roku są szybko zastępowane. Stąd też największym zainteresowaniem hodowców cieszą się metody pozwalające łatwo i w krótkim czasie uzyskać zmienność pojedynczych cech, jak barwa czy typ kwiatostanu, decydujących w głównej mierze o atrakcyjności nowych odmian. W porównaniu do innych metod, wymagania te najlepiej spełnia indukowana mutageneza. W pracy scharakteryzowano chryzantemę wielkokwiatową, opisano założenia i przebieg programów hodowlanych opartych na indukowaniu mutacji promieniowaniem X i gamma oraz przedstawiono najważniejsze osiągnięcia polskiej hodowli.

EN

Chrysanthemum is one of the most popular ornamental plants in the world. On the market, ruled by the laws of fashion, there is the large demand for new cultivars. The breeders make a lot of effort to satisfy the sophisticated and frequently changing customer tastes. Popular cultivars in one year are quickly replaced by new creations. In this situation, the breeders need methods allowing for easy and fast change of individual traits such as color or type of the inflorescence, deciding mostly about the attractiveness of new cultivars of ornamental plants. A high level of ploidy and heterozygocity as well as the phenomenon of self-incompatibility in chrysanthemum make it difficult to use the traditional breeding methods as crossing, selection and techniques of genetic transformation. Induced mutagenesis is one of the most important breeding method in chrysanthemum allowing to obtain in relatively short time new cultivars with changed colour or shape and size of inflorescence. The X and gamma rays at the dose of 10–20 Gy are the most often used physical mutagens. Gamma radiation is more effective than X radiation. Whole plants or their fragments like e.g. leaves, internodes, ligulate florets in vivo and/or in vitro can be irradiated. In many mutation breeding programs non-meristematic plant tissues and the technique of adventitious shoots regeneration are used. Adventitious meristem can regenerate from individual mutated cell and in this way new cultivar (genetically stable mutant with new, desired trait) can be obtained. When meristematic tissue is irradiated the formation of genetic unstable chimeras is very possible. Next the chimera components separation methods must be applied to obtain stable mutant. The aim of this review article was to characterize scientific assumptions and conduction of breeding programs based on the induction of mutations by X and gamma radiation in chrysanthemum. The most important achievements of Polish breeding in the years 1976–2011 were presented. On the basis of the results described in scientific articles it can be concluded that mutation induction is very useful and important breeding method in chrysanthemum, especially successful when it is combined with in vitro regeneration of adventitious shoots. Besides it is relatively inexpensive, fast and easy method of obtaining new cultivars.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
• Rocznik: 2015
• Tom: 582
• Opis fizyczny: s.101-113,fot.,bibliogr.

Twórcy

autor

Tymoszuk A.

• Katedra Roślin Ozdobnych i Warzywnych, Wydział Rolnictwa i Biotechnologii, Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy im. J. i J.Śniadeckich w Bydgoszczy, ul.Bernardyńska 6, 85-029 Bydgoszcz

Bibliografia

• Ahloowalia B.S., Maluszynski M., 2001. Induced mutations - A new paradigm in plant breeding. Euphytica 118, 167-173.
• Broertjes C., Keen A., 1980. Adventitious shoots: do they develop from one cell? Euphytica 29, 73-87.
• Broertjes C., Koene P., van Harten J.W.H., 1980. A mutant of a mutant of a mutant of a...: Irradiation of progressive radiaton-induced mutants in a mutation-breeding programme with Chrysanthemum morifolium Ram. Euphytica 29, 525-530.
• Broertjes C., Roest S., Bokelmann G.S., 1976. Mutation breeding of Chrysanthemum morifolium Ram. using in vivo and in vitro adventitious bud techniques. Euphytica 25, 11-19.
• Broertjes C., van Harten A., 1988. Applied Mutation Breeding for Vegetatively Propagated Crops. Elsevier, Amsterdam, 29-59.
• Burge G.K., Morgan E.R., Seelye J., 2002. Opportunities for synthetic plant chimeral breeding: Past and future. Plant Cell Tiss. Org. Cult. 70, 13-21.
• Bush S.R., Earle E.D., Langhans R.W., 1976. Plantlets from petal segments, petal epidermis, and shoot tips of the periclinal chimera Chrysanthemum morifolium 'Indianapolis'. Am. J. Bot. 63(6), 729-737.
• Chakrabarty D., Mandal A.K.A., Datta S.K., 1999. Management of chimera through direct shoot regeneration from florets of chrysanthemum (Chrysanthemum morifolium Ramat.). J. Hortic. Sci. Biotech. 74(3), 293-296.
• Dorwick G.J., 1953. The chromosomes of chrysanthemum. II. Garden varieties. Heredity 7, 59-72.
• Esau K., 1973. Anatomia roślin. PWRiL, Warszawa, 131-174.
• Hejnowicz Z., 2002. Anatomia i histogeneza roślin naczyniowych. Organy wegetatywne. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 48-49, 573.
• Jain S.M., 2006. Mutation-assisted breeding for improving ornamental plants. Proceedings of The XXII International Eucarpia Symposium, Selection Ornamentals, Breeding For Beauty. Acta Hortic. 714, 85-98.
• Jassem M., 1999. Hodowla roślin. Wydawnictwa Uczelniane Akademii Techniczno-Rolniczej w Bydgoszczy, 63-70.
• Jerzy M., 1997. Rola eksplantatu w indukowaniu mutacji in vitro i tworzeniu roślin transgenicznych chryzantemy wielkokwiatowej (Dendranthema grandiflora Tzvelev). Hodowla Roślin i Nasiennictwo 2, 27-32.
• Jerzy M., 2000. Chryzantemy. Odmiany i uprawa. PWRiL, Warszawa, 2-27.
• Jerzy M., Lubomski M., 1991. Tworzenie się pędów przybyszowych na izolowanych in vitro liściach chryzantem poddanych działaniu promieniowania jonizującego. Hodowla Roślin i Nasiennictwo 2, 26-29.
• Jerzy M., Zalewska M., 1996. Polish cultivars of Dendranthema grandiflora Tzvelev and Gerbera jamesonii Bolus bred in vitro by induced mutations. Mutation Breeding Newsletter 42, 19.
• Jerzy M., Zalewska M., 1997. Flower colour recurrence in chrysanthemum and gerbera mutants propagated in vitro from meristems and leaf explants. Acta Hortic. 447, 611-614.
• Jerzy M., Zalewska M., Piszczek P., 1991. Mutageneza u chryzantemy wielkokwiatowej (Dendran-thema grandiflora Tzvelev) indukowana in vitro promieniowaniem X i gamma. Hodowla Roślin i Nasiennictwo 3, 24-29.
• Jerzy M., Zalewska M., Piszczek P., 1993. Somatic mutagenesis in chrysanthemum induced in vitro by irradiation of leaf explants forming adventitious shoots. International Symposium on Cultivar Improvement of Horticultural Crops. Beijing, China, 1-10.
• Lema-Rumińska J., 2005. Czy chryzantemy są chimerami? OWK 9, 46-47.
• Lema-Rumińska J., Zalewska M., 2005. Changes in flower colour among Lady Group of Chrysanthemum xgrandiflorum /Ramat./ Kitam. as a result of mutation breeding. Folia Hortic. 17(1), 61-72.
• Lema-Rumińska J., Zalewska M., Sadoch Z., 2004. Radiomutants of chrysanthemum (Dendran-thema grandiflora Tzvelev) of the Lady group: RAPD analysis of the genetic diversity. Plant Breeding 123, 290-293.
• Malaure R.S., Barclay G., Power J.B., Davey M.R., 1991a. The Production of Novel Plants from Florets of Chrysanthemum morifolium Using Tissue Culture 1. Shoot Regeneration from Ray Florets and Somaclonal Variation Exhibited by the Regenerated Plants. J. Plant Physiol. 139, 8-13.
• Malaure R.S., Barclay G., Power J.B., Davey M.R., 1991b. The Production of Novel Plants from Florets of Chrysanthemum morifolium Using Tissue Culture 2. Securing Natural Mutations (Sports). J. Plant Physiol. 139, 14-18.
• Miler N., 2005. Dlaczego warto stosować indukowaną mutagenezę w hodowli chryzantem? Biotechnologia 2(69), 196-205.
• Miler N., 2013. A może by tak wrócić do krzyżowania chryzantem? Materiały z sympozjum nt. „Co nowego w chryzantemach", Poznań, 28-31.
• Miler N., Zalewska M., 2014. Somaclonal variation of chrysanthemum propagated in vitro from different explants types. Acta Sci. Pol. Hortorum Cultus 13(2), 69-82.
• Muller H. J., 1927. Artificial transmutation of the gene. Science 46, 84-87.
• Muszyński S., 1976. Hodowla mutacyjna roślin ozdobnych. Hodowla Roślin 2, 37.
• Mynett K., Orlikowska T., 1997. Stan aktualny i problem przyszłości dla polskiej hodowli roślin ozdobnych. Materiały I Krajowej Konferencji „Hodowla Roślin", Poznań, 27-32.
• Rogalska S., Małuszyńska J., Olszewska M.J., 2005. Podstawy cytogenetyki roślin. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 143-150.
• Schum A., 2003. Mutation Breeding in Ornamentals: An efficient breeding method? Acta Hortic. 612, 47-60.
• Stepczyńska K., Jerzy M., 1981. Mutagenesis in Chrysanthemum cv. Bravo propagated from the X-ray influenced leaf cuttings. Part II. MV2 generation. Prace Instytutu Sadownictwa i Kwiaciarstwa, s. B, t. 6, 55-60.
• Stepczyńska K., Jerzy M., Widacka M., 1980. Mutagenesis in Chrysanthemum cv. Bravo propagated from the X-ray influenced leaf cuttings. Part I. MV1 generation. Prace Instytutu Sadownictwa i Kwiaciarstwa, s. B, t. 5, 17-30.
• Stewart R.N., Dermen H., 1970. Somatic genetic analysis of the apical layers of chimeral sports in chrysanthemum by experimental production of adventitious shoots. Am. J. Bot. 57(9), 1061-1071.
• Tilney-Bassett R.A.E., 1986. Plant Chimeras. Edward Arnold, London, 19-62.
• Van Harten A.M., 1998. Mutation breeding. Theory and practical applications. Cambrige University Press, 257-269.
• Wolff K., 1996. RAPD analysis of sporting and chimerism in chrysanthemum. Euphytica 89, 159-164.
• www.mvgs.iaea.org
• Yamaguchi H., Shimizu A., Hase Y., Degi K., Tanaka A., Morishita T., 2009. Mutation induction with ion beam irradiation of lateral buds of chrysanthemum and analysis of chimeric structure of induced mutants. Euphytica 165, 97-103.
• Zalewska M., 1985. Rozmnażanie złocieni z sadzonek liściowych. Materiały Sympozjum Rozmnażanie złocieni", Poznań, 1-8.
• Zalewska M., 1995. Somatyczna mutageneza u chryzantemy wielkokwiatowej (Dendranthema grandiflora Tzvelev) indukowana in vivo oraz in vitro promieniowaniem gamma. Wydawnictwo Uczelniane Akademii Techniczno-Rolniczej w Bydgoszczy, Rozprawy 63, 1-83.
• Zalewska M., 2001. In vitro formation of adventitious meristem and its significance for mutation breeding of Dendranthema grandiflora Tzvelev. Acta Hortic. 560, 225-227.
• Zalewska M., 2005. Chryzantemy w ogrodzie i ich bliscy krewni. Wydawnictwo „Działkowiec" Sp. z o.o., Warszawa, 4-15, 30-35.
• Zalewska M. 2010. In vitro adventitious bud techniques as a tool in creation of new chrysanthemum cultivars. W: Floriculture. Role of tissue culture and molecular techniques Datta S.K., Chakrabarty D. (red.). Pointer Publishers, Jaipur, 189-215.
• Zalewska M., Jerzy M., 1997a. Flower colour recurrence in Chrysanthemum and Gerbera mutants propagated in vitro from meristems and leaf explants. Acta Hortic. 447, 611-614.
• Zalewska M., Jerzy M., 1997b. Mutation spectrum in Dendranthema grandiflora Tzvelev after in vivo and in vitro regeneration of plants from irradiated leaves. Acta Hortic. 447, 615-618.
• Zalewska M., Lema-Rumińska J., Miler N., 2007. In vitro propagation using adventitious buds technique as a source of new variability in chrysanthemum. Sci. Hortic. 113, 70-73.
• Zalewska M., Miler N., Tymoszuk A., Drzewiecka B., Winiecki J., 2010. Results of mutation breeding activity on Chrysanthemum x grandiflorum (Ramat.) Kitam. in Poland. EJPAU 13(4), 27.
• Zalewska M., Tymoszuk A., Miler N., 2011. New chrysanthemum cultivars as a result of in vitro mutagenesis with the application of different explant types. Acta Sci. Pol. Hortorum Cul-tus 10(2), 109-123.