En metod för bestämning av pollineringskrav i japanska hybrider av plommontyp beskrivs, som kombinerar fält- och laboratoriebestämningar och observationer av pollenrör under fluorescensmikroskopi med identifiering av S-genotyper genom PCR och övervakning av blomning för val av pollinizers.
De japanska plommonsorter som vanligen odlas är interspecifika hybrider som härrör från korsningar mellan den ursprungliga Prunus salicina med andra Prunus-arter. De flesta hybrider uppvisar gametophytic självkompatibilitet, som styrs av en enda och mycket polymorf S-locus som innehåller flera alleler. De flesta odlade hybrider är självkompatibla och behöver pollen från en kompatibel donator för att befrukta sina blommor. Att fastställa pollineringskrav i japansk plommon blir allt viktigare på grund av det stora antalet nya sorter med okända pollineringskrav. I detta arbete beskrivs en metod för bestämning av pollineringskrav i japanska plommonhybrider. Självkompatibiliteten bestäms av handbestämningar både på fältet och i laboratoriet, följt av övervakning av förlängningen av pollenröret med fluorescensmikroskopi och övervakning av fruktmognad på fältet. Val av pollinizer sorter bedöms genom att kombinera identifiering av S-genotyper genom PCR analys med övervakning av blomningstid i fältet. Att känna till pollineringskraven för sorter underlättar valet av sorter för utformning av nya fruktträdgårdar och gör det möjligt att tidigt upptäcka produktivitetsproblem relaterade till pollineringsbrist i etablerade fruktträdgårdar.
Japansk plommon (Prunus salicina Lindl.) är infödd till Kina1. På 1800-talet introducerades denna gröda från Japan till USA, där den korsades med andra nordamerikanska diploida plommon2. Under 1900-talet spreds några av dessa hybrider till tempererade regioner runt om i världen. Numera hänvisar termen “japansk plommon” till ett brett utbud av interspecifika hybrider som härrör från kors mellan den ursprungliga P. salicina med upp till 15 andra diploida Prunus spp.3,4,5.
Japansk plommon, liksom andra arter av Rosaceae-familjen, uppvisar Gametophytic Self-Incompatibility (GSI), som kontrolleras av en enda och mycket polymorf S-locussom innehåller flera alleler6. S-locusinnehåller två gener som kodar en ribonukleas (S-RNase) uttryckt i pistillen och ett F-boxprotein (SFB) uttryckt i pollenkornet7. I självinkompatibilitetsreaktionen, när S-allelen uttryckt i pollenkornet (haploid) är densamma som en av de två uttryckta i pistillen (diploid), arresteras pollenrörets tillväxt över stilen på grund av nedbrytningen av pollenrörets RNA genom verkan av S-RNase8. Eftersom denna process förhindrar befruktning av den kvinnliga gametofyten i äggstocken, främjar GSI outcrossing mellan sorter.
Även om vissa japanska plommonsorter är självkompatibla, är de flesta sorter som för närvarande odlas självkompatibla och behöver pollen från interkompatibla givare för att befrukta sina blommor3. I stenfruktarter av släktet Prunus som mandel9, aprikos10,11,12 och söt körsbär13kan pollineringskrav för sorter fastställas genom olika tillvägagångssätt. Självkompatibilitet kan bestämmas genom självbestämning av blommor i fält och efterföljande övervakning av fruktuppsättning, eller genom semi-in vivo självbestämningar vid kontrollerade förhållanden i ett laboratorium och observation av pollenrör under mikroskopet14,15,16,17,18 . Inkompatibilitetsförhållanden mellan sorter kan bestämmas genom korsbestämningar i fältet eller laboratoriet med pollen från den potentiella pollinizer-sorten, och genom identifiering av S-alleler av varje sort genom PCR-analys14,15,16,19,20,21,22 . Hos arter som söt körsbär eller mandel kan självkompatibiliteten också bedömas genom identifiering av särskilda S-alleler i samband med självkompatibilitet, som S4‘ i söt körsbär13 eller Sf i mandel23.
Flera plommonuppfödningsprogram från de viktigaste producerande länderna släpper ut ett antal nya sorter2,14, många av dem med okända pollineringskrav. I detta arbete beskrivs en metod för bestämning av pollineringskrav i japanska plommonhybrider. Självkompatibiliteten bestäms av självbestämningar inom både fältet och laboratoriet, följt av observationer av pollenrör under fluorescensmikroskopin. Val av pollinizer sorter kombinerar identifieringen av S-genotyper genom PCR-analys med övervakning av blomningstid i fältet.
Den metod som beskrivs häri för pollineringskrav för japanska plommonsorter kräver att man fastställer varje sorts självkompatibilitet genom kontrollerade pollineringar på fältet eller i laboratoriet och efterföljande observation av pollenrörstillväxt med fluorescensmikroskopi. Inkompatibilitetsrelationerna upprättas genom karakteriseringen av S-allelerna genom molekylär genotypning. Slutligen utförs valet av pollinizers av övervakningsfenologin för att upptäcka de sorter som sammanfaller vid bl…
The authors have nothing to disclose.
Denna forskning finansierades av Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (RFP2015-00015-00 och RTA2017-00003-00); Gobierno de Aragón– Europeiska socialfonden, Europeiska unionen (Grupo Consolidado A12-17R) och Junta de Extremadura –Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER), Plan Regional de Investigación (IB16181), Grupo de Investigación (AGA001, GR18196). B.I. Guerrero stöddes av ett stipendium från Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología från México (CONACYT, 471839).
Acetic Acid Glacial | Panreac | 131008.1611 | |
Agar | iNtRON Biotechnology | 25999 | |
Aniline blue | Difco | 8504-88 | |
Boric Acid (H3BO4) | Panreac | 131015.1210 | |
Calcium Nitrate 4-hydrate (Ca(NO3)2·4H2O) | Panreac | 131231.1211 | |
Coverglass | Deltalab | D102460 | 24 mm x 60 mm |
Digital Camera | Imaging Developmet Systems | UI-1490SE | |
Digital Camera Software Suite | Imaging Developmet Systems | 4.93.0. | |
DNA Oligos | ThermoFisher Scientific | ||
dNTP Mix, 10 mM each | ThermoSischer Scientific | R0193 | |
DreamTaq Green DNA polymerase | ThermoFisher Scientific | EP0713 | |
Ethanol 96° | VWR-Chemicals | 83804.360 | |
1Kb DNA Ladder (U.S. Patent No. 4.403.036) (500pb-12Kb) | Invitrogen | 15615-016 | Size: 250µg; Conc: 1.0 µg/µl |
Gel Documentation System | Bio-Rad | 1708195 | |
Hand Counter | Tamaco | TM-4 | |
Image Lab Software | Bio-Rad | Image Analyse System for Gel Documentation System | |
MetaPhor Agarose | Lonza | 50180 | |
Microcentrifuge 5415 R | Eppendorf | Z605212 | |
Microscope with UV epiflurescence | Leica | DM2500 | Exciter filter BP340-390, Barrier filter LP425 |
Microslides | Deltalab | D100004 | 26 mm x 76 mm |
Mini Electrophoresis System | Fisherbrand | 14955170 | |
Minicentrifuge | ThermoFisher Scientific | 15334204 | |
NanoDrop 1000 Spectrophotometer | ThermoFisher Scientific | ND1000 | |
Petri Dishes | Deltalab | 200201 | 55 mm x 14 mm |
Potassium Phosphate Tribasic (K3PO4·1.5H2O) | Panreac | 141513 | |
Primer forward 'Pru C2' | ThermoFisher Scientific | ||
Primer forward Pru T2' | ThermoFisher Scientific | ||
Primer reverse 'PCER' | ThermoFisher Scientific | ||
RedSafe Nucleic Acid Staining Solution | iNtRON Biotechnology | 21141 | |
Saccharose | Panreac | 131621.1211 | |
Sodium sulphite anhydrous (Na2SO3) | Panreac | 131717.1211 | |
Speedtools plant DNA extraction Kit | Biotools | 21272 | |
TBE Buffer (10X) | Panreac | A0972,5000PE | |
Thermal Cycler T100 | Bio-Rad | 1861096 | |
Thermomixer comfort | Eppendorf | T1317 | |
Vertical Autoclave Presoclave II | JP Selecta | 4001725 | |
Vortex | Fisherbrand | 11746744 |