Glycoalkaloid accumulation during tuber development of early potato cultivars

Summary Plants of early potato cultivars were sampled at successive harvests during tuber development and individual tubers were analysed for α-solanine and α-chaconine using high-performance liquid chromatography. Mean tuber total glycoalkaloid concentration (α-solanine plus α-chaconine) per plant decreased with time and statistically significant differences between cultivars were observed in the patterns of decline during tuber growth. The mean tuber ratio of α-chaconine to α-solanine increased during tuber development and was also affected by genotype. Total glycoalkaloid concentration for individual tubers of marketable sizes (up to 50 g fresh weight) exceeded the safety limit of 20 mg per 100 g fresh weight for cultivars Home Guard and British Queen but not for Rocket. These differences were attributable to differences in both rates and patterns of glycoalkaloid accumulation during tuber development, although in all cultivars results were consistent with glycoalkaloid accumulation occurring in the expanding peripheral cell layers of tubers for a considerable period after tuber initiation.     

Der Einflu\ variierter Düngung, einer Pflanzenschutzmittel-Anwendung und der Lagerung auf den Glykoalkaloid-Gehalt in Kartoffelknollen zweier Sorten

Zusammenfassung Es wurden Feldversuche in drei Jahren mit zwei Speisekartoffelsorten, verschiedenen Mengen an Mineraldüngern und der Anwendungen eines Pflanzenschutzmittelns gegenPhytophthora infestans angelegt. Die Knollen wurden direkt nach der Ernte sowie nach einer sechsmonatigen Lagerung auf Glykoalkaloidgehalt untersucht. Zwischen den Sorten treten statistisch gesicherte Unterschiede im Gehalt an Glykoalkaloiden auf. Die Anwendung von Pflanzenschutzmitteln w?hrend der Vegetation erh?ht den Gesamtgehalt an Glykoalkaloiden (TGA) in den Kartoffelknollen kurz nach der Ernte. Eine variierte Mineraldüngung hat keinen statistisch signifikanten Einfluss auf den TGA-Gehalt in den Proben kurz nach der Ernte, N- und K-Düngung ver?ndern diesen jedoch im Laufe der Lagerung. Unabh?ngig von den übrigen Bedingungen erh?ht sich der TGA-Gehalt in diesem Versuch w?hrend der Lagerung im Mittel von 5,8 auf 7,7 mg/100g Frischsubstanz.

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Summary Field experiments were carried out for three years to study the effect of various magnesium, potassium and nitrogen fertilization rates on two medium-early edible potato cultivars. Additionally, one of the experimental areas was sprayed againstPhytophthora infestans to ascertain the effect of fungicides on the content of total glycoalkaloids (TGA) in potato tubers after harvest and after six months of storage. The applied fungicide treatments increased total glycoalkaloids (TGA) of potato tubers (Fig. 4). Fertilization with mineral nitrogen caused different reactions in both cultivars. There was a tendency for cv. Beryl to accumulate more glycoalkaloids with increasing nitrogen fertilization rates, while the opposite was observed for cv. Mila (Fig. 7). Fertilization with potassium and magnesium did not affect the results. On the basis of these results there was no conclusive evidence that the TGA content in the tubers was dependent on cultivar or on the weather during the growing season (Figs 1,2 and 3). The TGA content increased during storage, independently of previous treatments, (Figs 4–7).

     

The influence of the specific gravity and node of origin of potato tubers on sprout growth

Summary Three experiments investigated the influence on sprout growth of seed tuber specific gravity and the node of origin of the stolon bearing the tuber. Total sprout length per tuber and the number of sprouts per tuber were both significantly affected by tuber specific gravity though these effects were not consistent over all varieties nor from one year to another. Total sprout length and the number of sprouts per tuber increased to node 4 or 5 while specific gravity decreased the further the node of origin of tubers from the parent tuber. This effect of the node of origin on sprout length was not due to tuber specific gravity alone, since it was also apparent with tubers of the same specific gravity grade. It is concluded that some other mediating factor is responsible for the apparent effects on sprout length of the specific gravity and the node of origin of tubers.

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Zusammenfassung In drei Versuchen wurde an fünf Sorten der Einfluss untersucht, den das spezifische Gewicht der Pflanzkartoffel und der Entstehungsort des knollentragenden Stolons am Hauptstamm auf das Keimwachstum ausüben. Abb. 1 und 2 zeigen, dass das spezifische Gewicht der Knolle durch eine Ver?nderung der Keimzahl/Knolle die Gesamtkeiml?nge/Knolle beeinflusst. Dies l?sst vermuten, dass, abgesehen von irgendeinem m?glichen Effekt auf das physiologische Alter des Pflanzgutes und damit auf Merkmale, die mit der Reife der Speisekartoffeln zusammenh?ngen, das spezifische Gewicht der Pflanzknolle auch die Stengelzahl/Knolle beeinflussen kann. Jedoch sind die Einflüsse auf das Keimwachstum für alle Sorten noch von Jahr zu Jahr gleich. Tabelle I zeigt, dass die Gesamtkeiml?nge/Knolle und die Zahl der Keime/Knolle bis zum 4 oder 5 Nodium ansteigt, w?hrend das spezifische Gewicht der Knolle abnimmt, je weiter das Nodium der Knolle von der elterlichen Knolle entfernt ist. Dieser Effekt des ursprünglichen Nodiums einer Knolle auf seine Keiml?nge war nicht nur durch das spezifische Gewicht der Knolle verursacht, da er auch bei Knollen gleichen spezifischen Gewichts zu finden war (1,06–1,07). Es zeigten sich keine Unterschiede in den Knollen von verschiedenen Nodien bei Prüfungen auf Giberellin- oder Hemmstoffaktivit?ten in Proben von Augenstechlingen. Daraus wird gefolgert, dass einige andere beeinflussende Faktoren, vielleicht der Stickstoffgehalt der Knolle, verantwortlich für einen m?glichen Einfluss auf die Keiml?nge sind, in Abh?ngigkeit sowohl vom spezifischen Gewicht als auch des Ursprungsnodium der Knolle.

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Résumé Trois expérimentations faisant intervenir cinq variétés ont été réalisées pour étudier l’influence du poids spécifique du plant et celle du bourgeon d’origine sur la croissance des germes sur la tige principale du stolon produisant le tubercule. Les figures 1 et 2 montrent que le poids spécifique du tubercule influence la longueur totale de germes par tubercule en modifiant le nombre de germes. Ceci suggére qu’à part un effet possible sur l’age physiologique des plants et donc des caractères en relation avec la maturité de la récolte, le poids spécifique des plants peut aussi influencer le nombre de tiges par tubercule. Cependant, les effets sur la croissance des germes sont variables d’une variété à l’autre et d’une année à l’autre. Le tableau 1 montre que la longueur totale de germes par tubercule et le nombre de germes augmentent jusqu’au bourgeon 4 ou 5 tandis que plus le bourgeon d’origine est éloigné de son tubercule-mère, plus le poids spécifique diminue. Cet effet du bourgeon d’origine d’un tubercule sur sa longueur de germe n’est pas uniquement lié au poids spécifique puisqu’il appara?t aussi avec des tubercules de même classe de poids spécifique (1.06–1.07). Des bio-essais d’activateurs à base de gibberrelline ou d’inhibiteur d’activité sur les yeux des tubercules ne montrent pas de différence entre tubercules issues de bourgeons différents. En conclusion, un autre facteur, peut-être l’azote du tubercule, est responsable des effets apparents du poids spécifique et du bourgeon d’origine des tubercules sur la croissance des germes.

     

A rapid method for the quantification of steroidal glycoalkaloids by reversed phase HPLC

Summary Methods were developed for clean-up of potato tuber extracts on solid phase extraction CN-cartridges and for analysis of steroidal glycoalkaloids by reversed phase HPLC. The alkaloids α-solanine, α-chaconine, α-solasonine and α-solamargine could be separated on C₈ or C₁₈ reversed phase columns using a mobile phase of acetonitrile/Tris-buffer (3∶2, v/v). The analysis time of tuber extracts containing these alkaloids was less then 4 min, if the pH of the mobile phase was adjusted to 7.4 and run at a flow rate of 0.5 ml/min.     

Beziehungen zwischen Stengel- und Knollenzahl bei der Kartoffel in Abhängigkeit von wichtigen Einflußfaktoren. I. Der Einfluß der Pflanzgutvorbehandlung und der Sorte

Zusammenfassung Die Pflanzgutvorbehandlung beeinflu?te die Stengelzahl signifikant. Abgekeimtes Pflanzgut der Sorten ‘Adretta’ und ‘Mariella’ entwickelte weniger Stengel und Knollen pro Pflanze jedoch mehr Knollen pro Stengel als vorgekeimtes und keimgestimmtes Pflanzgut. Die st?rker negativen Korrelationen zwischen Stengelzahl pro Pflanze und Knollenzahl pro Stengel sowie die h?here Reduktionsrate der angelegten Knollen bei der Sorte ‘Adretta’ weisen auf Sortenunterschiede in der Sch?rfe der Konkurrenz zwischen den Stengeln und innerhalb der Knollenanlagen eines Stengels hin. Die Ernteknollenzahl wurde bei ‘Mariella’ wesentlich durch die Zahl der Knollenanlagen, bei ‘Adretta’ hingegen st?rker durch die Reduktionsrate bestimmt.

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Summary Three different seed treatments and two cultivars were studied over seven years of field experiments (Table 1). Differences were detected between the cultivars in all characteristics studied: numbers of stems, maximum number of tubers (tuber initials), the number of harvestable tubers (>3 cm) at maturity per plant and per stem, and tuber reduction (percentage of initiated tubers that did not develop). Apart from the number of harvestable tubers, there were also differences between seed treatments (Tables 2, 3 and 4). Chitted seed of ‘Mariella’ and sprouted seed of ‘Adretta’ gave the greatest number of tubers per plant (Tables 3 and 4). In both cases desprouting reduced the numbers of stems and tubers per plant but increased the number of harvestable tubers per stem. Chitted seed set the most tubers per plant and per stem but had the highest levels of tuber reduction (Table 4). Due to intra- and inter-stem competition in both cultivars the percentage tuber reduction is significantly correlated with the number of tuber initials (maximum tuber number, Table 5). Smaller numbers of tubers per stem (Table 3) and significantly negative correlations between the number of stems and the maximum and harvestable number of tubers per stem (Table 5) highlight the effect of strong inter-stem competition in ‘Adretta’. Moreover, in this cultivar intra-stem competition seems to play an important role too. The rate of tuber reduction was significantly higher than in ‘Mariella’ (Table 3), and the final number of tubers significantly depended on the percentage of tuber reduction during the period of tuber growth (r=0,57^*, Table 5). In contrast, the number of harvestable tubers per plant in ‘Mariella’ was significantly correlated with the maximum tuber number during the period of tuber set (r=0,61^*, Table 5).

     

Changes in the content of L-ascorbic acid,glucose, fructose,sucrose and total glycoalkaloids in potatoes (cv. Bintje) stored at 7, 16 and 28°C

Summary We investigated the changes in the content of L-ascorbic acid (L-AA), glucose, fructose, surose and total glycoalkaloids (TGA) during storage of potatoes, cv. Bintje, for 12 weeks at 7,16 and 28°C. The initial amount of L-AA was 8.2 mg/100g fresh weight; after 12 weeks' storage at 7°C it had decreased, while at 16 and 28°C it had increased. The sugar content went up most in potatoes stored at 28°C, but remained below the level at which potatoes taste sweet. The sugar content rose slightly at 16°C, while it decreased in tubers stored at 7°C. The initial TGA content, in equivalent amounts of α-solanine, was 3.6 mg/100 g fresh weight; after 12 weeks' storage it had decreased slightly at all three storage temperatures.     

Identification and Quantification of Steroidal Alkaloids from Wild Tuber-Bearing <Emphasis Type="Italic">Solanum</Emphasis> Species by HPLC and LC-ESI-MS

Wild Solanum species are characterized by several types of glycoalkaloids (GAs), which are usually not found in commercial potato cultivars. These alkaloids serve as defence compounds against herbivores and microorganisms, especially fungi. In this study, the GA composition of tuber and leaf material of 17 wild Solanum species was analysed qualitatively by liquid chromatography-electrospray ionization-mass spectrometry (LC-ESI-MS) and quantitatively by high-performance liquid chromatography. The GAs identified were α-solanine, α-chaconine, β-chaconine, solasonine, solamargine, demissine, dehydrodemissine, α-tomatine, dehydrotomatine, commersonine, dehydrocommersonine, leptine I and leptine II. Most species accumulated the common potato GAs α-solanine and α-chaconine in tubers and solasonine and solamargine additionally in leaves. In some species, such as S. acaule ssp. acaule, S. demissum and S. polyadenium, substantial amounts of unusual alkaloids were detected. By using LC-ESI-MS, we detected several minor alkaloids such as dehydrogenated forms of α-tomatine, demissine and commersonine for the first time. Total GA content, expressed as the sum of the four main alkaloids α-solanine, α-chaconine, solamargine and solasonine differed from species to species. In general, GA contents in leaf tissue were higher and GA patterns were more complex than those of tubers.     

Age physiologique du plant de pomme de terre. Incidence sur la germination et répercussions sur le comportement des plantes

Résumé L'age physiologique d'un tubercule de pomme de terre est la conséquence d'une évolution physiologique qui se déroule selon une séquence bien définie au sein des tissus de réserve et qui s'exprime d'une manière visible par l'influence qu'elle exerce à tout instant sur les processus de croissance et de tubérisation des germes. L'influence de l'age physiologique des plants est particulièrement nette sur les caractères des plantes qui sont l'expression directe de processus de germination: rapidité et régularité de levée, manifestation du boulage, nombre de tiges et de tubercules par plante, etc. Elle est beaucoup plus variable sur les caractères complexes de la vigueur et du rendement.

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Summary The conception of the physiological age of a potato tuber is that of the consequences of physiological evolution which proceeds within its storage tissues according to a well defined sequence and which expresses itself in a visible way by the influence that it exerts throughout the process of growth and on the tuberization of the sprouts (Madec, 1958; Pérennec & Madec, 1960). The physiological age of a tuber at any given moment of its life depends on its chronological age, measured from the date of its formation on the mother plant and on the temperature conditions to which it has been subjected during growth and storage. The rate of ageing increases with temperature. The purpose of the work described here was to demonstrate how the influence exercised by the physiological age of the seed tuber at the time of sprouting reacts on the growth and yield of the daughter plant. Eight lots of seed tubers of cv. Bintje, of different physiological age, were studied in a series of experiments carried out during the years 1970 to 1974. The planting material was obtained from crops planted at successive dates during the previous year: I April (P1), 28 April (P2), 28 May (P3), and 28 July (P4). At lifting, each lot was divided into two parts. The first (F) was held at 2–4°C, the second (S) at 16–18 °C from 15 December to 14 March. On that date, following desprouting of Series (S), a part of each lot was placed at 15 °C in the dark to sprout, the other part, after pre-sprouting, was planted in the field. The differences in the physiological age of the eight lots of seed tubers was clear when they sprouted. The rapidity of elongation of the sprouts showed an initial increase related to age followed by a slowing down, reaching zero at the time the shoots were ready to tuberize. Simultaneously, the ageing tuber produced a large number of sprouts which began to branch earlier, thus manifesting progressive diminution of apical dominance (Table 1, Figs 1 and 2). The effects of the physiological age of the seed tubers on the plant are particularly clear with regard to those characters which are a direct expression of the sprouting process; rate and regularity of emergence coupled with the rate of elongation of the shoots, the presence of swellings when the sprout is prepared to tuberize, the number of stems and tubers and their distribution in size grades in relation to the number of shoots per plant (Tables 1, 2 and 3). There is greater variation in the more complex characters such as vigour and yield (Tables 2 and 3), which are greatly dependent on climatic conditions during vegetative growth. In individual cases, the primary effect of the mother tuber on sprouting can be accentuated, minimized or even masked when it comes to the vigour and yield of the daughter plants. It is, therefore, possible to conceive, in the case of these two characters, a great diversity in the behaviour of the plants resulting from the physiological age of the seed tubers used, according to the locality and date of planting, the incidence of favourable or unfavourable climatic conditions, the varieties etc.

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Zusammenfassung Der Begriff, physiologisches Alter einer Kartoffelknolle, ist eine Folge physiologischer Entwicklung, welche in einer ganz bestimmten Sequenz im Speichergewebe vor sich geht. Durch das Wachstum und Kn?llchenbildung der Keime wird der Verlauf des physiologischen Alters ?usserlich ersichtlich (Madec, 1958; Pérennec & Madec, 1960). Das physiologische Alter einer Knolle ist zu einem bestimmten Zeitpunkt von seinem chronologischen Alter, gemessen von der Knollenbildung auf der Mutterpflanze an, abh?ngig, sowie von den Wachstumsbedingungen und der Lagertemperaturen. Die Alterung der Knollen geht umso rascher als die Temperatur ansteigt. Das Ziel dieser Arbeit war darzustellen, wie sich das physiologische Alter der Knolle auf das Wachstum und die Ertragsbildung der Tochterpflanze auswirkt. W?hrend fünf Jahren, von 1970–1974, wurden in einer Serie von Versuchen 8 Posten Saatgut der Sorte Bintje mitunterschiedlichem physiologischem Alter untersucht. Die Saatknollen wurden durch gestaffelte Pflanzungen des Vorjahres erhalten: 1. April (P1), 28. April (P2), 28. Mai (P3) und 28. Juli (P4). Bei der Ernte wurde jeder Posten in zwei Partien geteilt; die erste Partie (F) wurde bei 2 4°C gelagert und die zweite bei 16–18 °C vom 15. Dezember bis 14. M?rz. Nach einer Abkeimung am 14. M?rz der Serie (S) wurde eine Partie von jedem Posten in der Dunkelheit zur Keimung bei 15 °C gelagert, die andere Partie wurde nach Vorkeimung im Feld ausgepflanzt. Der Unterschied der physiologischen Alterung der 8 Posten Saatgut wurde sehr gut ersichtlich mit der Keimung der Knollen. Die Wachstumsgeschwindigkeit der Keime steigt zuerst an mit der Alterung und nimmt dann ab, bis Null, wenn die Keime Knollen bilden k?nnen. Zur selben Zeit wachsen auf der alternden Knolle eine gr?ssere Anzahl Keime, welche sich stark verzweigen, dies entspricht einer Abschw?chung der apikalen Dominanz. (Tabelle 1, Abb. 1 und 2). Der Einfluss des physiologischen Alters der Knolle auf die Pflanze wird am besten durch den Verlauf des Keimwachstums ersichtlich; die Auflaufzeit-und Regelm?ssigkeit h?ngt von der Wachstumsgeschwindigkeit der Keime ab. Das Auftreten von Kn?llchensucht, wenn der Keim alt ist, die Anzahl Stengel, Knollen und die Verteilung der Knollengr?sse ist abh?ngig von der Keimzahl pro Saatknolle (Abb. 1, 2 und 3). Der Einfluss des physiologischen Alters der Knolle ist weniger deutlich bei komplexen Faktoren wie Wüchsigkeit und Ertrag, welche sehr von den Witterungsbedingungen w?hrend des Wachstums abh?ngig sind (Abb. 2 und 3). Je nach Fall kann der prim?re Einfluss der Mutterknolle auf die Keimung betont, vermindert oder sogar maskiert werden, speziell was die Wüchsigkeit und der Ertrag der Tochterknollen betrifft. Es scheint somit, dass für diese beiden genannten Merkmale ein grosser Unterschied im Verhalten der Pflanzen angenommen werden muss, je nach physiologischem Alter der Saatknollen, Ort und Zeitpunkt der Pflanzung, Einfluss des Klimas, günstig oder ungünstig, Sorten usw.

     

Métabolisme des lipides dans le tubercule de pomme de terre (Solanum tuberosum L.). 1. Evolution des lipides au cours de la conservation des tubercules

Résumé Le métabolisme des lipides des tubercules de pomme de terre au cours de leur conservation à différentes températures ou sous des atmosphères de composition variée, a été étudié, et les modifications induites pour un traitement à la ‘rindite’ mélange synergique connu pour lever le repos végétatif, ont été examinées. Une augmentation appréciable de la teneur en acides gras totaux dans la pulpe a été enregistrée à 0,4,10 et 18°C, dans les premiers mois de conservation. Une chute de la teneur en acides gras totaux de la pulpe a été notée au cours de l'entreposage dans les atmosphères enrichies en CO₂ (20%) ou en O₂ (37%). La ‘rindite’ provoque une synthèse accrue de lipides, surtout dans la période de croissance active des germes.

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Summary The potato tuber is low in lipids, which form only 0.1% of the fresh weight of the tissue. Of the tuber lipids, 60–80% are unsaturated fatty acids, linoleic acid predominating (Tables 1 and 2). It has been observed that there is an appreciable increase in the total fatty acid content of the tuber flesh during storage at 10°C and 18°C. This increase occurs mainly during the phase of rapid sprout growth, thus fairly long after the tubers have broken dormancy. The increase continues in the case of tubers stored at 10°C, up to the stage of incubation or tuberisation of the sprouts. The opposite occurs in tubers stored at 18°C; total fatty acids decrease during this period. This is probably due to a physiological imbalance of the cells arising from a heavy loss of water by the tubers (Fig. 3). With regard to tubers stored at low temperature (0°C and 4°C), it has been noted that the total fatty acid content increases (accompanied by an increase in the degree of unsaturation of the lipids). This increase is followed by a marked fall during the final months of storage. This could be accounted for either by a disturbance of cellular function at low temperature or by a progressive degradation of the lipids by lipases (Fig. 3). Study of tuber storage in different atmospheres gave interesting results. The mixture enriched with oxygen (37%) partially inhibits sprout extension and apical dominance; air containing 20% CO₂ totally inhibits sprouting and leads to the death of the tuber. On the other hand, air containing 6% CO₂ accelerates sprouting, leads to earlier tuberisation of the stolons and increases the number of tubers formed per sprout. Such a result could be of interest in practical agronomy (Fig. 4). It was observed that, with the onset of sprouting, there is an increase in total fatty acids in the flesh of tubers stored in air enriched with CO₂ (6%). This is followed by a decrease. In the case of air containing 20% CO₂, even if the total fatty acid content remains more or less static for a period, a sharp fall follows. On the other hand, the flesh of tubers stored in air and in an atmosphere low in oxygen shows an appreciable increase in total fatty acid content; whereas in air enriched with oxygen (O₂:37%) there is a fall (Fig. 5). ‘Rindite’, a compound which breaks dormancy, has a marked effect on the formation of fatty acids in the tuber parenchyma. It leads to a progressive synthesis of lipids. particularly during the period of active sprout growth. This increase in the total fatty acid content affects particularly the unsaturated fatty acids and also palmitic acid. This increase in lipid synthesis could be due to a general increase in carbon metabolism by the ‘rindite’ (Fig. 7 and 8).

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Zusammenfassung Die Kartoffelknolle ist ein an Lipiden armes pflanzliches Organ, stellen diese Verbindungen doch nur ungef?hr 0,1% der Frischsubstanz dar. Die wesentlichen Lipide der Knolle sind reich an unges?ttigten Fetts?uren (60–80%), wobei die Linols?ure vorherrscht (Tabellen 1 und 2). Man hat festgestellt, dass im Verlauf der Lagerung bei 10°C und 18°C eine nennenswerte Erh?hung im Gesamtgehalt an Fetts?uren im Knollenfleisch erzeugt wird. Diese Erh?hung findet vor allem w?hrend der raschen Wachstumsphase der Keime statt, also ziemlich lange Zeit nach Ende der Keimruhe der Knollen. Diese Erh?hung setzt sich fort bei den bei 10°C gehaltenen Knollen bis zum Stadium der Inkubation oder der beginnenden Knollenbildung. Dagegen ist bei den bei 18°C aufbewahrten Knollen eine Verminderung der Gesamtmenge der Fetts?uren w?hrend dieser Periode festzustellen; diese Tatsache ist wahrscheinlich auf ein physiologisches Ungleichgewicht der Zellen zurückzuführen, das von einem starken Wasserverlust der Knollen herrührt (Abb. 3). Was die Knollen betrifft, die bei niedriger Temperatur aufbewahrt wurden (0°C und 4°C). so hat man ein Ansteigen des Gesamtgehaltes an Fetts?uren bemerkt (begleitet von einer Abnahme des Grades der S?ttigung der Lipide). Dieser Steigerung folgt ein starker Abfall w?hrend des letzten Monates der Lagerung. Für diese Tatsache kann eine Erkl?rung gefunden werden, sei es in der Unregelm?ssigkeit des Funktionierens der Zellen bei tiefen Temperaturen, sei es in einer wachsenden Degradation der Lipide durch die Lipasen (Abb. 3). Das Studium der Lagerung von Kartoffelknollen unter verschiedenen Atmosph?ren hat interessante Ergebnisse gebracht. Das mit Sauerstoff angereicherte Gemisch (37%) hemmte teilweise das L?ngenwachstum der Keime und die apikale Dominanz; die mit 20% CO₂ belastete Luft verhindert die Keimung vollst?ndig und führt zum Tod der Knolle. Dagegen beschleunigt die mit 6% CO₂ belastete Luft die Keimung, f?rdert die frühere Knollenbildung der Stolonen und erzeugt pro Trieb eine gr?ssere Anzahl von Tochterknollen. Ein solches Ergebnis k?nnte für die landwirtschaftlich Praxis von Interesse sein. Man hat zu Beginn der Keimung ein Ansteigen des Gesamtgehaltes an Fetts?uren im Fleisch von Knollen, die in mit 6% CO₂ angereicherter Luft gelagert wurden, festgestellt. Auf diesen Zuwachs folgt eine Abnahme. Wenn die Luft mit 20% CO₂ angereichert war, ging der Gesamtgehalt an Fetts?uren, wenn er w?hrend einer gewissen Zeit auch beinahe gleich blieb, nachher doch deutlich zurück. Dagegen stieg in nennenswerter Weise der Gesamtgehalt an Fetts?uren im Fleisch von Knollen, die bei normaler Luftzusammensetzung und in sauerstoffarmer Atmosph?re gelagert wurden; in mit Sauerstoff angereicherter Luft (O₂:37%) f?llt der Gehalt an diesen S?uren stark (Abb. 5). Die Wirkung der ‘Rindite’, einem Mittel zur Brechung der Keimruhe, auf die Weiterentwick lung der Fetts?uren des Parenchyms der Kartoffelknolle ist sehr deutlich. Sie bewirkt eine wachsende Synthese von Lipiden, besonders in der aktiven Wachstumsperiode der Keime. Dieses Ansteigen des Gesamtgehaltes an Fetts?uren betrifft besonders die unges?ttigten Fetts?uren und auch die Palmitins?ure. Diese Zunahme der Lipid-Synthese k?nnte auf eine allgemeine, durch ‘Rindite’ hervorgerufene Beschleunigung des Kohlenstoff-Stoffwechsels zurückgeführt werden (Abb. 7 und 8).

     

Action des radiations de lumière rouge sur la survie et la tubérisation de germes de pomme de terre cultivés ‘in vitro’: influence de leur âge physiologique

Résumé De brèves irradiations de lumière rouge appliquées à des germes étiolés, isolés de tubercules de pomme de terre (Solanum tuberosum L.), ont montré des effets variables sur la vitesse de la tubérisation selon la nature des radiations et le moment de leur application après le prélèvement. La survie des germes et la rapidité de tubérisation ‘in vitro’ seraient des phénomènes liés, et placés sous le contr?le probable du phytochrome qui serait présent sous la forme Pfr^* dans les germes. Des traitements lumineux périodiques à basse température sur des tubercules ayant eu un temps suffisant d'incubation permettent un enrichissement de la teneur totale en phytochrome des germes qui en seront issus. Dans tous les cas (germes et tubercules-mères), la sensibilité aux radiations rouges augemente en même temps que le degré d'incubation.

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Summary Short spells (5 min) of red light applied to etiolated potato sprouts after excision (0 time) caused opposite effects on rate of tuberisation after the sprouts had been planted; tuberisation was speeded up by light red (RC) radiation and slowed down by dark red (RS) radiation. If the treatment was postponed to after subjecting the sprouts to darkness, RS effect was reduced whereas that of RC enhanced in relation to the duration of the dark period (Table 1). The effect of RS at 0 time could be explained in terms of the presence of a low level of preformed Pfr (active form of phytochrome) in the etiolated sprouts. The Pfr would disappear gradually in darkness resulting in the loss of efficiency of RS radiation and an increase in the efficiency of RC radiation. The marked effect of RS radiation at 0 time was even more evident if the sprouts were excised from physiologically older tubers (higher incubation temperature). The increase in related physiological responses —persistence and speed of tuberisation in vitro — could be explained by the development during incubation of conditions more favourable to the activity of the photoreceptor in the cells (Table 2). Red light treatment at low temperatures (Table 3) on mature tubers (Table 4) caused an increase in total phytochrome content in etiolated sprouts which would develop later on those tubers in the dark. Light appeared to control tuberisation through its action on an organ which detects the stimulus (tuber) to an organ derived from it (sprout).

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Zusammenfassung Kurze Belichtung von Dunkelkeime mit Rotlicht (5 min) nach dem Ansetzen (Zeit 0) übt eine hemmende Wirkung auf die Knollenbildungsgeschwindigkeit. Die hellroten Strahlen f?rdern und die dunkelroten Strahlen hemmen die Knollenbildung (Abb. 1). Falls das Aussetzen in diese Farblichter verschoben wird, nachdem die Knollen im Dunkeln gehalten wurden, so beobachtet man, dass der Effekt der dunkelroten Strahlen abnimmt, hingegen nimmt die Wirkung der hellroten mit verl?ngerter Dunkelperiode zu (Abb. 1). Die Wirkung von Dunkelrot zur Zeit 0 k?nnte durch das Vorhandensein von einer kleiner Menge der Aktivform des Phytochrom in Dunkelkeimen erkl?rt werden. Im Dunkeln verschwindet die Aktivform des Phytochrom allm?hlich. (Dies zur Folge hat, dass die Wirksamkeit der dunkelroten Strahlen verloren geht, sowie auch der erzielte Effekt der hellroten Strahlen.) Je ?lter die Mutterknolle der geprüften Keime ist (vorgerücktes Inkubationstadium) desto besser ist die Wirkung der dunkelroten Strahlen zur Zeit 0. Die Verbesserung der physiologischen Reaktionen gekoppelt mit —überleben und Knollenbildungsgeschwindigkeit ‘in vitro’ — k?nnte sich erkl?ren durch eine bessere Disposition des Zellmaterials gegenüber dem Lichtempf?nger. Das Phytochrom würde somit bei stark inkubierten Keimen als alterungshemmender Faktor wirken (Tab. 2). Behandlungen mit Rotlicht bei kühlen Temperaturen (Abb. 3) auf reifen Knollen (Abb. 4) erh?hen den Gesamt-Phytochromgehalt in den Keimen, welche sp?ter im Dunkeln aus diesen Knollen gebildet werden. Das Licht würde somit durch das Organ, welches den Stimulus (Knolle) aufnimmt eine Kontrolle auf ein daraus entstehendes Organ (Keim) ausüben.

     

Die Effizienz der Nassfäuleabwehr bei der Wundheilung von Kartoffelknollen. 1. Bestimmung der befallsauslösenden Erregerdichte und ihrer Umweltbeeinflussung

Zusammenfassung Nach Inokulation mit abgestuften Bakteriendichten wurde über eine Vitalf?rbung von Knollengewebe der Schwellenwert zur F?uleausl?sung bestimmt. Seine Erh?hung nach 24 h Wundheilung charakterisiert die Effizienz der biochemischen F?uleabwehr. Die Abwehrreaktionen des Knollengewebes und der Prozess der F?uleausl?sung sind in unterschiedlichem Masse von der Temperatur, der Feuchtigkeit und dem O₂- sowie dem CO₂-Gehalt der Atmosph?re abh?ngig.

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Summary The inoculum densities (effective dose) ofErwinia carotovora sub sp.atroseptica (Eca) needed to initiate infection of tuber tissue before and after a 24 h wound-healing period, was determined using a vital stain. The effects of various treatments on the efficiency of the defence reaction associated with wound healing, and on rot initiation were manifested as changes in the effective dose. The defence reaction was inhibited by temperatures <10°C, reduced O₂ levels ≤5%, and CO₂ proportions ≥20% (Fig. 3a and 4a). Moisture loss in stored tubers increased their defence reaction compared to that of freshly harvested ones (Table 1). The effect of these factors on Eca development was identical to that which occurs in potato production where tuber wounds are generally contaminated with Eca. Rot initiation was best prevented by removal of water (Table 1), storage at 15°C, avoidance of reduced O₂ levels <10% and CO₂ accumulation (Fig. 3b and 4b).

     

Etablierung von Kartoffelsorten im Feld nach physiologischer Alterung der Pflanzknollen

Zusammenfassung Die physiologische Alterung der Pflanzknollen durch Lagerung bei überoptimalen Temperaturen (jahresunterschiedlich 16–29,5°C, 1988–90 vor dem Pflanzen abgekeimt, 1991 vorgekeimt wie Kontrolle) führte im Vergleich zur vorgekeimten Kontrolle im Mittel von 25 Sorten in allen Versuchsjahren zu einer Verminderung der Bestandesdichte und des Ertrages. Eine Gruppe von Sorten erwies sich in allen Jahren als relativ tolerant gegen die Alterung, eine andere als signifikant empfindlicher, dazwischen lag ein breites Mittelfeld mit zum Teil erheblichen Schwankungen in den Jahren. Die Reaktion der Sorten zeigte keine Beziehung zu ihrer Reifegruppe und ihrer Keimintensit?t, dagegen war die sortentypische Ertragsdepression nicht sehr eng, aber signifikant mit dem Schwund w?hrend der Lagerung korreliert.

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Summary Seed tubers were stored at above optimal temperatures. Mean temperatures varied during test years from 16 to 29.5°C (in 1988–1990 tubers desprouted before planting; in 1991 chitted tubers as in control; Table 1). This procedure of physiological ageing of seed tubers resulted in reduced plant density and lower yield compared to the chitted control in every year of the test period (average of 25 cultivars). The emergence was significantly delayed as compared to the control in all years (Table 2). Assessed for yield, the cultivars Désirée, Sanetta, Astilla and Andra showed a significantly higher degree of tolerance to warm storages (>80%, when compared to the control) than the cultivars Arkula, Dorisa, Karlena and Koretta (<25%; Table 3). Between these two extremes there was a large number of intermediate levels of tolerance, a result of fluctuating reactions of various cultivars to changing conditions in the years of the test period (Fig. 1). No correlation could be found between the cultivars' reactions and their maturity group or their sprouting behaviour. There was, however, for each cultivar a significant negative correlation between loss in weight through transpiration and respiration and plant density and yield (r=−0.55 and −0.54; Table 4). Plant density and yield were closely correlated (Table 4). The regressions between loss of plants and reductions in yields show that after seed tuber storage at higher temperatures a reduced yield must be expected even when plant density is not reduced (loss of plant 0%; Fig. 2). With complete stands, the use of physiologically aged seed tubers that were desprouted before planting (1988–1990) resulted in a reduction of yield of 17–20%; when old seeds were chitted as in control a loss in yield of 15% was calculated.

     

Einfluss der physiologischen Alterung bei Pflanzknollen verschiedener Sorten auf Wachstumcharakteristika im Laborversuch

Zusammenfassung Die Wachstumskapazit?t (GC=g Spross- plus Wurzelmasse pro Knolle nach 20 Tagen bei 22°C) beschreibt im Verlauf der physiologischen Alterung eine Optimumskurve. Das Maximum der Wurzelmasse wurde in der Regel früher durchlaufen als das Maximum der Spross- bzw. Gesamtmasse. In 2 Jahren konnten Sortenunterschiede für die Alterungsrate in der Lage des Optimums der GC auf der physiologischen Zeitachse, in der Breite des optimalen Bereiches der GC und in der H?he der GC direkt nach der Beendigung der Dormanz festgestellt werden.

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Summary The following test was carried out in two years: during physiological ageing, samples of 15 tubers of each of eight cultivars were desprouted, planted into a mixture of compost and peat, and placed in darkness at a temperature of 22°C. Averaged over cultivars, the number and length of sprouts increased with increasing physiological age of the seed tubers until a maximum was reached. Beyond this, a slight decline in the number of sprouts was observed (Fig. 1a,b). With advanced physiological age, the diameter (Fig. 1c) and dry-matter content (Fig. 1d) of the sprouts decreased. However, these characteristics could not be used to monitor differences in the rate of physiological ageing between the potato cultivars. The growth capacity (GC=sprout and root mass) (g) per tuber after 20 days at 22°C) showed an optimum in the course of physiological ageing (Fig. 3). Root mass reached optimum levels earlier than sprout mass (Fig. 2) and in most cases also earlier than the total mass (Fig. 3). Despite year-to-year variation cultivar differences in the rate of ageing could be noted from the timing of the GC optima (based on temperature sum), from the maximum values of GC and from the GC values immediately after the end of dormancy. For three pairs of cultivars the differences in rate of physiological ageing—as observed in field trials—were confirmed by differences in growth capacity in the laboratory tests (Figs. 2, 3a, 3c). For one pair of cultivars the laboratory test did not predict the different behaviour in the field (Fig. 3b).

     

Die Zuverlässigkeit der visuellen Selektion in der ersten Klongeneration von Kartoffeln

Zusammenfassung Eine Population der ersten Klongeneration mit einem eingefügten Kontrollsortiment wurde an vier Orten ausgepflanzt und durch vier Züchter visuell nach der Methode der negativen Selektion selektiert. Es wurden signifikante Einflüsse der Orte, Jahre und Züchter ermittelt. Die Effizienz kann durch die aktuelle Optimierung der Selektionsgrenzen anhand des Kontrollsortiments erh?ht werden. Ausserdem wird erfolgreich praktiziert, die Populationen aus zwei Knollen je Genotyp zusammenzufügen oder im Rahmen der internationalen Zusammenarbeit der L?nder des Rates für Gegenseitige Wirtschaftshilfe an zwei Orten auszupflanzen.

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Summary A population of first clonal generation material was planted at four sites and selected visually by four breeders using the method of negative selection. Six table cultivars of potato that displayed appropriate levels of the characters under consideration, and six that did not, were planted at random throughout the population as standards. There were significant effects for site, year and breeder. The variance for sites was ca. 2 1/2 times that for the breeders (Tables 1 and 2), with about twice as many positive cultivars selected at site 1 as at site 3 (Table 3). There were also differences in selection results between breeders (Table 4). The uncertainty of visual selection of single plants is obvious from Table 5. Results from two years show a marked effect of year (Table 6). The relative frequencies of wrongly rejected (loss risk — Verlustrisiko) and wrongly selected (ballast risk — Ballastrisiko) standards are shown in Table 7. Only a few negative genotypes (standards) were selected, but there was a considerable loss of positive genotypes. The expected values of the standards and their actual selection results are being used to optimize the selection limits. The exploitation of populations can largely be ensured in bad years or sites, without the use of indicators and individual handling of clones with several tubers, by bulking two tubers per genotype from the first vegetative progeny. This measure may be restricted to highly valuable combinations. The possibility of accidentally selecting identical genotypes can be corrected in later generations simply by electrophoresis of soluble tuber proteins. Growing the population at two sites, best done through the framework of international co-operation, improves the likelihood of optimizing screening.

     

The influence of genotype on the effects of impact damage on the accumulation of glycoalkaloids in potato tubers

Summary The effects of impact damage on the accumulation of glycoalkaloids in tubers were studied in a wide range of potato genotypes. Damage, caused by drop tests, resulted in increased glycoalkaloid levels, which sometimes exceeded the toxic limit of 20 mg/100 g fresh weight; there were large differences in levels between genotypes. When the total damage index was high, the severe damage types—shatter cracks and splits—were responsible for the initiation of glycoalkaloid synthesis in stressed tuber tissue, whereas the less severe damage types—bruises and black spot—were not. Genotypes which had the highest shatter crack indices often had the greatest increases in glycoalkaloids. The high correlation between the initial glycoalkaloid level and the increased level after damage showed that selection for low glycoalkaloid potato clones is important.

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Zusammenfassung Der Einfluss von Stossverletzungen auf die Glykoalkaloide in Knollen wurde an 18 bis 21 Sorten und Zuchtklonen untersucht. Die Knollen liess man von 150 cm H?he (1981) bzw. 100 cm H?he (1982) herabfallen, um Stossverletzungen unterschiedlicher Typen (Schwarzfleckigkeit, Quetschungen, Schlagrisse, Brüche) und unterschiedlicher St?rke hervorzurufen. Der Gehalt an Glykoalkaloiden (α-Solanin und α-Chaconin) wurde an unbehandelten und besch?digten Knollen bestimmt. In unbehandeltem Material wurden wechselnde Glykoalkaloidgehalte aufgefunden (Tab. 1). Die Falltests ergaben grosse Sorten-differenzen hinsichtlich der Verletzungsemp-findlichkeit. Eine Fallh?he von 150 cm verursachte hohe Indizes für die Gesamtbesch?digung (Tab. 2). Unter den einzelnen Besch?digungs-typen waren Brüche und Schlagrisse am h?ufigsten. Der Glykoalkaloidgehalt erh?hte sich signifikant in den Knollen mit Stossverletzungen, und in einer Sorte wurde die toxische Schwelle von 20 mg/100 g Frischgewicht überschritten (Tab. 1). Die Glykoalkaloidbildung war signifikant korrelliert mit dem Schwellenwert in unbehandelten Knollen. Sorten und Klone mit den h?chsten Schlagriss-Indizes zeigten die gr?ssten Zunahmen. Eine zweimalige Fallbehandlung ergab h?here Verletzungsindizes und die Glykoalkaloidgehalte stiegen weiter an. Die Werte schwankten dabei zwischen 4 und 53 mg Glykoalkaloid/100 g Frischgewicht. Drei Sorten/Klone überschritten 20 mg/100 g und drei andere waren nahe an der toxischen Schwelle. Eine Fallh?he von 100 cm bewirkte auff?llig niedrigen Anteile an Stossverletzungen (Tab. 3). Schwere Verletzungenstypen, z.B. Schlagrisse und Brüche, waren hier nicht so h?ufig als weniger schwere, wie Quetschungen und Schwarzfleckigkeit. Der Glykoalkaloidgehalt war verglichen mit demjenigen in unbehandelten Knollen nur geringfügig h?her (Tab. 1). Das Glykoalkaloidniveau der besch?digten Knollen war gut korrelliert mit dem ursprünglichen Niveau, es stand aber weder zum Gesamtindex der Stossverletzungen noch zum Index irgendeines besonderen Besch?digungstyps in Beziehung. Der Grund dafür lag vermutlich in der geringen Anzahl von Verletzungen, insbesondere in der geringen H?ufigkeit von Schlagrissen. Eine zweimalige Fallbehandlung erh?hte signifikant den Gesamtverletzungsindex und die H?ufigkeit der Quetschungen. Dabei ergab sich ein geringer Zuwachs an Glykoalkaloiden mit einer sortenbedingten Differenz von 2–20 mg/100 g Frischgewicht. Der Glykoalkaloidgehalt war jedoch nicht korrelliert mit dem Index der gesamten Stossverletzungen oder, vielleicht mit Ausnahme der Quetschungen, mit dem Index irgendeines besonderen Besch?digungstyps. Die Untersuchung zeigte, dass schwere Stossverletzungen eine Erh?hung des Glykoalkaloidgehaltes in Kartoffelknollen verursachen. Die Pflanzenzüchtung ist ein m?glicher Weg, um die Resistenz gegenüber mechanischen Besch?digungen zu erh?hen, wenngleich stets eine sorgf?ltige Behandlung notwendig ist, um die Besch?digungsh?ufigkeit in der Handelsware zu reduzieren. Die hohe Korrellation zwischen dem ursprünglichen Glykoalkaloidniveau und dem erh?hten Niveau nach der Besch?digungsinduktion zeigt, dass es wichtig ist, Kartoffelklone mit geringem Glykoalkaloidgehalt zu selektieren.

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Résumé L'influence des endommagements par impacts sur les glycoalcalo?des dans les tubercules a été étudiée sur 18–21 variétés et clones de sélection. Les différents types d'endommagements (noircissement interne, meurtrissures, cavernes et fissures) ainsi que leur gravité sont analysés après une chute des tubercules d'une hauteur de 150 et 100 cm, respectivement en 1981 et 1982. La teneur en glycoalcalo?des (α-solanine et α-chaconine) est déterminée dans les tubercules n'ayant subi aucun traitement et dans les tubercules endommagés. Une grande variété de teneurs en glycoalcalo?des est observée dans les tubercules non endommagés (tabl. 1). Les tests d'impacts ont montré des différences variétales importantes, quant à la sensibilité à l'endommagement. La hauteur de chute de 150 cm a causé des indices d'endommagements élevés (tabl. 2). Les fissures et les cavernes sont les types d'endommagements les plus fréquents. La teneur en glycoalcalo?des augmente de fa?on significative dans les tubercules endommagés et pour une variété, le seuil de toxicité de 20 mg/100 g de poids frais est dépassé (tabl. 1). La réponse dans la formation de glycoalcalo?des est correlée de fa?on significative à la teneur initiale, dans les tubercules non endommagés. Les variétés et clones qui présentaient le plus grand nombre de cavernes ont eu les augmentations les plus fortes. Les traitements comprenant deux chutes ont donné les indices d'endommagements les plus élevés et des teneurs en glycoalcalo?des encore plus importantes. Celles-ci variaient entre 4 et 53 mg/100 g de poids frais. Trois variétés/clones ont dépassé les 20 mg pour 100 g et trois autres étaient très proches de ce seuil de toxicité. La hauteur de chute de 100 cm a conduit à des niveaux d'endommagements beaucoup plus faibles (tabl. 3). Les types d'endommagements graves, c'est-à-dire les cavernes et les fissures, furent moins fréquents que les autres types d'endommagements moins graves: les meurtrissures et le noircissement interne. Il n'y eut qu'une légère augmentation des teneurs en glycoalcalo?des, comparée à celles des tubercules non endommagés (tabl. 1). Le niveau de glycoalcalo?des dans les tubercules endommagés est fortement correlé au niveau initial, mais n'est pas lié à l'indice total d'endommagements ni à l'indice d'un quelconque type d'endommagement. Ceci est probablement d? au faible niveau d'endommagement et notamment à la faible quantité de cavernes. Les traitements comprenant deux chutes ont donné un indice total d'endommagements plus élevé avec davantage de meurtrissures. La teneur en glycoalcalo?des a légèrement augementé, avec des différences variétales de 2–20 mg/100 g de poids frais. Toutefois, les glycoalcalo?des ne furent pas correlés à l'indice total ou à l'indice d'un des types d'endommagements, excepté peut être les meurtrissures. Cette recherche montre que les endommagements graves par impacts provoquent l'augmentation des teneurs en glycoalcalo?des dans les tubercules de pomme de terre. La sélection des variétés est un moyen pour augmenter la résistance des tubercules à l'endommagement, bien que des précautions dans les manutentions sont nécessaires pour réduire les fréquences d'impacts des pommes de terre de commercialisation. La forte corrélation entre le niveau initial de glycoalcalo?des et son augmentation après endommagement montre que la sélection des clones à faible teneur en glycoalcalo?des est importante.

     

Preparative isolation ofSolanum tuberosum L. glycoalkaloids by MPLC

Summary A new, efficient and economic method employing Medium Pressure Liquid Chromatography (MPLC) for the isolation of the two majorSolanum tuberosum L. glycoalkaloids (α-solanine and α-chaconine) is described. Potato peelings are homogenised with 5% acetic acid, the glycoalkaloids purified by filtration through an XAD-2 column and then by precipitation from the aqueous solution. The resulting glycoalkaloid fraction was purified by MPLC using a Silica Gel column and a CHCl₃:MeOH:2% NH₄OH mixture (70∶30∶5) as mobile phase to yield pure α-chaconine and a-solanine. This methodology can be used to obtain glycoalkaloids for enthomology and toxicological research where large amounts of these compounds are required.     

Levée de dormance de tubercules de pomme de terre d’âge différent: action de la rindite,de la gibberelline et de l’oeilletonnage

Résumé Des tubercules d’age différent produits par des plantations échelonnées terminent de facon naturelle leur repos végétatif à des moments différents, les premiers formés étant les premiers germés. Un traitement à la rindite ou un ocilletonnage lèvent immédiatement et simultanément leur dormance, indépendamment de leur age physiologique. Par contre l’acide gibberellique ne siimule la croissance des bourgeons qu’au moment où le repos végétatif a pris fin naturellement ou a été levé par l’oeilletonnage. Les bourgeons réagissent différemment à un apport de GA selon que les tubercules continuent ou non à être alimentés par la plante-mère: ceci suggère que les facteurs qui contr?lent la non-croissance des bourgeons des tubercules ne sont pas les mèmes avant et après la récolte.

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Summary Tubers of different ages of the cultivarBintje were obtained in 1966 and 1967 by making three successive plantings P₁, P₃ and P₄. Whole tubers from the three lots were subjected simultaneously, while still dormant, to treatment with rindite, to immersion for 10 min in a 50 ppm solution of gibberellic acid or to dipping for a similar length of time in pure water (control). At the same time, eyepieces were removed from tubers which had been treated with rindite and from the control; a proportion of the latter were then dipped for 10 min in a 1 ppm solution of gibberellic acid. Whole tubers from the three plantings ended their dormancy naturally at different times; the first formed were the earliest to sprout. Rindite treatment always causes immediate sprouting of all the tubers, independently of their physiological age. The reaction to gibberellic acid, on the other hand, becomes visible only 1–3 weeks before the control starts to sprout naturally and, in this way, in our experiments, 0–8 weeks could elapse between treatment and the beginning of sprouting. Contrary to what occurs with rindite, sprouting is spread over a length of time and is, like the control, initially rather slow (Tables 1, 2, 3 and 4; Fig. 1). As other workers (Doorenbos, 1958; Kato and Ito, 1961, etc...) have already stated, gibberellin does not break dormancy in potato tubers. Removal of eyes from dormant tubers leads to immediate and simultaneous growth of the buds (Tables 1, 2, 3 and 4). This growth is strongly stimulated by treatment with GA₃ (Fig. 2). This stimulation alone, by gibberellin of growth of the buds whose dormancy was first broken by excision of the eyes, is sufficient to explain the method used by Bruinsma et al. (1967) to increase the speed and regularity of the growth of eyepieces. However, the sudden onset of sprouting following eye excision is apparently often only temporary. After an initial growth period of 2–3 weeks, the growth of sprouts from some eyepieces is arrested for a more or less prolonged period. The younger the tubers are, physiologically, the more frequent and protracted is this re-establishment of dormancy (table 5). The application of GA to the apical bud of cuttings ofBintje in which tuberisation has been established under short daylength leads, 4–8 days later, to the development of shoots from the buds of the tubers (Table 6). Growth of these shoots is checked as soon as the tuber is detached from the plant. Growth is resumed after a fairly long storage period (11 weeks). Tubers obtained from treated cuttings start sprouting 2–3 weeks before the control (Table 7). Tuber buds, therefore, react differently to treatment with GA depending on whether they continue to be fed or not by the plant or the mother tuber. This suggests that absence of bud growth is not under the control of the same factors before and after harvest. Before harvest it is a case of inhibition due to the presence of other organs (leaves or mother tuber) and this inhibition can be broken down by GA (Perennec, 1966) or by high temperatures (Lugt et al., 1966). Following harvest, the dormancy of the buds is not affected by applications of GA as a dip or as a previous haulm treatment. Gibberellin becomes active only when the tubers have completed their dormancy period naturally or artificially (e.g. through eye excision). Then, growth of the buds, now possible, is stimulated which leads to the early appearance of sprouts. Absence of growth of the buds, which is characteristic of the dormancy phase, does not, therefore, appear to be attributable to the absence of synthesis of gibberellins but rather, it would seem, to the temporary inability of the tuber to provide some other metabolites necessary to the growth of its sprouts.

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Zusammenfassung Knollen verschiedenen Alters der SorteBintje wurden 1966 und 1967 an drei gestaffelten Terminen (P₁, P₃ und P₄) gepflanzt. Die ganzen Knollen dieser drei Posten wurden gleichzeitig vor dem Ende der Keimruhe einer Behandlung mit Rindite oder einer Behandlung in einer 50 ppm-L?sung von Gibberellins?ure beziehungsweise in reinem Wasser (Kontrolle) unterzogen, wobei die Eintauchzeit jeweils 10 Minuten betrug. Parallel dazu wurden von den mit Rindite behandelten Knollen sowie von jenen der Kontrolle Augenstecklinge entnommen; ein Teil der Augenstecklinge aus dem Kontrollversuch wurden anschliessend 10 min in eine GA-L?sung (1 ppm) getaucht. Die ganzen Knollen der drei Versuche beendeten ihre Keimruheperiode auf natürliche Weise zu verschiedenen Zeitpunkten: die zuerts gebildeten Knollen keimten zuerst. Die Behandlung mit Rindite bewirkt immer ein sofortiges und gleichzeitiges Auskeimen aller Knollen, unabh?ngig von ihrem physiologischen Alter. Dagegen beginnt die Gibberellins?ure ihre Wirkung erst 1–3 Wochen vor dem natürlichen Keimbeginn im Kontrollversuch zu zeigen, und nach unsern Erfahrungen k?nnen zwischen der Behandlung und dem Beginn des Keimens 0–8 Wochen liegen. Im Gegensatz zu dem, was bei Behandlung mit Rindite passiert, bleibt die Keimung zeitlich sehr gestaffelt und in einer ersten Phase ziemlich langsam, genau wie bei derjenigen der Kontrolle (Tabellen 1, 2, 3 und 4, Abb. 1). Wie andere Autoren (Doorenbos, 1958; Kato und Ito, 1961, usw.) bereits geschrieben haben, bewirkt Gibberellin keine Brechung der Keimruhe bei Kartoffelknollen. Das Ausstechen von Augen erlaubt den sofortigen und gleichzeitigen Wachstumsbeginn der Knospen, die den Knollen im Ruhezustand entnommen wurden (Tabellen 1, 2, 3 und 4). Dieses Wachstum wird durch eine GA₃-Gabe sehr stark angeregt (Abb. 2). Diese einzige, mittels Gibberellin hervorgerufene Stimulierung des Triebwachstums, das durch das Ausstechen der Augen den ersten Anreiz erhielt, genügt, um die von Bruinsma et al. (1967) entwickelte Methode zur Verbesserung der Schnelligkeit und der Gleichm?ssigkeit des Auflaufens der Augenstecklinge zu erkl?ren. Indessen scheint das brutale Brechen der Keimruhe durch das Ausstechen der Augen oftmals nur im Augenblick zu wirken. Nach einer ersten Zeit des Wachsens von 2–3 Wochen h?ren die Triebe gewisser Augenstecklinge w?hrend einer mehr oder weniger langen Zeitdauer zu wachsen auf. Dieser Rückfall in den Ruhezustand ist um so h?ufiger und ausgedehnter, je jünger die Knollen physiologisch sind (Tabelle 5). Die GA-Gabe auf die Endknospe von Augenstecklingen (SorteBintje) die unter Kurztagbedingungen Knollen erzeugten, bewirkt nach 4–8 Tagen, dass die Knospen dieser Knollen zu keimen beginnen (Tabelle 6). Das Wachstum dieser Austriebe h?rt auf, sobald die Knolle vom Steckling gel?st wird. Nachher erfolgt das Austreiben erst nach einer ziemlich langen Lagerungszeit (11 Wochen). Die von behandelten Trieben stammenden Knollen beginnen 2–3 Wochen vor den Knollen aus dem Kontrollversuch zu keimen (Tabelle 7). Die Knospen der Knollen reagieren also unterschiedlich auf eine GA-Gabe, je nachdem ob sie weiterhin durch die Pflanze oder die Mutterknolle ern?hrt werden oder nicht. Dies weist darauf hin, dass das Nichtwachsen der Knospen vor und nach der Ernte nicht durch die gleichen Faktoren kontrolliert wird. Vor der Ernte handelt es sich um eine durch Wechselbeziehung mit andern Organen (Bl?tter oder Mutterknolle) bestchende Hemmung, die durch GA (Perennec, 1966) oder mittels erh?hten Temperaturen (Lugt et al., 1964) behoben werden kann. Nach der Ernte wird der Zustand des Nichtwachsens der Knospen mit einer GA-Gabe durch Eintauchen oder mittels Pflanzen, deren Blattwerk behandelt war, nicht ver?ndert. Das Gibberellin wird erst wirksam im Moment, da die Knollen ihre Ruhezeit auf natürliche oder künstliche Weise beendet haben (zum Beispiel durch das Augenausstechen). Es regt das Wachstum der Knospen, das dann m?glich geworden ist, an und f?rdert das Erscheinen der Knospen. Das Nichtwachsen der Knospen, dass die Phase der Keimruhe charakterisiert, scheint also nicht dem Fehlen einer Gibberellinsynthese zuzuschreiben zu sein, sondern k?nnte cher die Folge einer zeitweiligen Unf?higkeit der Knolle sein, gewisse andere Metaboliten zu liefern, die für das Wachstum ihrer Triebe notwendig sind.

     

Influence of time of sprouting and weight of stored seed tubers on the production of sprouts and shoots

Summary An experiment was carried out to examine the relationship between the number of sprouts per tuber, tuber weight and time of sprouting forMajestic potatoes. A close linear relationship was found to exist within weight grades, between sprout number per tuber and time of sprouting, and also between shoot number per tuber and time of sprouting. The results indicated an asymptotic relationship between sprout number per tuber and tuber weight. A function including sprout number per tuber, tuber weight and time of sprouting showed time of sprouting to be more important than tuber weight in determining sprout number. A function relating shoot number per tuber to time of sprouting and tuber weight indicated that time and weight are equally important in determining shoot number per tuber.

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Zusammenfassung Es wird über einen Versuch berichtet, dessen Zweck es war, die Zusammenh?nge zwischen dem Zeitpunkt des Auskeimens, dem Knollengewicht und der Sprosszahl je Knolle bei der KartoffelsorteMajestic quantitativ zu erfassen. Schottische Saatkartoffeln in vier Gewichtsstufen (40±2, 80±2, 120±2, 160±2 g) wurden durch Aufbewahrung im Kühlraum bei einer Temperatur von 2,8–3,9 C am Auskeimen gehindert. Eine Stichprobe von 10 Knollen von jeder Gewichtsstufe wurde am 4. Dezember 1967 in einen geschlossenen, geheizten Beh?lter (12,8 C) gelegt, um das Auskeimen zu f?rdern. Dieses Verfahren wurde jeden Monat bis zum 4. M?rz 1968 wiederholt. Die Sprosszahl je Knolle und die Triebzahl je Knolle wurden ermittelt. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 1 und 4 aufgeführt. Von den Durchschnittsdaten wurde die lineare Regression der Sprosszahl je Knolle gegen den Zeitpunkt des Auskeimens in jeder Gewichtsstufe gerechnet. Die Begressionsdaten sind in Tabelle 3 aufgeführt. Eine enge lineare Bezichung zwischen den zwei Varianten wird ersichtlich. Mittels Verz?gerung des Auskeimens durch Aufbewahrung im Kühlraum sollte es m?glich sein, von kleinen Saatkartoffeln eine gr?ssere Sprosszahl je Knolle als gew?hnlich zu erzeugen. Dieses Verfahren k?nnte zu einem betr?chtlich niedrigeren Saatpreis pro Hektar führen. Die Beziehungen zwischen Sprosszahl im Zeitpunkt des Auskeimens werden in Tabelle 1 aufgeführt. Die ?hnlichkeit zwischen den Ergebnissen für die Kartoffeln mit einem Gewicht von 120 g und denen für die Kartoffeln mit einem Gewicht von 160 g weist auf ein asymptotisches Verh?ltnis zwischen Sprosszahl je Knolle und dem Knollengewicht hin. Es besteht die M?glichkeit, dass die Triebzahl je Spross die Geschwindigkeit des Blattwerkwachstums beeinflussen k?nnte. Deswegen wurde die lineare Regression der Sprosszahl gegen den Zeitpunkt des Auskeimens gerechnet. Eine enge Beziehung zwischen der Sprosszahl je Knolle und dem Zeitpunkt des Auskeimens l?sst sich erkennen. Es wird auch ersichtlich, dass die Triebzahl je Knolle sich im Verh?ltnis zum Knollengewicht dauernd vermehrt. Von den Sprosszahldaten wurde die in Gleichung I aufgeführte Funktion gerechnet. Es erwies sich, dass der Zeitpunkt des Auskeimens von wesentlichem Einfluss auf die Sprosszahl je Knolle war, das Knollengewicht hingegen war von geringem Einfluss. Aus der in Gleichung 2 aufgeführten Funktion, die von den Triebzahldaten errechnet wurde, l?sst sich ersehen, dass der Zeitpunkt des Auskeimens und das Knollengewicht von fast gleichem Einfluss auf die Triebzahl je Knolle waren.

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Résumé L'expérience vise à établier les rapports entre le moment de la germination, le nombre de germes par tubercule et le poids du tubercule chez la variétéMajestic. Pour ce faire on a utilisé des plants d'origine écossaise de quatre poids différents (40±2, 80±2, 120±2, 160±2 g) et on les a conservé en chambre froide, à la température de 2,8–3,9 C pour les empêcher de germer. Le 4/12/67 on a prélevé 10 tubercules au hasard dans chaque catégorie de poids et on les a placés dans une armoire thermostatique réglée à 12,8 C pour leur permettre de germer. On a répeté cette opération chaque mois jusqu'au 4 mars 1968. On a noté le nombre de germes par tubercule (Tableau 1) et le nombre de pousses par tubercule (Tableau 2). On a calculé la régression linéaire du nombre de germes par tubercule en fonction du moment de la germination et cela dans chaque, catégorie de poids; les données de régression sont reproduites dans le Tableau 3. Une relation linéaire étroite se révèle entre les deux variables. Ainsi, il serait possible en retardant la germination par la conservation à une température basse de faire produire aux petits plants un nombre de germes par plant supérieur à la normale, ce qui entrainerait une séricuse économie dans le co?t des plants à l'hectare. Fig. 1 montre les rapports nombre de germes/moment de germination. La similitude des résultats pour les catégories 120 g et 160 g révéle un rapport asymptotique entre le nombre de germes par tubercule et le poids du tubercule. Il est possible que le nombre de pousses par germe influence la rapidité de développement de la feuille. C'est pourquoi on a établi la régression linéaire du nombre de pousses en fonction du moment de la germination (Tableau 4). Les résultats révèlent l'existence d'un rapport étroit entre le nombre de pousses par tubercule et le moment de la germination. Il apparait également que le nombre de pousses augmente régulièrement avec le poids du tubercule. A partir des données du nombre de germes, on a calculé une fonction qui est exprimée dans l'équation I. Il se révèle que le moment de la germination a une influence fondamentale sur le nombre de germes par tubercule et, par contre, que le poids du tubercule a peu d'influence. Il ressort de la fonction tirée du nombre de pousses et exprimée dans l'équation 2 que le moment de la germination et le poids du tubercule ont une influence presque égale sur le nombre de pousses par tubercule.

     

Change in Some Glycoalkaloids of Potato under Different Storage Regimes

The potato (Solanum tuberosum L.) is an important food crop worldwide. Potato tubers can be stored to provide continuity of supply between production seasons, but it is important that they be stored under appropriate conditions as incorrect storage will result in deterioration in end user quality and may increase glycoalkaloid levels. We have investigated the effects of types of household storage on potato glycoalkaloid content (total glycoalkaloids [TGA]; α-solanine; α-chaconine) in Turkey. Tubers of potato cultivars (cvs.) Agria and Bettina were stored under four types of storage conditions (indirect sunlight for 10 h per day and dark storage for the remaining 14 h per day; storage under continuous fluorescent light; storage in constant darkness; storage in the dark in a refrigerator) for 56 days. Samples of tubers were taken at the beginning of the storage period and after 14, 28 and 56 days of storage for tuber glycoalkaloid measurement. Tubers stored in the three light environments showed an increase in glycoalkaloid levels; however, none of the cv. Agria tubers reached the critical level of 200 mg/kg tuber. On day 56 the TGA level of cv. Bettina tubers stored under fluorescent light reached 234.31 mg/kg.     

Studies on potato sprout suppressants. 4. The distribution of tecnazene in potato tubers and the effect of processing on residue levels

Summary Tecnazene (1, 2, 4, 5-tetrachloro-3-nitrobenzene) treated potato tubers analysed by a gas chromatographic method were found to contain tecnazene residue levels ranging from 8.2 mg kg¹ near the surface of the tubers to approximately 0.2 mg kg¹ near the centre of the tubers. Residue levels in laboratory and commercially treated samples were examined at various stages during a commerical crisp manufacturing process. Peeling removed 85–95% of the total residue, leaving 0.14 0.21 mg kg¹ in the sliced sample. There was a further loss of tecnazene during the cooling stage. Frying increased the residue level to 0.55–0.60 mg kg¹ due to the effect of water loss. The final product after packaging contained 0.25 mg kg¹ tecnazene. The frying oil becomes contaminated with tecnazene whilst processing treated tubers and this contamination canbe transferred to untreated batches.

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Zusammenfassung Tecnazen (1, 2, 4, 5-Tetrachlor-3-Nitrobenzen) wird immer mehr von den Kartoffelverarbeitern verwendet, weil es die Wundheilung nicht hemmt und deshalb schon bei der Einlagerung der Knollen angewendet werden kann. Wegen dieser steigenden Verwendung wurde die vorliegende Untersuchung vorgenommen, um mehr Information zu beschaffen über die Tiefe, bis zu der Tecnazen in die Knolle eindringt, und über das Verhalten der Tecnazen-Rückst?nde w?hrend der Chips-Fabrikation. 10 mm dicke Schichten wurden wiederholt von Knollen entfernt, die mit Tecnazen bei empfohlener Dosis von 135 mg a.i. kg¹ behandelt und w?hrend 4 Monaten bei 10°C eingelagert wurden. Jede Schicht wurde dann mittels Gaschromatographie analysiert. Die sich daraus ergebenden Rückstandsgrade sind in Tabelle 1 aufgeführt. Die Einflüsse der Chips-Fabrikation auf die Rückstandsgrade wurden untersucht, indem in verschiedenen Stadien der verarbeitung von im Handel und im Labor behandelten Knollenpartien Muster entnommen wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt. Es wurde festgestellt, das 85–95% des Gesamtrückstandes in einer Knolle durch Sch?len entfernt werden kann. Zurück bleiben 0.14 0.21 mg kg¹ in dem in Scheiben geschnittenen Muster. Backen erh?ht den Rückstandsgrad auf 0.55 0.60 mg kg¹ infolge des Wasserverlustes. Das Endprodukt eines Handelsmusters enthielt nach der Verpackung 0.25 mg kg¹ Tecnazen. Das Back?l wurde w?hrend der Verarbeitung von behandeltem Material mit Tecnazen verseucht, und diese Verseuchung wurde auf eine nachfolgende unbehandelte Partie übertragen.

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Résumé Le tecnazène (1, 2, 4, 5-tetrachloro-3-nitrobenzene) est de plus en plus utilisé par les industriels de la pomme de terre car il n'empêche pas la cicatrisation des blessures et peut donc être appliqué lors du remplissage des cellules de conservation. La présente étude a été entreprise en raison de cet accroissement d'emploi, afin d'obtenir davantage d'informations sur la profondeur de pénétration du tecnazène et sur l'évolution des résidus de tecnazène au cours de la fabrication des chips. A plusieurs reprises, des tranches de 10 mm d'épaisseur sont prélevées sur des tubercules traités au tecnazène, à la dose recommandée de 135 mg m.a. kg¹, et conservés à + 10 °C pendant 4 mois. Une analyse par chromatographie en phase gazeuse est alors effectuée sur chaque tranche; les teneurs en résidus figurent au tableau 1. L'effet de la transformation en chips sur le niveau de résidus est étudié en échantillonnant à différents stades de la fabrication industrielle et sur des lots de tubercules traités au laboratoire. Les résultats figurent au tableau 2. Ils montrent que 85 95% du total des résidus du tubercule disparaissent à l'épluchage. Il ne reste dans l'échantillon découpé en tranches que 0,14–0,21 mg kg¹. La friture augmente la teneur en résidus à 0,55–0,60 mg kg¹ en raison de la déshydratation. Le produit fini, extrait d'un échantillon du commerce, contient 0,25mg kg¹ de tecnazène après emballage. L'huile de friture se charge en tecnazène pendant la fabrication, et peut contaminer les lots non traités.