Crossability ofSolanum tuberosum Gp. Andigena haploids

The crossability of Group Andigena haploids was investigated in this study. Groups Phureja, Stenotomum and Tuberosum haploids were crossed to Gp. Andigena haploids reciprocally to estimate the female and male fertility of the latter. The male fertility of Gp. Andigena haploids was reflected by the average seed set from crosses to Gps. Phureja Stenotomum and Tuberosum haploids (69, 43 and 21 seeds per fruit, respectively); female fertility was expressed when Gps. Phureja or Stenotomum served as the male, yielding 48 and 38 seeds per fruit, respectively. To contrast Gp. Andigena and Gp. Tuberosum haploid male fertility, they were crossed among and between themselves. As males, Gp. Andigena haploids gave three to four times the seed set of Gp. Tuberosum haploids. Pollen tube growth was analyzed in various Gp. Andigena haploid crosses to determine the site of cross failure. The results presented provide the basis for the first step in determining the potential of Gp. Andigena haploids in the development of diploid breeding stocks and the 2n gamete approach to potato improvement.     

2n gametes inSolanum tuberosum dihaploids

Pollen stainability over two years and microsporogenesis were investigated in seven dihaploids extracted fromSolanum tuberosum tetraploids (AVRDC-1287.19, Conchita, Merrimack and W231). Two dihaploids proved to be male-sterile and male gamete abortion is likely to be post-meiotic because a regular meiosis occurred. The other dihaploids proved to be partially male-fertile and 2n pollen producers, as well. Almost all clones showed predominantly the formation of parallel spindles. Correlations estimated between the observed abnormalities in spindle orientation and the meiotic products evidenced a high correlation between parallel/fused spindles and dyads. The dihaploids were also used as parents in crosses with tetraploids. One berry with 44 seeds was obtained from dihaploid AVI 24 used as pollen parent in 4x × 2x crosses. After 2x × 4x crosses, three dihaploids including the two male-sterile were found to be 2n egg producers. The formation of 2n gametes inS. tuberosum dihaploids is discussed in relation to a direct use of dihaploids in sexual polyploidization schemes to combine useful traits in a superior genotype at 4x level.     

Heterosis and combining ability ofSolanum tuberosum Group Andigena haploids

Summary Combining ability analysis was done on a diallel cross of a random sample of four different cultivated diploid potato populations (Solanum tuberosum Group Andigena haploid, Gp. Tuberosum haploid, Gp. Phureja and Gp. Stenotomum) to determine the amount of heterosis and the gene action involved in the inheritance of tuber yield, fresh vine yield, total plant accumulation (tuber+vine) fresh and dried, dry vine yield and density (specific gravity). The analyses of variance on data from two locations demonstrated significant general combining ability for most traits, indicating a preponderance of additive gene action. Specific combining ability was not significant for any of the traits. Heritabilities for the more important traits such as tuber yield and density were large enough to ensure progress from selection.

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Zusammenfassung Es wurde die Analyse der Kombinationsf?higkeit einer diallelen Kreuzung von einer zuf?lligen Auswahl aus vier verschiedenen kultivierten diploiden Kartoffelpopulationen —Solanum tuberosum Gruppe Andigena (haploid, AH), Gruppe Tuberosum (haploid, TH), Gruppe Phyreja (PHU) und Gruppe stenotomum (STN) — durchgeführt, um das Ausmass an Heterosis und Genwirkung zu ermitteln, welches an der Vererbung von Knollenertrag, Ertrag von frischem Kraut, gesamter pflanzlicher Akkumulation (Knollen und Kraut, frisch und getrocknet), trockenem Krautertrag und Dichte beteiligt war. Das mittlere Gesamtgewicht an Knollen (Tab. 2) war für die TH×STN-F₁-Hybriden (0,75 kg/Pflanze) am h?chsten, danach folgte TH×PHU (0,59 kg/Pflanze), AH×TH (0,38 kg/Pflanze) und AH×PHU (0,23 kg/Pflanze). Eine ?hnliche Folge der Mittelwerte war beim Gewicht von Knollen+Kraut und bei der Gesamtproduktion an Trockenmasse zu beobachten. Bei Gewicht von frischem und trockenem Kraut hatten gew?hnlich die AH-Hybriden den h?chsten Ertrag. Die STN-Hybriden ergaben hohe Dichte. Beim Vergleich mit den Elternmittel-Werten glichen oder übertrafen die Hybriden diese in allen sechs Eigenschaften (Tab. 2). Die TH, STN und PHU-Hybriden übertrafen das elterliche Mittel entsprechend um 135, 145 und 117%. Die Hybriden aller vier Elternpopulationen übertrafen das elterliche Mittel bei Gesamttrockenmasse und drei der vier Hybriden beim Gewicht von Knollen+Kraut. Die Dichte aller Hybriden glich dem Elternmittel-Wert, der potentielle Bereich des prozentualen elterlichen Mittels ist jedoch gering. Die F₁-Hybriden übertrafen ohne Ausnahme das elterliche Mittel für Gesamtgewicht der Knollen, Gewicht von Knollen+Kraut und Gesamtproduktion von Trockenmasse (Tab. 2). Die mittleren Quadrate der allgemeinen Kombinationsf?higkeit (GCA) waren hochsignifikant für Gesamtgewicht der Knollen, Gewicht des frischen Krautes, Trockengewicht des Krautes und Dichte, dagegen nichtsignifikant für die Gesamtakkumulation bei frischen und bei getrockneten Pflanzen (Knollen+Kraut, Tab. 3). Ebenso wenig waren die mittleren Quadrate für spezifische Kombinationsf?higkeit (SCA) für eine der Eigenschaften signifikant. Eine starke GCA×Standort-Wechselwirkung zeigte sich bei Gesamtgewicht an Knollen und bei Gesamttrockenmasse, sie wurde deshalb von GCA eliminiert, um die Vererbung dieser Eigenschaft in engerem Sinne zu berechnen. Gesamtgewicht der Knollen (h ² =0,875) und Dichte (h ²=0,703) zeigten hohe Vererbbarkeit, w?hrend gesamte pflanzliche Akkumulation (Knollen+Kraut) frisch (h ²=0,040) und trocken (h ²=0,184) niedrige Vererbbarkeit zeigten. Gewicht von frischem Kraut (h ²=0,499) und von getrocknetem Kraut (h ²=0,573) ergaben m?ssige Vererbbarkeit. Daraus wurde geschlossen, dass additive Geneffekte als wichtig bei der Verbesserung dieser Populationen anzusehen sind. Sogar bei bekannten nachteiligen Effekten wie grosser Tagesl?nge und hoher Temperatur auf die Knolleninitiierung und-entwicklung, erh?hten die im Kurztag kultivierten und in dieser Arbeit verwendeten südamerikanischen Gruppen AH, STN und PHU im Hybridstadium die Knollenbildung betr?chtlich, obwohl die maximale Vitalit?t der Hybriden hinsichtlich der Knollenbildung durch die ungünstige Photoperiode beeintr?chtigt war. Die gesamte pflanzliche Akkumulation (Knollen+Kraut) mag ein guter Indikator für Heterosis-bedingte Reaktionen sein, die gesamte Akkumulation an Trockenmasse (Knollen+Kraut) erscheint jedoch zur Ermittlung der Heterosis in nichtadaptiertem Material noch geeigneter.

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Résumé L'analyse de la capacité de combinaison a été faite sur un échantillon issu de croisement diallèle, pris au hasard dans les populations de quatre types de pommes de terre diplo?des cultivées:Solanum tuberosum groupe Andigena haplo?des (AH), groupe Tuberosum haplo?de (TH), groupe Phureja (PHU) et groupe Sténotonum (STN) pour déterminer le degré d'hétérosis et l'effet génétique dans la transmission du rendement en tubercules et en fanes, de la production totale (tubercules+fanes) par rapport à la matière fra?che et à la matière sèche, de la densité. La moyenne du poids total de tubercules (tableau 2) a été la plus élevée pour l'hybride F₁, TH×SIN (0,75 kg/butte) suivie par TH×PHU (0,59 kg/butte), AH×TH (0,38 kg/butte) et AH×STN (0,32 kg/butte). Un classement analogue des moyennes a été obtenu pour le poids des tubercules plus celui des fanes et la production totale de matière sèche. En ce qui concerne le poids des fanes fra?ches et sèches, les hybrides AH ont eu généralement le rendement le plus haut. Les hybrides STN ont donné une densité élevée. Quand les hybrides ont été comparés au ‘mid parent’ (voir définition tableau 2) leur valeur a généralement dépassé celle de ce dernier pour les six critères (tableau 2). Les hybrides TH, STN et PHU ont dépassé respectivement le rendement total en tubercules du ‘mid parent’ de 135, 145 et 117%. Les hybrides des quatre populations parentales ont dépassé le ‘mid parent’ pour la matière sèche totale, et trois d'entre eux pour les poids de tubercules plus fanes. La densité a égalé la valeur du ‘mid parent’ pour tous les hybrides, mais la fourchette du pourcentage au niveau de ce critère était petite pour le ‘mid parent’. Les performances des hybrides F₁ ont été supérieures à ce dernier pour le poids total de tubercules, le poids de tubercules plus fanes et la production totale de matière sèche (tableau 2). Les carrés des moyennes de la capacité générale de combinaison (GCA) ont été hautement significatifs pour le poids total des tubercules, le poids de fanes fra?ches et sèches et la densité; toutefois, il n'ont pas été significatifs pour la production de matière fra?che et sèche du total tubercules plus fanes (tableau 3). Les carrés des moyennes de la capacité spécifique de combinaisons (SCA) n'ont été significatifs pour aucun des critères. Une forte interaction GCA×localité a été observé pour le poids total des tubercules et la matière sèche totale; elle a été éliminée de la GCA pour le calcul précis de la transmission à ce niveau. On a déduit de ces résultats que l'effet des gènes additifs a été important vis à vis de ces populations. Même avec l'action des jours longs et des températures élevées, préjudiciables à l'initiation de la tubérisation et au développement des tubercules, les groupes Sud Américains cultivés AM, STN et PHU, atilisés dans cette étude, ont accru la tubérisation au stade hybride bien que leur vigueur maximum ait été pénalisée par une photopériode défavorable. La production totale de matière fra?che (tubercules+fanes) peut être un bon indicateur de la réponse à l'hétérosis, mais la production totale de matière sèche (tubercules+fanes) est souvent meilleure pour la détermination de l'hétérosis d'un matériel inadapté.

     

Resistance to potato virus Y inSolanum tuberosum spp.andigena

Tests were made on lines ofSolanum tuberosum spp.andigena to determine 1) whether resistance to potato virus Y exists in the Andigena germplasm, 2) the nature of its inheritance, and 3) the type of resistance. Results of the isolation and identification studies indicated that the pathogen involved was a common strain of potato virus Y. Under field conditions susceptible plants frequently escaped infection. However, field exposures over two seasons resulted in the same ratios as tests in which the same progenies were mechanically inoculated. Mechanical inoculation at the seedling stage proved to be a reliable means of transmission and resulted in accurate screening for resistance. Of 641 tub × tub clones tested, all were susceptible to the virus. Of 366 tub × adg clones tested, 170 were resistant and 196 were susceptible. This fits a 13:15 ratio, assuming random chromatid segregation and a single dominant gene conferring resistance. Plants that were resistant following mechanical transmission were also resistant when inoculated by aphids, indicating the reliability of mechanical transmission as a means of screening for resistance. To determine the type of resistance, top-graft and approach-graft tests were made. Failure to recover the virus from resistant plants inoculated by either grafting method suggests that immunity is the type of resistance involved.     

Self-compatibility in hybrids between Phureja and haploid Andigena clones ofSolanum tuberosum

Summary A high frequency of “self-compatible” (“SC”) plants occurred in Andigena haploid—Phurejahybrids, ranging form 43–77% among five different families. Self seed sets ranged from 2–143 seeds/fruit with family means ranging from 45–118 seeds/fruit. All of the parental clones are self-incompatible. Successful use of pollen from several “SC”-plants in sib-matings suggests that germination and growth of such pollen would not be inhibited byS allele interactions in similar crosspollinations. Analysis ofS allele constitution using tester pollen on groups of SI and “SC” full sibs gave anomalous results. It has not been possible to explain on a simple scheme either this deviation from expectation or the occurrence of “self-compatibility” itself. A logical scheme to explain the occurrence of “SC”-plants must take into account pollen and ovule fertility and the ability to recognize clones which are quasi-compatible or parthenocarpic.

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Zusammenfassung Von selbstvertr?glichen Nachkommen aus Kreuzungen zwischen selbstunvertr?glichen Eltern ist selten berichtet worden. Besonders h?ufig (43–77%) “selbstvertr?gliche” (“SC”) Pflanzen (Tabelle) k?men in den F₁-Familien aus Kreuzungen zwischen der kultivierten diploiden ArtSolanum tuberosum-Gruppe Phureja (2n=24) und Haploiden (2n=24) derS. tuberosum-Gruppe Andigena (2n=48) vor. Der Samenansatz nach Selbstungen schwankte in kleinen Proben von 2 bis 143 Samen pro Beere mit einem Durchschnitt pro Familie von 45 bis 118 Samen pro Beere. Diese “Selbstvertr?glichkeit” wird im Hinblick auf Untersuchungen über die Vererbung der Selbstunvertr?glichkeit in diesen Hybriden und ihren Elternklonen beschrieben. Das Vorkommen und die H?ufigkeit von “SC”-Pflanzen ist eine Abweichung, die mit der bekannten Selbstunvertr?glichkeit der Elternklone schwer in Einklang zu bringen ist. Die Natur der “Selbstvertr?glichkeit” scheint eher mit einer Ver?nderung im Pollenverhalten verbunden zu sein als mit einer solchen des Griffels. Diese Schlussfolgerung basiert auf den Ergebnissen einer Diallel-Kreuzung (Abb. 1) von Einzelpflanzen aus einer Familie (US-W 6391), die zeigen, dass erstens drei von den sechs als Polleneltern ausgelesenen Geschwistern “selbstvertr?glich” waren, zweitens die drei “SC”-Pflanzen m?nnlich kreuzungsvertr?glich mit allen andern getesteten Geschwistern waren, und drittens sich die “SC”-Pflanzen, wenn als Mutterpflanze gebraucht, in entgegengesetztem Sinn in Kreuzungen mit ihren selbstunvertr?glichen Geschwistern verhielten. Deshalb wurde die Analyse derS-Allel-Konstitution der “SC”-Klone mittels einer Diallel-Kreuzung von zuf?llig ausgew?hlten Vollgeschwistern nicht versucht. M?nnliche Tester,S _1·3 undS _2·3, wurden auf Grund von Resultaten aus einer Diallel-Kreuzung, die selbstunvertr?gliche US-W 6360-Geschwister einschloss, gebildet. Da Pollen von 3 “SC”-Klonen auch in Geschwisterpaarungen nicht gehemmt war, wurde daraus geschlossen, dass Pollenkeimung und-Wachstum irgend einer der “SC”-Pflanzen durchS-Allel-Interaktionen in ?hnlichen Kreuzbest?ubungen nicht gehemmt würden. Es wurde erwartet, dass die einzelnen SI- und “SC”-Pflanzen aus einer Familie von US-W 6360-Geschwistern entweder mit dem einen oder dem andern der m?nnlichen Tester, aber nicht mit beiden vertr?glich sein würden. Paarungen der beiden Tester-Genotypen mit SI-Pflanzen zeitigten jedoch Ergebnisse, die vom erwarteten 1∶1-Verh?ltnis der alternativen Reaktionen (+/−:−+) abwichen, da einige Pflanzen mit beiden Testern vertr?glich waren (+/−) (Abb. 2). Das Verhalten aller getesteten “SC”-Pflanzen wich vom erwarteten 1∶1-Verh?ltnis (P =0,2) nicht in signifikanter Weise ab. Es war nicht m?glich, anhand eines einfachen Schemas weder das Vorkommen der abweichenden Pflanzen (+/+) in der SI-Gruppe, noch das Vorkommen der “Selbstvertr?glichkeit” selbst zu erkl?ren. Ein logisches Schema zur Erkl?rung des Vorkommens von “SC”-Pflanzen muss die Pollen- und Eifertilit?t sowie die F?higkeit berücksichtigen, quasi-vertr?gliche Klone oder solche mit parthenokarpischem Verhalten anzuerkennen.

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Résumé Il a rarement été signalé que l’on obtenait une descendance auto-compatible à partir de croisements entre parents auto-incompatibles. Une haute fréquence de plantes “auto-compatibles” (“SC”) (Tableau), variant approximativement de 43 à 77%, appara?t dans les familles F₁ provenant de croisements entre l’espèce cultivée diplo?deSolanum tuberosum, groupe Phureja (2n=24) et des haplo?des (2n=24) deS. tuberosum, groupe Andigena (2n=48). La quantité de semences par fruit chez de petits échantillons provenant d’autofécondation variait de 2 à 143 semences avec des moyennes par famille de 45 à 118. Cet “auto-compatibilité” est décrite en fonction des recherches sur l’hérédité de l’auto-incompatibilité dans ces hybrides et leurs clones parentaux. L’apparition et la fréquence de plantes “SC” sont difficiles à concilier avec l’auto-incompatibilité connue des clones parentaux. Cependant, la nature del’ “auto-compatibilité” semble être associée à un changement dans le compartement du pollen plut?t que dans celui du style. Cette conclusion est tirée de résultats d’un croisement dialléle (Fig. 1) de plantes individuelles d’une famille (US-W 6391), qui révèlent que 1. trois des six parents sélectionnés comme pollinisateurs sont “auto-compatibles”; 2. que ces trois plantes “SC” sont utilisables comme males avec tous les autres apparentés testés; et que 3. lorsqu’elles sont utilisées comme femelles, les plantes “SC” se comportent d’une manière contradictoire dans les croisements avec leurs parents auto-incompatibles. C’est pourquoi, l’analyse de la constitution de l’allèleS des clones “SC” au moyen de croisements diallèles de parents germains choisis au hasard n’a pas été tentéc. Les plantes-tests malesS _1·3 etS _2·3 ont été obtenues sur la base des résultats de croisements diallèles comprenant les apparentés auto-incompatibles US-W 6360. Puisque le pollen des 3 clones “SC” n’était pas davantage inhibé dans les croisements entre parents consanguins, on concluait que la germination et la croissance du pollen chez une quelconque plante “SC” ne seraient pas inhibées par les interactions de l’allèleS dans de semblables pollinisations croisées. On s’attendait à ce que les plantes individuelles SI et “SC” d’une famille de consanguins US-W 6360 seraient compatibles avec l’une ou l’autre des plantes-tests males, mais non avec les deux. Cependant, les combinaisons des deux génotypes-tests avec les plantes SI donnaient des résultats qui déviaient du rapport attendu 1∶1 des réponses alternatives (+/−:−/+), puisque certaines plantes étaient compatibles avec les deux plantes-tests (+/+) (Fig. 2). La réponse de toutes les plantes “SC” testées ne déviait pas significativement du rapport attendu 1∶1 (P=0,2). Il n’a pas été possible d’expliquer suivant un schéma simple, soit l’apparition de plantes se comportant anormalement (+/+) dans le groupe SI, soit l’apparition de l’ “auto-compatibilité” elle-même. Un schéma logique expliquant l’apparition des plantes “SC” doit prendre en considération la fertilité du pollen et de l’ovule, et la possibilité de reconna?tre les clones qui sont quasicompatibles ou parthénocarpiques.

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The epithet,Solanum tuberosum, is used in the sense ofDodds, 1962.

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Supported in part by the National Science Foundation and the Research Committee of the Graduate School from funds supplied by the Wisconsin Alumni Research Foundation.     

Screening for gibberellin deficiency mutants inSolanum tuberosum ssp.andigena

A GA deficiency mutant was previously described in a single population ofSolanum tuberosum ssp.andigena (adg). A representative sample of 120 adg populations in the US Potato Genebank was screened for the dwarfing mutant. Up to 500 seedlings of each adg population were evaluated. Dwarfs were detected in 14 populations from a minimum of 0.2% to a maximum of 27.7%, indicating that the allele is not particularly rare or at risk of loss from the Genebank.     

Decapitation and genetic markers as related to haploidy inSolanum tuberosum

Summary Numerous haploids ofS. tuberosum are required if their value for breeding and genetic studies is to be adequately explored. Genetic markers, particularly pigmentation of the pre-transplant seedling, allows for early elimination of hybrids and consequently the ready detection of potential haploids among the F₁ from interspecific matings. Decapitation is an effective means of markedly increasing the number of seeds per pollination following such interspecificSolanum matings. The combined use of suitable genetic markers and decapitation substantially increases the efficiency of detecting haploids. Crops Research Division, Agricultural Research Service, USDA Cooperation of the Inter-Regional Potato Introduction Project (IR-1) in providingSolanum materials is hereby acknowledged.     

Reciprocal differences in the photoperiod reaction of hybrid populations inSolanum tuberosum

Large reciprocal differences were observed inSolanum tuberosum, when a mixed population of Group Phureja and Gp. Stenotomum was reciprocally crossed with a population of Gp. Tuberosum haploids. In the progeny reciprocal differences were observed for tuber initiation, tuber set, vine senescence, tuber yield, flowering, and male fertility. These differences were large in the F₁ generation, but were less dramatic when the populations were inter-mated to form F₂ generations. It is proposed that most of the reciprocal differences were due to a difference in photoperiod response in the reciprocal populations. Cytoplasmic inheritance or dauermodification are considered the most likely explanations for this difference in photoperiod reaction.     

Foliar solanidine glycoside levels inSolanum tuberosum populations selected for potato leafhopper resistance

Solanum tuberosum L. Gp. Tuberosum populations that had been recurrently selected for resistance to potato leafhopper,Empoascafabae (Harris), were tested for levels of foliar solanidine glycosides. Leafhopper infestation level was 57% lower than for the unselected population after seven generations of selection. The mean concentrations of foliar solanidine glycosides significantly (P<05) increased from 40 mg/100 g fresh weight (fw) in the unselected population to 65 mg/100 g fw in the population developed from seven generations of selection for leafhopper resistance. The linear relationship between the level of leafhopper infestation and the concentration of foliar solanidine glycosides among population means was significant (P<01) and negative (r=?0.85).     

Regional variation in leaf form and other characters of solanum tuberosum Group Andigena

Summary Study of seedling progenies grown at Edinburgh showed that the terminal leaflet becomes an increasingly important part of the leaf as one proceeds northwards from Southern Bolivia to Colombia, the frequencies of lateral leaflets, interjected leaflets, and secondary leaflets consequently declining. Actual leaf length, and the breadth of the terminal leaflet, are least in South-Central Peru, and increase towards the extremities of the geographical range. Flowering in the seedling year was most frequent in progenies from South-Central Peru. while low-dormancy of tubers was most frequent in those from Ecuador, these characters not showing clear geographical trends.     

Tuberization and abscisic acid content inSolanum tuberosum as affected by nitrogen nutrition

Summary Potato plants (Solanum tuberosum L.) were grown under constant climatic conditions in water culture with continuous and discontinuous nitrogen supply. The effect of N nutrition on tuberization and abscicic acid (ABA) content in various parts of the plants was investigated. With the exception of the stolons, interrupting the N supply caused an increase in the ABA content. After renewed N supply the ABA content dropped within 3 days to the original level. With continuous N supply the ABA content varied only to a limited extent. The ABA content of the stolons was not affected by the mode of N nutrition and remained at an almost constant level despite the fact that exogenous ABA was translocated within the stolon acropetally and accumulated in the tip. After tuberization the ABA content of the stolons and tubers rose considerably. The increase in ABA content in roots. exudate, and shoot after N withdrawal was accompanied by the initiation of tuberization in ‘physiologically old’ plants but not in “physiologically young’ plants of the same age. It is postulated that although ABA is involved in the regulation of tuberization, it is the balance between ‘promoting’ hormones such as ABA and ‘inhibiting’ hormones such as gibberellic acid which is the controlling factor.

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Zusammenfassung In Wasserkulturversuchen wurde der Einfluss von kontinuierlicher und diskontinuierlicher N-Ern?hrung auf das Wachstum. die Knollenbildung sowie den Gehalt an Abscisins?ure (ABA) in verschiedenen Teilen der Kartoffelpflanze untersucht. Die Pflanzen wuchsen unter konstanten Klimabedingungen (20 C, 12 h Tagesl?nge). Diskontinuierliche N-Ern?hrung bedeutet eine Unterbrechung des N-Angebotes für 7 Tage mit nachfolgendem erneuten N-Angebot. W?hrend einer N-Entzugsphase und der nachfolgenden N-Aufnahmephase wurden Pflanzen im Abstand von 2–3 Tagen geerntet und auf den ABA-Gehalt im Spross. Exsudat, Wurzel und den Stolonen untersucht. Parallel dazu wurden gleich alte, kontinuierlich mit N ern?hrte Pflanzen geerntet und analysiert. ABA wurde gaschromatographisch bestimmt. Kontinuierliche N-Ern?hrung bewirkte ein stetes Spross-und Wurzelwachstum, Knolleninduktion trat nicht ein. Unterbrechung des N-Angebotes (diskon.-N) beeintr?chtigte sowohl das Spross-als auch das Wurzelwachstum (Abb. 1). Zwei Tage nach Beginn der N-Entzugsphase wurden Knollen induziert. Der ABA-Gehalt schwankt bei kontinuierlich-N w?hrend der gew?hlten Versuchsdauer unregelm?ssig. Dagegen steigt der ABA-Gehalt nach Unterbrechung des N-Angebotes an, und zwar im Spross um das Doppelte, in der Wurzel und im Exsudat um das 10-bzw. 20-fache. Wird danach erneut N angeboten. verringert sich der ABA-Gehalt innerhalb von 3 Tagen auf das Ausgangsniveau (Abb. 2). Diese Beziehung ist unabh?ngig vom physiologischen Alter der Pflanzen und wird auch bei nicht induzierten physiologisch jungen Pflanzen gefunden (Tab. 1). Der ABA-Gehalt der Stolonen wird offensichtlich nicht von der N-Ern?hrung beeinflusst. Er bleibt nahezu konstant und steigt erst nach der Induktion mit zunehmendem Knollenwachstum an (Abb. 2). Die fehlende Beziehung zwischen N-Ern?hrung und ABA-Gehalt der Stolonen kann nicht auf eine mangelnde ABA-Verlagerung zurückgeführt werden, denn ABA (als 2-¹⁴C-ABA angeboten) wird in der wachsenden Stolone akropetal verlagert und in der Spitze akkumuliert (Abb. 3). Reguliert wird die Knollenbildung wahrscheinlich vom Gleichgewicht die Induktion ‘f?rdernder’ wie ABA und ‘hemmender’ Wuchsstoffe Ist der Gehalt an ‘hemmenden’ Wuchsstoffen niedrig, kann durch Erh?hung des ABA-Gehaltes. z.B. nach Unterbrechung des N-Angebotes, die Knollenbildung induziert werden. Die Erh?hung des ABA-Gehaltes reicht jedoch offensichtlich nicht aus, um den wahrscheinlich sehr hohen Gehalt an ‘hemmenden’ Wuchsstoffen in physiologisch jungen Pflanzen zu kompensieren und die Knollenbildung zu induzieren (Tab. 1).

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Résumé L'influence d'une nutrition en azote continue et discontinue sur la croissance, la formation des tubercules et la teneur en acide abscissique (ABA) de diverses parties de la plane de pomme de terre a été étudiée dans des essais en hydroponie. Les conditions de croissance ont été maintenues constantes (20°C, longueur du jour 12 h). Une nutrition discontinue d'azote signifie une interruption de 7 jours dans l'apport d'azote. Les plantes ont été récoltées tous les 2 à 3 jours pendant la période sans azote ainsi que pendant la période consécutive. La teneur en ABA a été analysée dans les tiges, exsudat, racines et stolons. Des plantes d'un même age, mais alimentées en azote de manière continue ont été récoltées et analysées en parallèle. L'ABA a été déterminé par chromatographie en phase gazeuse. Une alimentation ininterrompue d'azote a pour effet une croissance constante de la tige et des racines: la formation des tubercules n'est pas induite. L'interruption de l'apport d'azote (procédé discontinu) entrave aussi bien la croissance de la tige que celle des racines (fig. 1). La tubérisation commence 2 jours après le début de la phase de suppression d'azote. La teneur en ABA varie irrégulièrement dans le procédé N-continu pendant la durée de l'essai. Dans le procédé N-discontinu, le taux d'ABA double dans la tige et augmente de 10 à 20 fois dans les racines et l'exsudat. Lorsque l'apport d'azote est à nouveau garanti, la teneur en ABA rejoint son niveau initial après 3 jours (fig. 2). Cette relation est indépendante de l'age physiologique de la plante; on la trouve également sur des plantes physiologiquement jeunes dont la tubérisation n'est pas induite (tab. 1). La teneur en ABA des stolons ne semble pas être influencée par la nutrition azotée. Elle demeure pratiquement constante et n'augmente qu'après l'induction. avec le développement des tubercules (fig. 2). La relatin inexistante entre la nutrition azotée et la teneur en ABA dans les stolons ne peut être attribuée à une translocation insuffisante de l'ABA, car l'ABA (incorporé sous forme de 2-¹⁴C-ABA) se déplace acropétalement dans les stolons en croissance pour s'accumuler dans la pointe (fig. 3). La tubérisation est probablement contr?lée par l'équilibre entre les substances de croissance ‘favorisant’ (tel l'ABA) et ‘inhibant’ l'induction. Si la teneur en substances ‘inhibant’ l'induction est basse, une augmentation de la teneur en ABA, par interruption de l'apport d'azote par exemple, peut induire la formation des tubercules. L'augmentation de la teneur en ABA ne suffit pas à compenser la teneur, probablement très élevée, en substances ‘inhibant’ l'induction, chez des plantes physiologiquement jeunes et à induire par là, la formation des tubercules.

     

Progeny mean, heterosis and heterobeltiosis inSolanum tuberosum x tuberosum andS. tuberosum x andigena families under a short day sub-tropic environment

Summary Solanum tuberosum x tuberosum (TxT) families were compared withS. tuberosum x andigena (TxA) families as progeny mean, heterosis and heterobeltiosis for ten important agronomic characters by evaluating 72 cross combinations (36 of TxT and 36 of TxA, from 18 common female parents), for three successive seedling and clonal generations under short day sub-tropic conditions. TxA families had more vigorous progenies, higher tuber yield, higher number of tubers, larger tubers and better general impression than TxT families. The TxA families were inferior to the TxT families for characters such as tuber colour and uniformity of tuber colour, but their progeny means were within the acceptable range. High progeny means of TxA families were associated with high heterosis and high heterobeltiosis in these families, although there were a few exceptions. High mean performance for tuber yield and tuber number were associated with high variance of these traits in TxA families. It is concluded that, unlike under long day environments, andigena adapted to short days can be used advantageously for exploiting heterosis in the potato breeding programmes of short day subtropic environments.     

The performance of progenies obtained by crossing Groups Andigena and Tuberosum of Solanum tuberosum

Summary In a field experiment, F₁ progenies betweenAndigenas partially adapted to long days and aTuberosum variety outyielded F₁ progenies betweenTuberosum varieties by, on average, 13%. ATuberosum progeny which involved the Continental parentAckersegen outyielded others involving only British parents.Andigena Tuberosum progenies outyielded the BritishTuberosum progenies on average by 19%, the best hybrid progeny being 49% superior to them. Tuber sizes and earliness of maturity were, on average, closely similar inAndigena Tuberosum andTuberosum Tuberosum progenies, though the range of progeny-means was greater inAndigena Tuberosum. Lower-yieldingAndigena Tuberosum progenies were early-maturing, though not all early-maturing progenies were low yielding. Blight resistance was detected in fourAndigena Tuberosum progenies. It is concluded that pre-selection amongAndigenas for desirable characters may enable high-yielding commercially-acceptable varieties to be obtained from the F₁ generation ofAndigena Tuberosum hybrids.

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Zusammenfassung zweiundzwanzig Nachkommenschaften, von denen jede dieTuberosum-SorteClarke's 650 zum einen Elter hatte, wurden in einem Feldversuch verglichen. Bei 18 Nachkommenschaften wurde der andere Elternteil aus demAndigena-Anpassungsversuch von Simmonds (1966) in einem frühen Stadium ausgelesen; bei den verbleibenden 4 Nachkommenschaften wurden für den andern ElterteilTuberosum-Sorten genommen. Im Durchschnitt übertrafen dieAndigena Tuberosum-Nachkommenschaften dieTuberosum Tuberosum-Nachkommenschaften im Ertrag um 13% EineTuberosum-Nachkommenschaft mit dem kontinentalen ElterAckersegen brachte einen h?heren Ertrag als solche, die nur von englischen Eltern stammten. Der mittlere Ertrag derAndigena·Tuberosum-Nachkommenschaften lag im Verh?ltnis zu den drei englischenTuberosum-Nachkommenschaften im Durschschnitt um 19% h?her; der Ertrag der bestenAndigena · Tuberosum-Nachkommenschaft war um 49% h?her. Die durchschnittliche Knollengr?sse war beiAndigena · Tuberosum gleich wie beiTuberosum · Tuberosum; ebenso die durchschnitt-liche Gr?sse von grossen Knollen (von jeder Pflanze eine Knolle). Der durchschnittliche Reifezeitpunkt war bei beiden Nachkommenschaftsarten ebenfalls gleich. Dagegen war der Streubereich der Knollengr?ssen und der Reifedaten zwischen denAndigena · Tuberosum-Nachkommenschaften gr?sser als zwischen jenen vonTuberosum · Tuberosum, wie dies im Hinblick auf die gr?ssere Zahl der einbezogenen Nachkommenschaften zu erwarten war.Andigena Tuberosum-Nachkommenschaften mit niedrigerem Ertrag waren frühreifend, doch ergaben nicht alle frühreifenden Nachkommenschaften niedrige Ertr?ge. Krautf?uleresistenz wurde bei vierAndigena Tuberosum-Nachkommenschaften festgestellt. Daraus wird geschlossen, dass die Vor-Auslese unter denAndigenas hinsichtlich Anpassung an Tagesl?nge und Krankheitsresistenz usw. es erm?glichen k?nnte, aus der F₁-Generation vonAndigena Tuberosum-Hybriden wirtschaftlich annehmbare Sorten mit hohem Ertrag zu bekommen.

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Résumé On a comparé dans un champ d'essai 22 descendances dont un des parents était la variétéTuberosum: Clarke 650. Pour 18 descendances, l'autre parent était prélevé dans l'essai d'adaptationd'Andigena de Simmonds (1966) à un stade peu avancé de sélection; pour les 4 descendances restantes, l'autre parent était une variété deTuberosum. En moyenne, la production des descendancesAndigena · Tuberosum surpassait de 13% les descendancesTuberosum · Tuberosum. Une descendanceTuberosum du parent continentalAckersegen surpassait les autres provenant de parents britanniques. Comparativement aux trois descendancesTuberosum britanniques, les descendancesAndigena · Tuberosum étaient supérieures de 19% en moyenne, tandis que la meilleure descendanceAndigena · Tuberosum était supérieure de 49%. La grosseur moyenne du tubercule était semblable chezAndigena · Tuberosum et chezTuberosum · Tuberosum; de même aussi la grosseur moyenne du grand tubercule (un prélevé à chaque plante). La date moyenne de maturité était également semblable dans les deux types de descendance. Cependant la diversité de grosseur du tubercule et des dates de maturité était plus grande chez les descendances d'Andigena · Tuberosum que chez celles deTuberosum · Tuberosum, comme il fallait s'y attendre en raison du plus grand nombre de descendances intéressées. Les descendancesAndigena · Tuberosum à faible production étaient de maturité précoce, mais toutes les descendances à maturité précoce, mais toutes les descendances à maturité précoce n'étaient pas de faible production. De la résistance au mildiou était détectée dans quatre descendancesAndigena · Tuberosum. L'auteur conclut qu'une présélection dans lesAndigena pour l'adaptation aux jours longs et la résistance aux maladies etc., peut permettre d'obtenir des variétés commercialement acceptables et de haute production dans la génération F₁ d'hybridesAndigena · Tuberosum.

     

Salt tolerance inSolanum kurzianum andS. tuberosum cvs Alpha and Russet Burbank

Summary The cultivated potatoSolanum tuberosum cvs Alpha and Russet Burbank and the wild speciesS. kurzianum were compared with respect to salt tolerance. Plants of the wild species were found to be more salt tolerant than those of the cultivated species since their growth was less impaired by the salinity, although they accumulated more sodium and less potassium ions in the shoot. Unlike the whole plant, callus derived from the wild plants was not more tolerant than that from the cultivated species. Differences in the responses to salinity between cultivated and wild plants, and between the whole plants and calli derived from them are discussed. Based on these differences and the similarity of the physiological responses to salt stress betweenS. kurzianum and the wild salt-tolerant relatives of tomato, the former is suggested as a potential source of genes for increasing the salt tolerance of potato.     

An evaluation of bromoethane for breaking tuber dormancy inSolanum tuberosum L.

Bromoethane was evaluated for its suitability to induce dormant tubers to sprout. Bromoethane immediately broke dormancy and caused multiple sprouting when applied to whole tubers as a vapor at 0.1 or 0.2 ml/L for 24 h at room temperature. Superficial and localized necrosis developed on the tubers if proper skin set had not occurred either in the field or after a curing period. In fall greenhouse trials, bromoethane treatment of whole tubers of the cultivars Red Pontiac, Russet Burbank, Bintje, Kennebec and Caribe induced them to sprout 40 to 70% earlier than untreated controls. Application of bromoethane significantly increased the mean rate of shoot elongation by 2.8 mm/day although there was no significant difference in its effect among the cultivars.