Isolation,culture, and regeneration of leaf mesophyll protoplasts of selected clones ofSolanum

Summary Protoplast production and regeneration of nine cultivars ofSolanum tuberosum spp.tuberosum and a hybridSolanum phureja × S. chacoense (JV-2) were compared by using methods based on Grun & Chu (1978) and Shepard (1980). The yield of protoplasts differed significantly among clones. Small leaf samples produced more protoplast per gram than large ones. Significant environmental effects on protoplast production when only the light that the plants received was controlled became non-significant when both light and temperature were controlled by use of a growth chamber. JV-2 was successfully cultured by the method based on Grun & Chu (1978), but the cultivars were not. Protoplasts of six clones developed calli, when the method based on Shepard (1980) was used, but cvs. Atlantic and Kennebec usually failed to form cell walls. Success in growth and development during each stage of protoplast and callus culture was clone specific. Calli of JV-2, Russet Burbank, and Lemhi developed shoots while those of Butte, Superior, and Green Mountain did not. Authorized for publication as paper No 7121 in the Journal Series of The Pennsylvania Agricultural Experiment Station.     

The male fertility of primary and further generation dihaploids ofSolanum tuberosum

Summary Male sterility in dihaploids ofSolanum tuberosum is often a barrier to their utilization in breeding and genetical studies. Although the male fertility of primary dihaploids (obtained directly from tetraploids) was generally low, a few were produced by the author which produced seed when used as pollen parents on female fertile dihaploids. The population of further generation dihaploids (from dihaploid intercrosses) produced from the showed a marked improvement in male fertility. Comparative data from measurements of different aspects of male fertility in dihaploids are presented. These showed that the weight of pollen per anther, the percentage of (iodine) stainable pollen and the number of seeds per berry were greater in further generation dihaploids than in primary dihaploids. It is suggested that interspecific crosses using dihaploids are not necessarily useful for increasing male fertility in diploid potatoes. The advantages of breeding at the diploid level withinS. tuberosum are discussed. Rare male-fertile dihaploids could be used to generate diploids with a high frequency of male fertility. These could then be used to cross with any other flowering dihaploids to combine characters at the diploid level, so exploiting the simpler genetic ratios associated with disomic inheritance.     

Increased induction of embryogenesis and regeneration in anther cultures ofSolanum tuberosum L.

Summary A new method is presented for anther culture. Anthers are cultivated on cubes of solid medium, surrounded by liquid medium. This allows changes of media composition at any time. When embryos or callus were produced, the liquid initiation medium was removed and replaced with regeneration medium. The best yield of embryos and the best regeneration frequency were obtained when the initiation medium contained 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D). Regeneration of shoots from callus was stimulated on double layer medium, with the callus placed on top of a solid medium, partly submerged in the overlaying liquid medium. The best gelling agent for shoot multiplication media was agarose, but gellan gum was a good alternative. Both the production of flower buds and embryogenesis in anther cultures was inhibited by an increased concentration of CO₂ in the air surrounding the donor plants.     

Restriction fragment length polymorphism inSolanum spp for the construction of a genetic map ofSolanum tuberosum L.: a preliminary study

Summary When using two restriction enzymes and DNA probes from different sources, high levels of restriction fragment length polymorphism (RFLP) were observed in Southern blot hybridisation experiments, among 6 di(ha)ploid genotypes ofSolanum tuberosum and some closely related species. In 3 F1 sample populations of 14 individuals each, both heterozygosity and segregation of hybridisation patterns were observed. The non-radioactive biotin-dUTP/SA-AP method for DNA detection on Southern blots proved to be satisfactory and reliable.     

Jasmonate effect on in vitro tuberization of potato (Solanum tuberosum L.) cultivars under light and dark conditions

Summary Effects of jasmonic acid (JA) on in vitro tuberization of six potato cultivars were examined. Tuberization was carried out in the dark, or with 8 h photoperiod on MS media with vitamins, 8% sucrose, 0.6% agar and either 2.5 μM JA (JAMed) or no JA using explants either preconditioned with 2.5 μM JA (JAPret) or not. Cultivars Amisk, Russet Burbank, Sangre and Umatilla Russet produced the most (1.0–1.7) and the largest microtubers per explant. Tuberization was inconsistent in Shepody and poor in Atlantic. All cultivars tuberized significantly better in 8 h than in the dark. JA effects were cultivar specific and larger in the dark than in light. In the dark, Amisk, Atlantic and Umatila Russet tuberized better in JAMed than in JAPret. These cultivars did not benefit from JA treatments in light. Russet Burbank and Sangre tuberized in the dark better from JAPret cuttings than on JAMed medium. JA had no effect on tuberization in Shepody. JA double treatment in light vs. control and individual JA treatments significantly reduced tuberization in Shepody and Russet Burbank.     

花生胚小叶的离体再生及筛选压力选择

以花生胚小叶为外植体,优化离体再生条件,通过对再生苗进行筛选,为外源基因的遗传转化提供实验依据。研究表明,不同基因型胚小叶的再生能力差异显著,在供试基因型中中花8号不定芽诱导率和成苗率最高,且外植体状态最好。中花8号胚小叶再生的最佳诱导培养基为MSB + 6-BA（4.5mg/L）+NAA（1mg/L）+AgNO3（2mg/L）,最佳诱导培养时间为21d。对中花8号再生苗进行筛选浓度实验,草丁膦（PPT）为20mg/L时,可筛选出抗性苗;300mg/L的卡那霉素（Km）可用于较小幼苗筛选,而对较大幼苗则需将Km的浓度提高至400mg/L以上。     

Effects of soil applications of gibberellic acid on the yield and quality of tubers ofSolanum tuberosum L. cv. Bintje

Summary In two outdoor pot experiments with potato (cv. Bintje) gibberellic acid (GA) was applied to the soil on different dates at 25 (Exp. 1) or 12.5 (Exp. 2) mg/pot. Dry-matter yields were reduced by early treatments in Exp. 1. In both experiments fresh yields were increased by an application about 40 days or later after planting (DAP). GA increased the number of tubers, especially when applied 38 or 40 DAP, treatments which also induced the largest shift in size distribution towards the smaller grades. GA reduced the dry-matter content of the tubers, especially when applied 60 (Exp. 1) or 48 (Exp. 2) DAP. Because the development over time of sensitivity to GA was not similar for all yield and quality variables, GA can be used to alter tuber-size distribution without greatly affecting other quality characteristies or yield.     

Initial acytokinesis during leaf protoplast culture of dihaploid and tetraploidSolanum tuberosum and diploidS. bulbocastanum

Summary Leaf protoplasts of dihaploid (2n=2x=24) and tetraploid (2n=4x=48)Solanum tuberosum, and diploidS. bulbocastanum (2n=2x=24) were cultured in liquid medium. The cultures were studied for early karyological changes during their development. Giemsa staining of spread preparations revealed extremely low percentages of protoplasts developing into calli with the parental chromosome number, and high percentages of acytokinetic cells. The nuclear divisions within a cell were synchronous which allowed the occurrence of spindle interaction, resulting in nuclear poly- and aneuploidization. Although polyploidization was also found in uninucleate cells, a major increase in the formation of true-to-type calli would certainly be established by the improvement of early cross wall formation.     

The effect of growth regulators on meristem tip development and in vitro multiplication ofSolanum tuberosum L. plants

Summary We studied the effect of β-indoleacetic acid (IAA), α-naphthylacetic acid (NAA), kinetin (K), 6-benzylaminopurine (BAP) and gibberellic acid (GA₃) on development of isolated meristems of four potato cultivars (subsp. tuberosum). GA₃ had a stimulating effect on in vitro meristem growth. The differences among the cultivars are presented. K+IAA+GA₃ induced formation of multiple shoots. We describe a method of continual plant multiplication under in vitro conditions and propose the produce for maintenance, multiplication and virus eradication of potato germplasm and cultivars.

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Zusammenfassung Von vier Kartoffelsorten (Blanik, Cira, Nora und Radka) wurden die Meristemspitzen entnommen. Der N?hrboden enthielt Makround Mikroelemente gem?ss Murashige & Skoog (1962), Vitamine entsprechend B-5 (Gamborg et al., 1968), 100mg/l Inositol, 30 g/l Saccharose und 8 g/l Agar. Wir untersuchten die Wirkung von β-Indolessigs?ure (IAA), α-Naphytlessigs?ure (NAA), Kinetin (K), 6-Benzylaminopurin (BAP) und Gibberellins?ure (GA₃). Auf den N?hrb?den mit IAA und NAA wurde mangelhaftes Triebwachstum und unvollst?ndige Blattentwicklung (Abb. 1) festgestellt; die Pflanzen konnten nicht in Erde versetzt werden. K (0.1 μM) induzierte vollst?ndige Pflanzenentwicklung (Tabelle 1), w?hrend BAP (0,1μM) die Triebenentwicklung anregte, worauf die Bewurzelung auf N?hrboden mit 0,1 μM IAA (Abb. 2) erfolgte. Alle GA₃-Konzentrationen hatten einen vorteilhaften Einfluss auf die Entwicklung von Pfl?nzchen aus Meristemspitzen (Abb. 1 und Tabelle 1). Optimales Wachstum und rasche Entwicklung der Pflanzen aller vier Sorten wurde mit dem N?hrboden mit IAA+K+GA₃ erreicht. Mehrfache Triebbildung erfolgte auf den Medien mit erh?hten GA₃-Konzentrationen (5 und 10 μM), speziell bei den Sorten Cira und Blanik (Abb. 3). Die Pflanzen aus der Meristemspitzenkultur konnten unter sterilen Bedingungen in Perlit, das mit der Hoagland's-L?sung und mit einem Zusatz von 0,1 μM IAA ges?ttigt war, fortlaufend vermehrt werden. Die Pflanzen entwickeln sich aus Achselknospen. Ein Steckling aus einem Meristem ist f?hig, 5–8 Pflanzen in zwei Monaten hervorzubringen. Der Artikel beschreibt das System der mehrfachen Triebbildung und die laufende Fortpflanzung in vitro zur Erhaltung und Vermehrung von Kartoffel-Keimplasma (Westcott et al., 1977) und virusfreien Züchtungen (Abb. 4).

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Résumé Des méristèmes apicaux ont été prélevés sur quatre variétés de pommes de terre: Blanik, Cira, Nora et Radka. Le milieu de culture contenait des macro-et microéléments d'après les indications de Murashige & Skoog (1962), des vitamines B-5 (d'après Gamborg et al., 1968), 100 mg/l d'inositol, 30 g/l de sucrose et 8 g/l d'agar. Nous avons étudié l'action de l'acide β-indoleacetic (IAA), de l'acide α-naphtylacétique (NAA), de la kinétine (K), de la 6-benzylaminopurine (BAP) et de l'acide gibberellic (GA₃). Sur les milieux contenant de l'IAA et du NAA, nous avons observé un développement imparfait des pousses, et un développement partiel des feuilles (fig. l); les plantes ne pouvaient pas être transplantées en terre. K (0,1 μM) a induit un développement complet des plantes (tableau 1) tandis que le BAP (0,1 μM) a stimulé le développement des pousses suivi de leur enracinement dans le milieu contenant 0,1 μM d'IAA (fig. 2). Toutes les concentrations de GA₃ ont eu un effet bénéfique sur le développement des plantules issues de méristèmes apicaux (fig. 1 et tableau 1). La croissance optimale et le développement rapide des plantes des 4 variétés ont été observés sur le milieu contenant IAA+K+GA₃. Des pousses multiples se sont formées sur les milieux contenant des concentrations élevées en GA₃ (5 et 10 μM), notamment sur les variétés Cira et Blanik (fig. 3). Les plantes obtenues à partir de culture de méristèmes apicaux ont p? être continuellement propagées en conditions stériles dans de la perlite saturée d'une solution de Hoagland avec addition de 0,1 μM de IAA. Les plantes se développent à partir des bourgeons axillaires; une plantule d'origine méristématique est capable de donner naissance à 5 à 8 plantes en 2 mois. L'article décrit le système de formation des pousses multiples et la propagation continue in vitro pour la maintenance et la multiplication de variétés de pommes de terre indemnes de maladies (Westcott et al., 1977) et de virus (fig. 4).

     

In vitro adventitious bud techniques for vegetative propagation and mutation breeding of potato (Solanum tuberosum L.). 1. Vegetative propagation in vitro through adventitious shoot formation

Summary Rachis, petiole and leaflet-blade explants of potato were either not irradiated or irradiated with different doses of X-rays. The effect of X-ray dose, explant type and explant position on adventitious shoot formation of in vitro cultured explants and on subsequent root formation of subcultured shoots was examined. The in vitro method of vegetative propagation resulted in the production of 3167 plantlets from 457 explants (with subcultured shoots), at least 4 months after incubation.

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Zusammenfassung Hauptachsen-, Blattstiel- und Fiederblatt-Gewebestückchen von Kartoffeln wurden von verschiedenen Stellen isoliert und entweder nicht bestrahlt oder mit verschiedenen Dosen von X-Strahlen bestrahlt. Die isolierten Pflanzenteile wurden auf MS-N?hrb?den erg?nzt mit 0,8 % Agar, 5 % Saccharose, BAP und IAA (1 mg/l) und GA₃ (10 mg/l), kultiviert. Die Gewebe wurden einer Tagesl?nge von 14 h, einer Temperatur von 20 °C und 70–80 % relativer Feuchtigkeit ausgesetzt. Die ersten Nebentriebe erschienen 3–6 Wochen nach der Inkubation (Abb. 6 und 7). Bei 94,7 % der nicht befallenen Kontrollgewebe wurden neue Triebe (≥1 cm) gebildet (Tabelle 1a). Bestrahlung versp?tete und reduzierte die Neubildung von Trieben; diese Reduktion schien mehr oder weniger unabh?ngig vom Typ des Gewebes und proportional zur Dosis der X-Strahlen zu sein. Die Gewebestelle beeinflusste die Nebentriebbildung nur wenig (Tabelle 1b). Die ersten Triebe (≥1 cm) wurden aus den Kontrollgeweben abgeschnitten und für die Bewurzelung auf MS-N?hrboden, erg?nzt mit 0,5 % Agar, 2 % Saccharose und 0,1 mg/l IAA, 19 Wochen nach Inkubation nachgebaut. Die Anzahl der grossen, nachgebauten Triebe pro Gewebe nahm mit steigender Dosis der X-Strahlen ab (Tabelle 2a). Die Anzahl der grossen, nachgebauten Triebe (≥1 cm) pro Kontroll-Fiederblattgewebe (13,9) war etwas h?her als die Anzahl pro Hauptachsen- und Blattstielgewebe der Kontrolle (12,5). Die Gewebestelle beeinflusste die Anzahl der grossen nachgebauten Triebe nicht deutlich (Tabelle 2b). Die ersten nachgebauten Triebe brachten nach einer Woche Wurzeln hervor, und die meisten Triebe hatten nach 2 Wochen Wurzeln entwickelt. Die bewurzelten Triebe und die kr?ftigsten unbewurzelten Triebe wurden für die sp?tere Produktion in Erde verpflanzt und nachfolgend als Pfl?nzchen ins Glashaus überführt. Es wurde kein signifikanter Einfluss von Gewebetyp und Gewebestelle in bezug auf die Anzahl der eingetopften Triebe und der übersiedelten Pfl?nzchen festgestellt. Gewebe sowohl von Hauptachse und Blattstiel als auch vom Fiederblatt brachten bei steigender Dosis von X-Strahlen eine abnehmende Anzahl von eingetopften Trieben und übersiedelten Pfl?nzchen. Schliesslich wurden 158 von 225 Trieben (70,2 %), die von Hauptachsen- und Blattstielgeweben der Kontrolle stammten, ins Glashaus überführt, und 203 von 251 Trieben (80,9 %) aus Fiederblattgewebe der Kontrolle. In den Kontrollverfahren wurden von jedem Gewebestück 8,8 Pfl?nzchen von Hauptachsenund Blattstielgeweben versetzt und 11,3 Pfl?nzchen von Fiederblattgeweben. Der Durchschnitt pro Gewebestückchen mit grossen Trieben betrug 10,0 Pfl?nzchen. Kontrollpfl?nzchen erhielt man ungef?hr fünf Monate nach dem Schneiden der Gewebestücke; bei Bestrahlung mit steigender Dosis von X-Strahlen wurden zunehmend l?ngere Zeiten ben?tigt.

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Résumé Des explants de rachis, de pétiole et de limbe foliaire prélevés en différents endroits ont été soit non irradiés, soit irradiés à différentes doses de rayons X. Les isolats ont été mis en culture sur des milieux MS, additionnés d'agar à 0,8 %, de 5 % de sucrose, de 1 mg/l de BAP et IAA et 10 mg/l de GA₃. Les explants sont soumises à une durée du jour de 14 h, une température de 20 °C et 70–80 % d'humidité relative. L'initiation des premières pousses adventives apparait 3 à 6 semaines après incubation (fig. 6 et 7). Sur 94,7 % des explants témoins et non-contaminés les pousses (≥1 cm) ont été régénérées (tableau 1a). L'irradiation a à la fois retardé et réduit la régénération des pousses; cette réduction s'est révélée plus ou moins indépendante du type d'explant, mais proportionnelle à la dose de rayons X. La position de l'explant n'a que légèrement modifié la formation de pousses adventives (tableau 1b). Les premières pousses (≥1 cm) ont été excisées des explants témoins puis mises en culture pour l'enracinement sur milieu MS, additionné de 0,5 % d'agar, 2 % de sucrose et 0,1 mg/l de IAA 19 semaines après incubation. Le nombre de grandes pousses repiquées par explant a diminué lorsque la dose de rayons X a augmenté (tableau 2a). Le nombre de grandes (≥1 cm) pousses repiquées par explant témoin de limbe (13,9) était un peu plus grand que celui par explant témoin de rachis et de pétiole (12,5). La position de l'explant n'a pas modifié nettement le nombre de grandes pousses repiquées (tableau 2b). Les premières pousses repiquées ont régénéré des racines 1 semaine après et la plupart des pousses ont eu des racines au bout de 2 semaines. Les pousses avec racines et les plus vigoureuses des pousses sans racines ont été transplantées dans le sol pour la dernière production et un transfert ultérieur des jeunes plantes en serre. Nous n'avons observé aucun effet significatif du type d'explant et de la position de l'explant sur le nombre moyen de pousses transplantées et de jeunes plantes transférées. Les explants de rachis, de pétiole aussi bien que ceux de limbe ont produit moins de pousses transplantées et de jeunes plantes transférées avec les doses croissantes de rayons X. En définitive, 158 sur 225 pousses (70,2 %) issues de rachis et de pétiole témoins, et 203 sur 251 pousses (80,9 %) issues d'explants de limbe témoin ont été transférées. Dans les traitements témoins, pour chaque explant de rachis et de pétiole 8,8 jeunes plantes ont été transférées contre 11,3 pour les explants de limbe, ce qui fait en moyenne 10 jeunes plantes par explant avec de grandes pousses. Les jeunes plantes témoin ont été obtenues environ cinq mois après l'excision des explants; avec irradiation il fallait des délais de plus en plus longs aux doses croissantes de rayons X.

     

Development, growth and chemical composition of the potato crop (Solanum tuberosum L.). I. leaf and stem

Summary In this first part of a review the development of the potato leaf and stem is described, based on research data and literature. The development over time, the daily changes of fresh and dry matter, the contents of organic and inorganic components (dry matter, starch, sugars, organic acids, ascorbic acid, nitrogenous compounds, nitrate, glycoalkaloids, chlorophyll, P, K, Ca, Mg, Mn, Na, trace elements), and physiological parameters (rate of assimilation and photosynthesis, activity of enzymes) of the leaf and stem are described and discussed for every phenological growth stage of the potato crop.     

Effects of droght on the initiation,yeild, and size distribution of tubers ofSolanum tuberosum L. cv. Bintje

Summary Potato plants were grown in pot assemblies which allowed non-destructive observations. During tuberization, plants were exposed to dry or wet conditions in the stolon environment and normal or low osmotic potential of the nutrient solution. Drought in the stolon environment enhanced the initiation of stolons and tubers. Although this treatment caused a minor reduction in yield, more large tubers were produced because there were more large tubers on the early-initiated stolons. Drought in the root medium did not affect the final number of stolons or tubers initiated, but reduced tuber yield. It inhibited the formation of large tubers on the later-formed stolons. Drought conditions simultaneously in the stolon and root media slightly stimulated the initiation of stolons and tubers. Furthermore, it reduced the tuber yied and no large tubers were found on the latest-formed stolons. However, there were more large tubers on the early-formed stolons.

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Zusammenfassung In zwei Experimenten unter kontrollierten Bedingungen (Tabelle 1) wurden Pflanzenentwicklung, Knollenertrag und Knollengr?ssen-Verteilung vonSolanum tubersosum L. (Sorte Bintje) untersucht. Das speziel entwickelte Verfahren (Abb. 1) erlaubte fortw?hrende, nicht-destruktive Beobachtungen der Stolonenbildung und der Knokllweninitiiterung und erm?glichte separate Variierung der Wasserverfügbarkeit in der Umgebung von Wurzeln und Stolonen. Die Stolonne-Initiierung wurde duch ein trockenes Stolonen-Medium gef?rdert, w?hrend Trockenheit in der Wurzelumgebung die Stolonenbildung kaum beeinflusste (Abb. 2). Ebenso wurde Knolleninitiierung durch Trockenheit im Stolonenmedium stimuliert, w?hrend eingeschr?nkte Waseraufnahrne durch die basalen Wurzeln kaum Einfluss auf die Knollenbildung hatte (Abb. 3). Nicht alle Knollen wuchsen bis zu substanzieller Gr?sse. Trockenheit im Wurzelmedium reduzierte die Zahl der Knollen, die ein endgültiges Trockengewicht über 0,50 g errichten (Tabelle 2). Der Feuchtigkeitsgehalt des Stolonenmediums hatte hingegen keinen Einfuss auf diese Zahl. Trockenheit im Wurzelmedium reduzierte auch den Gesamtertrag an Knollentrockenmasse erheblich. Ein trockenes Stollonenmedium hatte lediglich einen geringen Einfluss (Tabelle 2). Offensichtlich reduziert Trockenheit de Zahl der Knoilen durch Reduktion des Knollenwaschtums und nicht durch Beeinflussung der Knollenbildung, und ist nur bei trockenen Verh?ltnissen im Wurzelbereich effektiv. Ein trockens Stolonenmedium w?hrend der Knollenbildung induziert eine Schub and Trockenmasse für h?here Knollengr?ssen: In beiden Versuchen ergab sich eine h?here Proportion des gesamten Knollenertrages in der h?chsten Klasse für Knollengr?ssen (Abb. 4). Wurden die Wurzeln trockenen Verh?ltnissen ausgesetzt, wurde relativ mehr Trocknmasse in den mittelgrossen Knollen festgelegt (Abb. 4.). Der beobachtete poisitive Effekt eines trockenen Stolonenmediums wurde durch einen Anstieg der Zahl grosser Knollen an früh-initiierten Stolonen verursacht (Abb. 5). Trockenheit im Wurzelmedium ergab weiniger gr?ssere Knollen an den sp?tinitiierten Stolonen (Abb. 5). Der einfluss von Trockenheit im Wurzelmedium stimmt mit den meisten Literaturdatend überein. Der Einfluss eines trockenen Stolonenmediums ist dagegen bemerkenswert und bedarf weiterer Untersuchung.

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Résumé Les effets de la sécheresse sur le développement de la plante, le rendement en tubercules et la répartition des calibres deSolanum tuberosum L. variété Bintje sont étudiés dans deux expérimentations en conditions controlées (tableau 1). Le dispositif spécial utilié (fig. 1) permet des observations non destructives fréquentes de la formation des stolons et de l'initiation des tubercules et rend possible des variations séparées de la disponibilité en eau au niveau des racines et des stolons. Un milueu sec au niveau des stolons favorise leur initiation tandis que des conditions sèches au niveau racinaire l'affecte (fig. 2). L'initiation des tubercules est stimuulée par des conditions dèches au niveaudes stolons tandis qu'une absorption d'eau réduite des racines de la base n'a aucun effet sur la tubérisation (fig. 3). Tous les tubercules n'atteignent pas un calibre important. Une sécheresse au niveau du milieu racinaire réduit le nombre de tubercules de poids sec final supérieur à 0,50 g (tableau 2) mais le degré d'humidité au niveau des stolons n'a aucun effet surce nombre. Une sécheresse du milieu racinaire diminue également fortement le rendement totalen matière sèche des tubercules. Une sécheresse uniquement au niveau des stolons n'a qu'un effet mineur (tableau 2). Apparemment, la sécheresse diminue le nombre de tubercules en réduisant le grossissement des tubercules et non pas en modifiant la tubérisation, et n'a d'effet que si les racines sont soumises aux conditions sèches. Un milieu sec au niveau des stolons durant la tubérisation induit un déplacement de la matière sèche vers les tubercules les plus gros: dans les deux expérimentations une plus grande proportion du rendement total en tubercules a été observée dans la classe des calibres les plus gros (fig. 4). Loorsque les racines sont soumises à des conditions sèches une quantité relativement plus importante de matière sèche est accumulée dans les tubercules de moyen calibre (fig. 4). L'effert positif observé dans le cas d'un milieu sec au niveau des stolons est la cause d'une augmentation du nombre de gros tubercules sur les stolons initiés précocement (fig. 5.). Une sécheresse du milieuracinaire a pour conséquence un faible nombre degros tubercules formés surles stolons initiés tardivement (fig. 5). Les effets d'une sécheresse racinaire concordent avec la plupart des données mentionnées dans la litérature. Les effets d'une sécheresse au niveau des stolons sont cependant singuliers et nécessitent des investigations comlémentaires.

     

Specific gravity,dry matter content and starch content of 50 potato cultivars grown under Cyprus conditions

Summary Fifty potato varieties were grown at different geographic areas in Cyprus and were classified into groups according to the specific gravity of their tubers. Specific gravity varied from location to location; it was high at Athalassa, low at Xylophagou, and intermediate in the Paphos and Morphou areas. Specific gravity increased with maturity and significant differences were observed between lifting dates 3 weeks apart; the rate of increase in specific gravity was higher in medium-late than in early varieties. Specific gravity values obtained by the potato hydrometer method were converted into dry matter (DM) and into starch content by standard formulae and a conversion table was prepared and is presented for reference.

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Zusammenfassung Fünfzig Kartoffelsorten wurden in 4 geographischen Gebieten auf Zypern (Abb. 1) getestet und entsprechend dem Spezifischen Gewicht ihrer Knollen in vier Gruppen eingeteilt (Tabelle 1). Das Spez. Gewicht schwankte von 1.0669 (17.62% Trockensubstanz) bis 1.0850 (21.62% Trockensubstanz); die erhaltenen Werter für das Spez. Gewicht wurden mittels Standardformeln in % St?rkegehalt und % Trockensubstanzgehalt umgerechnet. Das spez. Gewicht schwankte von Ort zu Ort und war am h?chsten in Althalassa (eine sp?te Kartoffellage). Für die festgestellten Unterschiede im Spez. Gewicht waren mikroklimatische und Bodenfaktoren in diesen Gebieten verantwortlich (Tabellen 2–4). Unterschiede zwischen den Orten waren stets unabh?ngig von Sorte und Jahreszeit. Das Spez. Gewicht nahm mit der Reife zu, und es wurden signifikante Unterschiede zwischen Ernten, die 3 Wochen auseinanderlagen. festgestellt. Das Mass der Zunahme an Spez. Gewicht war bei mittelsp?ten und sp?ten Sorten, z.B. Arran Banner. Up-to-Date, Cardinal und Maris Piper, gr?sser als bei frühen Sorten, z.B. Premiere und Spunta (Tabelle 5). Zur Erleichterung der Information und der Verwendung der von Simmonds (1977) vorgeschlagenen Formeln wurde eine Tabelle zur Umrechnung der Spez. Gewichtswerte innerhalb des Bereichs von 1.0600 bis 1.1090 in % Trockensubstanz und % St?rke vorbereitet (Tabelle 6).

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Résumé Cinquante variétés de pommes de terre ont été testées dans quatre régions de l'lle de Chypre (figure 1) et ont été classées en 4 groupes selon le poids spécifique de leurs tubercules (tableau 1). La valeur du poids spécifique est répartie entre 1,0669 (17.62% de matière sèche) et 1,0850 (21,62% M.S.); les valeurs obtenues ont été converties en pourcentage d'amidon et en pourcentage de matière sèche (tableau 1) par l'emploi d'une formule standard. Le poids spécifique a varié d'une région à l'autre et a été le plus élevé en Athalassa (localité à pommes de terre tardives). Les facteurs climatiques (micro-climats) et le type de sol de ces diverses régions ont été responsables des différences de valeur de poids spécifique observées (tableaux 2–4); ces dernières ne dépendant ni de la variété, ni de la saison. Le poids spécifique a augmenté avec la maturité des pommes de terre et des différences significatives ont été observées entre des récoltes faites à 3 semaines d'intervalle. Il a été plus élevé chez les variétés demi-hatives et tardives telles que Arran Banner, Up-to-Date, Cardinal et Maris Piper que chez les variétés hatives telles que Première et Spunta (tableau 5). Pour faciliter l'emploi de la formule proposée par Simmonds (1977) une table de conversion des valeurs de poids spécifique (entre les classes de 1,060–1,100) et les pourcentages de matière sèche et d'amidon a été réalisée (tableau 6).

     

Induction of hydrolytic enzymes and antifungal in vitro activity inS. tuberosum subsp.andigena after infection withFusarium solani f. sp.eumartii

Summary Fusarium solani (Mart.) Sacc. f. sp.eumartii (Carp.) Snyder & Hansen is the causative agent of two important types of disease in potato (Solanum tuberosum) plants: wilt in stems and leaves and dry rot in tubers. The aim of this work was to study the molecular response of the potato to fungal attack. Micropropagated plantlets were tested, using a biological assay to detect antifungal proteins. An inhibitory activity of spore germination was detected in protein fractions from infected plantlets 7 days after inoculation with the pathogen. In addition, β-1,3-glucanase activity (glucanase III) was measured in protein fractions with antifungal activity. Induction of hydrolytic enzymes and antifungal activity in infected plantlets ofSolanum tuberosum subp.andigena suggests that it could be a suitable source of resistance genes.     

In vitro and in silico analysis of two genes (A2-1 and G1-1) differentially regulated during dormancy and sprouting in potato tubers

Summary Two cDNAs, corresponding to genes differentially regulated during dormancy and sprouting in potato tubers, cultivar Désirée, were isolated: i) G1-1 corresponded to a gene that was turned off during dormancy and turned on during early phases of sprouting; ii) A2-1 corresponded to a gene activated during dormancy and strongly repressed during the transition from dormancy to sprouting. When induced, both genes were expressed at low level. Full-length cDNAs and genomic clones were isolated and characterized. G1-1 was a short gene, 452 bp long, containing an intronless open reading frame, coding for a putative protein of 64 aminoacids. Sequence analysis showed that G1-1 was homologous to an expressed sequence tag (EST) ofArabidopsis thaliana. A2-1 full-length cDNA was 1577 bp long and contained an open reading frame coding for a putative protein of 383 aminoacids, which contained a Walker box binding domain, common to a multifunctional family of intracellular ATPases.     

In vitro direct plant regeneration and Agrobacterium‐mediated transformation of lucerne (Medicago sativa L.)

In vitro direct plant regeneration of lucerne was achieved by simultaneous application of thidiazuron (TDZ) and 6‐benzyladenine (BA) in Murashige and Skoog (MS) medium. Seedlings were germinated and grown for 6 d on growth regulator–containing MS medium. The shoot tip, consisting of the apical meristem along with parts of the cotyledonary leaves and hypocotyl, was then cultured on a medium containing the growth regulator(s). Adventitious budding of the shoot tip was promoted synergistically by treatment with TDZ and BA, and a maximum of thirty‐five shoots per explant was obtained on a medium supplemented with 2 mg L^?1 TDZ and 1 mg L^?1 BA. Plant regeneration frequency varied from 67 to 93%, and five Indian lucerne cultivars responded well to the regeneration protocol. The Agrobacterium‐mediated transformation frequency from co‐cultivated explants was 13% following multiple shoot induction. Southern analysis of the T₀ plants and T₁ progenies confirmed stable inheritance of the hpt marker gene. Agrobacterium infection of the explant caused a significant reduction in the plant regeneration frequency (23%) and the number of shoots induced (11) when compared with uninfected explants. A single shoot tip provided sufficient material to regenerate and establish twenty‐seven lucerne plants, whereas only nine plants could be regenerated from an Agrobacterium co‐cultivated explant. This transformation protocol could represent a valuable improvement over existing ones for lucerne.     

The effect of genotype and culture medium on somatic embryogenesis and plant regeneration from mature embryos of fourteen apomictic cultivars of buffel grass (Cenchrus ciliaris L.)

Buffel grass (Cenchrus ciliaris L.) is an important apomictic grass used as forage for ruminant livestock. Biotechnological methods provide opportunities for producing new germplasm. Mature embryos of fourteen buffel grass apomictic cultivars (2n = 4x = 36) were used to induce embryogenic callus formation using a basal medium supplemented with 3% sucrose and with the testing of five concentrations of 2,4‐dichlorophenoxyacetic acid (2,4‐D) and four concentrations of 6‐benzylaminopurine (BAP). The effects of cultivar and culture medium on callus induction and plant regeneration were evaluated. Significant differences were observed among the fourteen cultivars and the five concentrations of 2,4‐D (P < 0·01). Values for embryogenic callus production varied from 0 to 86·7. Most cultivars showed the highest level of embryogenic callus production on the medium with the concentration of 3 mg L^?1 2,4‐D. The addition of different BAP concentrations in combination with 2,4‐D in the medium inhibited embryogenic callus growth and did not permit plant regeneration. The data clearly demonstrated that the genotype and concentrations of 2,4‐D had significant effects both on the frequency of embryonic callus formation from mature embryos and on the subsequent efficiency of plant regeneration of apomictic cultivars of buffel grass. Cultivars Biloela and Nunbank showed the greatest efficiency in in vitro culture response.     

Production of phytoalexins, glycoalkaloids and phenolics in leaves and tubers of potato cultivars with different degrees of field resistance after infection withPhytophthora infestans

Summary The kinetics of accumulation of phytoalexins, glycoalkaloids and phenolics was studied in two potato cultivars differing in their degrees of field resistance when infected withPhytophthora infestans. Tuber slices and leaves of cvs Pampeana INTA (high degree of field resistance, free of R genes) and Bintje (susceptible) were infected with race C (complex race 1, 3, 5, 7, 11) ofPhytophthora infestans. Phytoalexins and phenolics accumulated in tuber and leaf tissues which had been inoculated. The levels of these compounds in the susceptible cv. Bintje were relatively low and similar to those found before inoculation. Leaves of cv. Pampeana INTA had a very high glycoalkaloid content, suggesting that glycoalkaloids may play a role in protection of leaves against the fungus. However, we could find no correlation between resistance and glycoalkaloid content of tubers. Our results suggest a major role of phytoalexins, phenolics and glycoalkaloids in the complex mechanisms of field resistance.     

Effects of shoot,root and stolon temperature on the development of the potato (Solanum tuberosum L.) plant. II. Development of stolons

Summary Cultivars Bintje and Désirée were grown in a multi-compartment set-up, which allowed different shoot, root and stolon temperatures, to study the effects of temperature around different plant organs on the development of stolons. A high root temperature induced orthotropic stolon growth in cv. Bintje. Stolon number was not affected when temperature was increased in one compartment only, but high root temperature combined with high stolon temperature or high air temperature reduced stolon number. For ‘Bintje’, branching of stolons and their dry-matter yield were enhanced by a high temperature in each compartment, but combining high air temperature with another temperature increase was detrimental. Stolon initiation was less synchronized when plants were exposed to both high air temperature and high stolon temperature. The hormonal regulation of stolon formation and the effects of temperature on the hormonal balances involved are discussed.     

Effects of shoot,root and stolon temperature on the development of the potato (Solanum tuberosum L.) plant. III. Development of tubers

Summary The cultivars Bintje and Désirée were growth with their shoots, roots and stolons at different temperatures, to study the effects on tuber development. More tuber sites were initiated in ‘Bintje’ when the air, root or stolon temperature was increased but a combined increase of air and root temperature greatly reduced the number of sites. In contrast, each temperature increase reduced the number of tuber sites in ‘Désirée’ but an increase in temperature in one compartment usually increased the number of tubers set. The relative tuber set was enhanced by a combination of high stolon temperature and low root temperature. Especially an increase in air temperature reduced tuber yield and tuber dry-matter content, but increasing stolon temperature had the largest effects on the induction of second growth. Stolon and tuber development, dry-matter partitioning and initiation of second growth responded differently to variation in temperature around different plant parts suggesting that these processes are affected by different regulation mechanisms.