Tissue culture storage of potato germplasm. 1. Minimal growth storage

Summary The interval between transfers of organ cultures derived from fifteen potato cultivars has been extended from four weeks to twelve months or longer. Reduction of temperature from 22 °C to 6–12 °C particularly with temperature cycling (6 °C during an 8-hour nigh and 12 °C during a 16-hour day) was successful. Increasing medium volume and sucrose concentration from 3 to 8% also increased survival after long storage periods. There was variation between species which was partly related to the ability to form tubers in culture. Highest survival occurred of cultures of the frost-tolerant speciesS. curtilobum andS. juzepcjukii. However, 60% or more of cultures from all the species were capable of new growth on transfer after twelve months storage under the temperature cycling regime.

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Zusammenfassung Das Intervall zwischen den Uebertragungen von Organkulturen, die von fünfzehn Kartoffelsorten stammen, wurde von vier Wochen auf zw?lf Monate oder l?nger ausgedehnt. Die fünfzehn Züchtungen schlossen Muster von vier Ploidygraden ein und deckten den Schwankungsbereich innerhalb kultivierter Kartoffeln. Nodienkulturen wurden routinem?ssig alle vier Wochen übertragen und auf N?hrboden nach Murashige & Skoog (1962) ohne Hormone bei 22 °C bei einer Photoperiode von 16 Stunden herangezogen. Die nach der Lagerung überlebenden Pflanzen wurden auf frischen N?hrboden übertragen und dienten der Produktion der neuen Anzucht. 61% der Kulturen überlebten zw?lf Monate bei 6 °C, verglichen mit 14 % bei 22 °C, 17 % bei 2 °C und 39 % bei 10 °C. Doch überlebten von den sieben verwendeten Arten nur die Kulturen von vier Arten achtzehn Monate. Ein Temperaturzyklus (6 °C Nacht, 12 °C Tag) erh?hte die Ueberlebenschance auf 82 % und auf mehr als 60 % bei den k?lteempfindlichen ArtenS. goniocalyx, S. tuberosum undS. chaucha. Eine Erh?hung des N?hrbodenvolumens pro Kultur von 3,5 ml auf 60 ml erm?glichte das Ueberleben bis zu 88 % bei 10 °C. Dagegen war das Abdichten der Kulturen, um eine Verdunstung zu verhüten, verheered. Nur 8 % der Kulturen waren nach zw?lf Monaten noch am Leben. Die Anwendung von induzierenden Bedingungen, um Knollen in vitro (9 Std. Tag 10 °C) zu erzeugen, verbesserte generell das Ueberleben bei 10 °C von 42 % bis 56 %. Alle Arten bildeten Knollen, ausgenommenS. goniocalyx undS. chaucha. Diese Bedingungen erlaubten eine starke Verbesserung im Ueberleben der Tuberosum-Züchtungen, n?mlich von 24 % auf 56 %. Die Entfernung der organischen N?hrstoffkomponenten inklusive Saccharose und die Verwendung von N?hrb?den mit tieferen Salzkonzentrationen als Murashige & Skoog (1962) blieben ohne Erfolg. Die Errichtung von Kartoffel-Genbanken in Form von Gewebekulturen ist m?glich, wenn einfache Methoden zur Verl?ngerung der Zeitintervalle zwischen den Uebertragungen angewendet werden. Das Material kann in einer sterilen, krankheitsfreien Form vorr?tig sein und kann, wenn gewünscht, ohne Risiko der Infektion durch systemische Pathogene rasch vermehrt werden.

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Résumé L'intervalle entre la mise en culture d'organes issus de quinze variétés de pomme de terre et leur transfert a été étendu de quatre semaines à douze mois ou plus. Ces quinze variétés comprenaient quatre niveaux de plo?die et couvraient la gamme des variations observées à l'intérieur des pommes de terre cultivées. Les explantats issus des cultures ont été transférés régulièrement toutes les quatre semaines et cultivés sur le milieu de Murashige & Skoog (1962) sans hormones, à 22 °C sous une photopériode de 16 heures. Les cultures étaient faites une à quatre semaines avant leur transfert dans les conditions expérimentales. La survie des explantats s'est exprimée par la production d'une nouvelle croissance sur le milieu frais. La plupart (61 %) des explantats ont survécu douze mois à 6 °C, alors que la réussite n'a été que de 14 % à 22 °C, 17 % à 2 °C et 39 % à 10 °C; des sept espèces utilisées, seulement quatre ont survécu dix huit mois. Une alternance de températures (6 °C la nuit et 12 °C le jour) a amélioré le taux de survie, l'amenant à 82% et à 60 % pour les espèces thermosensibles:S. goniocalyx, S. tuberosum etS. chaucha. Une augmentation de la quantité du milieu de culture (3.5 ml d'une part, 60 ml d'autre part) a élevé le taux de survie à 88 % à 10 °C, mais la fermeture des récipients de culture pour limiter l'évaporation a eu un effet désastreux; seulement 8 % des explantats étaient en vie après 12 mois de culture. L'utilisation de conditions inductives pour la tubérisation in vitro (9 h de jour à 10 °C) a eu un effet favorable sur le taux de survie, de 42 à 56%; des tubercules se sont formés chez toutes les espèces, à l'exception deS. goniocalyx etS. chaucha. Ces conditions ont apporté une nette amélioration de la survie des variétés, de 24 à 56 %. La suppression des constituants organiques du milieu, y compris du saccharose, et l'utilisation d'un milieu moins concentré en sels que celui de Murashige & Skoog (1962) ont été infructueux. La création pour la pomme de terre d'une banque de gènes sous la forme de cultures de tissus est possible si l'on emploie ces méthodes simples de prolongation des périodes entre les transferts. Le matériel peut être utilisable à l'état stérile, exempt de virus et peut être multiplié rapidement, à l'abri de tout risque d'infection systémique si cela est nécessaire.