DD250545B1 - Verfahren zur massenhaften stabilen vermehrung homozygoter beta-ruebenpflanzen - Google Patents

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein effektives Vermehrungsverfahren von Ausgangsmaterial für die Beta-Rüben-Hybridzüchtung.

Bekannte technische Lösungen

Die Züchtung einer neuen Zuckerrübensorte ist nach Zinecker, M., Fortschr. ber. für die Landwirtschaft und Nahrungsgüterwirtsch., Bd. 13 (1975) Heft 3, ein sehr zeit- und material- sowie kostenaufwendiger Prozeß, der von der Schaffung pollensteriler Linien bis zur Sortenzulassung mindestens 16, meist 18 bis 20 Jahre erfordert. Einerseits kann mit Hilfe von teilweise homozygoten, pollensterilen Linien der Ertrag der Hybridsorten bedeutend gesteigert werden (Bosemark, N.O., Biologie buraka cukrowego [1979] S. 286-305 [poln.]), indem die spezifische Kombinationseignung genutzt wird, andererseits scheiterte die erforderliche massenhafte Erzeugung von pollensterilen Analoglinien bisher an der sehr aufwendigen Erzeugung, erschwert durch das Inkompatibilitätssystem der Beta-Arten (Melzer, R., Behrens, H.O., Fortschr. ber. f. d. Landw, u. Nahrungsgüterwirtsch. Bd. 18 [1980] Heft 4). Die in der Beta-Rüben-Hybridzüchtung bisher verwendeten pollensterilen (ms)-Linien sind auf rein biologischem Wege über 6 bis 4 Generationen (12-8) Jahre durch Selbstung und Einkreuzung von 0-Typen (Fixatoren) gemäß den genannten Veröffentlichungen von Zinecker und Melzer/Behrens entstanden. Solche Linien sind daher nicht als homozygote Linien zu bezeichnen, sondern es entstehen Heterozygote (gemischterbige) durch die Einkreuzung der Fixatoren.

Die Vorteile des Einsatzes haploider Pflanzen bei der Erzeugung homozygoter Linien hat man zwar erkannt (Melzer/Behrens a.a.O., S.9), doch konnte man dies wegen des Mangels an Techniken für deren massenhafte Erzeugung nicht nutzen und somit auch eine Grundlage für die Züchtung neuer Hybriden nicht verwirklichen.

Ziel der Erfindung

Es ist daher Ziel der Erfindung, die Züchtungszeit für neue Zückerrübensorten wesentlich zu verkürzen und dabei erhebliche Einsparungen zu ermöglichen.

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit Hilfe verfahrenstechnischer Maßnahmen die bisher nicht erreichbare massenhafte stabile Vermehrung homozygoter Linien zu entwickeln und damit eine absolute genetisch identische Reproduktion in vitro zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß besteht das Verfahren darin, daß man Sproßteile mit einem intakten apikalen oder lateralen Meristem oder Blütenstandsteile in vitro nacheinander auf folgenden Medien behandelt: zur Etablie/ung auf einem Nährmedium mit Zusatz von 6-Benzyl-aminopurin im Konzentrationsbereich von etwa 0,2 bis etwa 1,0 mg/l und von lndolyl-3-buttersäure von etwa 2,0 mg/l; zur Vermehrung auf einem Nährmedium mit Zusatz von etwa 2,0 mg/l lndolyl-3-buttersäure, 0,01 bis etwa 0,1 mg/l 6-Benzylaminopurin und etwa 5,0 mg/l Gibberellinsäure; und zur Bewurzelung auf einem Nährmedium mit Zusatz von etwa 4,0mg/l lndolyl-3-buttersäure; und danach unter unsterilen Bedingungen in Erde weiterkultiviert.

Erfindungsgemäß handelt es sich bei dem Nährmedium um ein Medium nach Murashige und Skoog.

Bevorzugte monohaploide Pflanzen sind männlich-sterile Formen, insbesondere Formen zytoplasmatisch-genischer Pollensterilität.

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Die Erfindung ist uneingeschränkt auch für fertile horriozygot diploide" sowie für in vitro erzeugte haploide und homozygot diploide Beta-Rübenpflanzen nutzbar.

Zur Etablierung der In-vitro-Kultur werden Sproßteile einer blühenden Pflanze eingesetzt.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin, daß in das Vermehrungsmedium In-vitro-Meristeme enthaltende Pflanzenteile eingebracht werden.

Der besondere Vorteil des neuen Verfahrensweges besteht darin, daß die hergestellte homozygote Linie nunmehr der Hybridzüchtung nach bekannten biologischen Verfahren mit unbeschränkter Reproduzierbarkeit in vitro zur Verfügung steht.

Um genetisch veränderte Variable in Haploiden zu erhalten, kann mit einem Verfahren zur Erzeugung von pflanzlichem Ausgangsmaterial über Adventivsproßbildung gearbeitet werden, wobei die somaklonale Variabilität ausgenutzt werden oder eine mutagene Behandlung zur Erhöhung genetisch veränderter Formen erfolgen kann. Um neue Ausgangsmaterialien für die Züchtung zu erhalten, benötigt man mit Hilfe der Erfindung nur noch 3 bis 4 Jahre (die Resistenzprüfung kann sogar schon nach 6-8 Monaten erfolgen) und reduziert den materiellen und personellen Aufwand um etwa 40%. Dies ergibt sich u.a. auch bereits daraus, daß der bisherige Vermehrungsweg über eine Verklonung (Teilung) von Mutterrüben oder die Bewurzelung von Sproßabschnitten nicht mehr begangen werden muß, da z. B. die Bewurzelung von Sproßteilen in ihrer Effektivität sehr vom Genotyp abhängig war und damit entsprechend aufwendig. Außerdem gestattete keiner dieser Wege eine Erhaltung von Pflanzen über längere Zeiträume.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können als Sproßteile z.B. Sproßspitzen und Blattachselknospen monohaploider Beta-Pflanzen eingesetzt werden, die manuell aus der Pflanze herauspräpariert werden. Die vegetativen Knospen in der Achsel eines jeden Blattes sind beispielsweise (unter den genannten Bedingungen) befähigt, ein neues Sproßsystem aufzubauen, das genetisch unverändert gegenüber der Herkunftspflanze ist. Die verschiedenen Genomstufen monoploid, diploid, tripoid und tetraploid sind gleichermaßen vermehrbar.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend durch Beispiele erläutert werden.

Es wurden Sproßspitzen und Blattachselknospen von Gewächshaus- und Freilandmaterial desinfiziert:

1 Minute Infiltration mit 0,1%igem Sublimat bei 50 Torr mit anschließender Sterilisation über 4 Minuten unter Normaldruck.

Die Desinfektion der Blütenknospen erfolgte mit 0,04%iger Sublimatlösung für 2...3Std. Anschließend wurde das Material mit sterilem destilliertem Wasser 3 x 15 bis 20 Minuten gespült.

Die Übertragung der Expfantate erfolgte auf Nährmedium bestehend aus den üblichen Nährstoffen (MURASHIGE, T. und SKOOG, F. Physiol. Plant. 15 [1962] S.473-494) sowie

8-10 g/l	Agar
20-30 g/l	Saccharose
2,0mg/l	lndolyl-3-buttersäure
1,15 mg/l	6-Benzylaminopurin

Kulturbedingungen: 16Std. Licht/8Std. Dunkelheit bei 25°C/15°C, 3000 Lux, weißes Licht.

Die Kulturdauer auf diesem Medium betrug 2x4 Wochen. Zur Desinfektion des Saatgutes wurde mit 1%igem Bromwasser 1 Minute bei 50 Torr infiltriert mit anschließender Sterilisation über4Minuten unter Normaldruck. Nach der Keimung wurde die Sproßspitze abgetrennt und weiter kultiviert.

Die Übertragung der Explantate erfolgte hierbei sofort auf Nährmedium, das für die Vermehrung genutzt wurde: Mineralsalzmedium nach MURASHIGE und SKOOG

8-10 g/l	Agar
20-30 g/l	Saccharose
2,0mg/l	lndolyl-3-buttersäure
0,05 mg/l	6-Benzylaminopurin
5,0mg/l	Qibberellinsäure

Kulturbedingungen: 16 Std. Licht/8 Std. Dunkelheit bei 25°C/15°C, 3000 Lux, weißes Licht, im Abstand von 4-6 Wochen konnten aus einer Zuckerrübenpflanze 4-12 Nachkommen gewonnen werden. Die In-vitro-Bewurzelung erfolgt auf Mineralsalzmedium noch MURASHIGE und SKOOG unter Zusatz von

8-10 g/l	Agar
20,0-30,0g/l	Saccharose
4,0 mg/l	lndolyl-3-buttersäure

Kulturbedingungen: 16Std. Licht/8Std. Dunkelheit bei 25^OC/15"C, 3000 Lux, weißes Licht. Nach einer Passagendauer von 6-8 Wochen wurde ein durchschnittlicher Bewurzelungserfolg von 50 bis 90% erzielt. Zum Ausbringen der Pflanzen in unsterile Bedingungen werden diese in Keimsand unter Folie bzw. Glas kultiviert und nach 4 bis 5 Wochen in Töpfe mit Erde umgesetzt.

Claims (5)

1. Verfahren zur massenhaften stabilen Vermehrung homozygoter Beta-Rübenpflanzen aus keimfreien Haploiden, dadurch gekennzeichnet, daß man Sproßteile mit einem intakten apikalen oder lateralen Meristem oder Blütenstandsteile in vitro nacheinander auf folgenden Medien behandelt: zur Etablierung auf einem Nährmedrum mit Zusatz von 6-Велгу!атіпоригіп im Konzentrationsbereich von etwa 0,2 bis etwa 1,0mg/l und von lndolyl-3-buttersäure von etwa 2,0mg/l; zur Vermehrung auf einem Nährmedium mit Zusatz von etwa 2,0mg/l lndolyl-3-buttersäure, 0,01 bis etwa 0,1 mg/l 6-Benzylaminopurin und etwa 5,0mg/l Gibberellinsäure; und zur Bewurzelung auf einem Nährmedium mit Zusatz von etwa 4,0 mg/l lndolyl-3-buttersäure; und danach unter unsterilen Bedingungen in Erde weiterkultiviert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Nährmedium um ein Medium nach Murashige und Skoog handelt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß männlich sterile Formen eingesetzt werden, insbesondere Formen zytoplasmatisch-genischer Pollensterilität.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Etablierung der In-vitro-Kultur Sproßteile einer blühenden Pflanze eingesetzt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in das Vermehrungsmedium In-vitro-Meristeme enthaltende Pflanzenteile eingebracht werden.