מתודולוגיה לקביעת דרישות האבקה בהיברידיות מסוג שזיף יפני מתוארת, המשלבת האבקות שדה ומעבדות ותצפיות של צינורות אבקה תחת מיקרוסקופיית פלואורסצנטיות עם זיהוי של S-genotypes על ידי PCR וניטור הפריחה לבחירת מאביקים.
פולחן השזיפים היפני שגודל בדרך כלל הוא בני כלאיים בין-מיניים שמקורם בצלבים בין סליצ’ינה פרונוס המקורית לבין מינים אחרים של פרונוס. רוב ההיברידים מפגינים אי-תאימות עצמית משחקטופיטית, הנשלטת על ידי S-לוקוס יחיד ופולימורפי מאוד המכיל אללים מרובים. רוב ההיברידים המעובדים אינם תואמים את עצמם וצריכים אבקה מתורם תואם כדי להפרות את הפרחים שלהם. קביעת דרישות האבקה בשזיף היפני הופכת חשובה יותר ויותר בשל המספר הגבוה של cultivars חדשים עם דרישות האבקה לא ידועות. בעבודה זו, מתודולוגיה לקביעת דרישות האבקה בהיברידיות מסוג שזיף יפני מתוארת. התאימות העצמית נקבעת על ידי האבקות ידניות הן בתחום והן במעבדה, ולאחר מכן ניטור התארכות צינור האבקה באמצעות מיקרוסקופיה פלואורסצנטית, וגם ניטור התבגרות פירות בתחום. מבחר של cultivars מאביקים מוערך על ידי שילוב זיהוי של S-genotypes על ידי ניתוח PCR עם ניטור של זמן פריחה בתחום. הכרת דרישות ההאבקה של cultivars מקלה על בחירת cultivars לעיצוב פרדסים חדשים ומאפשרת גילוי מוקדם של בעיות פרודוקטיביות הקשורות עם חוסר האבקה בפרדסים מבוססים.
שזיף יפני(פרונוס סליצילינה לינדל) הוא יליד סין1. במאה ה -19, יבול זה הוצג מיפן לארצות הברית, שם הוא היה שזור עם שזיפים דיפלואידים אחרים בצפון אמריקה2. במאהה-20, חלק מההיברידים האלה התפשטו לאזורים ממוזגים ברחבי העולם. כיום, המונח “שזיף יפני” מתייחס למגוון רחב של היברידיות בין-מיניות שמקורן בצלבים בין P. salicina המקורי עם עד 15 פרונוס דיפלואידים אחרים עמ‘3,4,5.
שזיף יפני, כמו מינים אחרים של משפחת Rosaceae, מציג Gametophytic עצמית אי תאימות (GSI), אשר נשלט על ידי אחד מאוד polymorphic S– לוקוס המכיל אללים מרובים6. ה- S-לוקוסמכיל שני גנים המקודדים ריבונוקלאז(S-RNase)המתבטא בפסטיל, וחלבון F-box (SFB) המתבטא בגרגר האבקה7. בתגובת אי הכשירות העצמית, כאשר S-allele לידי ביטוי גרגר האבקה (הפלואיד) זהה לאחד מהשניים המבוטאים ב pistil (diploid), הצמיחה של צינור האבקה על פני הסגנון נעצר עקב השפלה של צינור האבקה RNA על ידי הפעולה של S-RNase8. מאז תהליך זה מונע הפריה של gametophyte הנשי בovule, GSI מקדם את outcrossing בין cultivars.
למרות שחלק מכת השזיפים היפנית תואמת את עצמה, רוב הפולחנים הגדלים כיום אינם תואמים את עצמם, והם זקוקים לאבקה מתורמים בין-תואמים כדי להפרות את הפרחים שלהם3. במיני פרי אבן מסוג פרונוס כגוןשקדים 9, משמש10,11,12 ודובדבן מתוק13, דרישות האבקה של cultivars ניתן לקבוע על ידי גישות שונות. תאימות עצמית (in) יכולה להיקבע על ידי האבקה עצמית של פרחים בשטח וניטור לאחר מכן של ערכת פירות, או על ידי האבקה עצמית של חצי ויוו בתנאים מבוקרים במעבדה ותצפית של צינורות אבקה מתחת למיקרוסקופ14,15,16,17,18 . יחסי אי התאמה בין cultivars ניתן לקבוע על ידי האבקות צולבות בתחום או במעבדה באמצעות אבקה של cultivar מאביקים פוטנציאליים, ועל ידי זיהוי S-alleles של כל cultivar על ידי ניתוח PCR14,15,16,19,20,21,22 . במינים כגון דובדבן מתוק או שקדים, התאימות העצמית (in)ניתן להעריך גם על ידי זיהוי של אלס S מסוים הקשורים לתאימות עצמית, כמו S4‘ בדובדבן מתוק13 או Sf בשקדים23.
מספר תוכניות גידול שזיפים מהמדינות המייצרות העיקריות משחררות מספר cultivarsחדשים 2,14, רבים מהם עם דרישות האבקה לא ידועות. בעבודה זו, מתודולוגיה לקביעת דרישות האבקה בהיברידיות מסוג שזיף יפני מתוארת. תאימות עצמית נקבעת על ידי האבקה עצמית הן בתחום והן במעבדה, ואחריהן תצפיות של צינורות אבקה תחת מיקרוסקופיית הפלואורסצנטיות. מבחר של cultivars מאביקים משלב את הזיהוי של S-genotypes על ידי ניתוח PCR עם ניטור של זמן פריחה בתחום.
המתודולוגיה המתוארת כאן לדרישות האבקה של פולחנים שזיפים יפניים דורשת קביעת התאימות העצמית של כל כת על ידי האבקות מבוקרות בתחום או במעבדה, ותצפית לאחר מכן של צמיחת צינור אבקה עם מיקרוסקופיה פלואורסצנטית. מערכות היחסים של אי-תאימות נוצרות על ידי אפיון של S-alleles על ידי genotyping מולקולרי. לב?…
The authors have nothing to disclose.
מחקר זה מומן על ידי המכון הלאומי לחקר y Tecnología אגריה y Alimentaria (RFP2015-00015-00 ו RTA2017-00003-00); Gobierno de Aragón – הקרן החברתית האירופית, האיחוד האירופי (Grupo Consolidado A12-17R) ו חונטה דה אקסטרמדורה — פונדו אירופה דה דסארולו אזורי (FEDER), Plan Regional de Investigación (IB16181), Grupo de Investigación (AGA001, GR18196). B.I. Guerrero נתמך על ידי מלגה של Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología של מקסיקו (CONACYT, 471839).
Acetic Acid Glacial | Panreac | 131008.1611 | |
Agar | iNtRON Biotechnology | 25999 | |
Aniline blue | Difco | 8504-88 | |
Boric Acid (H3BO4) | Panreac | 131015.1210 | |
Calcium Nitrate 4-hydrate (Ca(NO3)2·4H2O) | Panreac | 131231.1211 | |
Coverglass | Deltalab | D102460 | 24 mm x 60 mm |
Digital Camera | Imaging Developmet Systems | UI-1490SE | |
Digital Camera Software Suite | Imaging Developmet Systems | 4.93.0. | |
DNA Oligos | ThermoFisher Scientific | ||
dNTP Mix, 10 mM each | ThermoSischer Scientific | R0193 | |
DreamTaq Green DNA polymerase | ThermoFisher Scientific | EP0713 | |
Ethanol 96° | VWR-Chemicals | 83804.360 | |
1Kb DNA Ladder (U.S. Patent No. 4.403.036) (500pb-12Kb) | Invitrogen | 15615-016 | Size: 250µg; Conc: 1.0 µg/µl |
Gel Documentation System | Bio-Rad | 1708195 | |
Hand Counter | Tamaco | TM-4 | |
Image Lab Software | Bio-Rad | Image Analyse System for Gel Documentation System | |
MetaPhor Agarose | Lonza | 50180 | |
Microcentrifuge 5415 R | Eppendorf | Z605212 | |
Microscope with UV epiflurescence | Leica | DM2500 | Exciter filter BP340-390, Barrier filter LP425 |
Microslides | Deltalab | D100004 | 26 mm x 76 mm |
Mini Electrophoresis System | Fisherbrand | 14955170 | |
Minicentrifuge | ThermoFisher Scientific | 15334204 | |
NanoDrop 1000 Spectrophotometer | ThermoFisher Scientific | ND1000 | |
Petri Dishes | Deltalab | 200201 | 55 mm x 14 mm |
Potassium Phosphate Tribasic (K3PO4·1.5H2O) | Panreac | 141513 | |
Primer forward 'Pru C2' | ThermoFisher Scientific | ||
Primer forward Pru T2' | ThermoFisher Scientific | ||
Primer reverse 'PCER' | ThermoFisher Scientific | ||
RedSafe Nucleic Acid Staining Solution | iNtRON Biotechnology | 21141 | |
Saccharose | Panreac | 131621.1211 | |
Sodium sulphite anhydrous (Na2SO3) | Panreac | 131717.1211 | |
Speedtools plant DNA extraction Kit | Biotools | 21272 | |
TBE Buffer (10X) | Panreac | A0972,5000PE | |
Thermal Cycler T100 | Bio-Rad | 1861096 | |
Thermomixer comfort | Eppendorf | T1317 | |
Vertical Autoclave Presoclave II | JP Selecta | 4001725 | |
Vortex | Fisherbrand | 11746744 |