Methoden zur Erzeugung triploider Aspen und Pappeln

Ulrich, Kristina GND; Ewald, Dietrich GND

Triploide Bäume können neben hervorragendem Wachstum auch besondere Holzeigenschaften wie längere Fasern und einen geringeren Ligninanteil besitzen und werden oft mit einer gesteigerten Anpassungsfähigkeit in Zusammenhang gebracht. Zur Erzeugung triploider Aspen- und Pappelklone wurden verschiedene Methoden der sexuellen Polyploidisierung etabliert und in Kreuzungen mit geprüften Klonen angewendet. Insgesamt konnten 48 triploide Klone erzeugt werden. Der größte Anteil, darunter 13 intersektionelle Hybride, resultiert aus gelenkten Kreuzungen bzw. in vitro Bestäubungen mit diploidem (2n) Pollen. Dazu wurde spontan entstandener 2n Pollen, der unter natürlichen Bedingungen bis zu 5 % des Gesamtpollens ausmachen kann, durch Mikrosiebung angereichert. In einigen Fällen gelang außerdem die Induktion diploider Pollen durch Wärmebehandlung der Pollenmutterzellen während der Meiose. Weitere Triploide konnten durch Induzierung von 2n Eizellen bzw. durch Selektion von Einzelpflanzen aus konventionellen Kreuzungen erzeugt werden. Von 29 Klonen, die zur Selektion der leistungsstärksten triploiden Klone im Freiland getestet wurden, zeigten 14 ein signifikant erhöhtes Sprosswachstum im Vergleich zum schnell wachsenden triploiden Vergleichsklon „Astria“. Eine weitere effektive Möglichkeit zur Erzeugung triploider Pflanzen ist die Kreuzung diploider und tetraploider Eltern. Durch Polyploidisierung von in vitro Sprossmeristemen unter Verwendung von Colchicin bzw. Oryzalin wurden aus zehn geprüften Elternklonen stabile tetraploide Klone erzeugt, die nach Erreichen der Blühfähigkeit zur Gewinnung diploider Gameten verwendet werden können. Insgesamt zeigen die Ergebnisse, dass man mit den angewendeten Methoden effektiv triploide Pflanzen erzeugen kann, von denen einige herausragende Wachstumseigenschaften besitzen.

Triploid trees often show higher growth potential, longer fibers and improved pulp properties in comparison with their diploid counterparts and were also found to have a greater ecological adaptability. Different methods of sexual polyploidisation were established and applied to breed triploid trees. As prerequisite for the crossings, parent clones with high performance were selected. In total, 48 triploid clones could be generated. The majority, including 13 intersectional hybrids, resulted from crossings using enriched diploid pollen. Spontaneously occurring diploid (2n) pollen, which can reach up to 5 % of total pollen under natural conditions, was enriched using micro sieves. Additionally, in some clones, unreduced 2n pollen could be induced by heat treatment of microspore mother cells during meiosis. Some triploid plants were generated by heat treatment of female flowers after pollination to induce the formation of 2n eggs or were selected from conventional crossings based on their size and morphological characteristics. Out of the 29 triploid clones, tested under outdoor conditions to select the best-growing triploid clones, 14 clones showed a significantly increased shoot height in comparison to the fast-growing triploid clone “Astria”. Another approach to produce triploids is to cross diploid with tetraploid trees. By combining polyploidisation methods with in vitro cultivation techniques, stable tetraploid clones from ten tested parent-clones were produced using colchicine and oryza ine for chromosome doubling. After flower formation, these plants can be used as valuable breeding material for mass production of highly productive triploids. All in all, results show that the methods applied here are suitable to generate triploid plants, with some of them showing excellent growth.

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Ulrich, Kristina / Ewald, Dietrich: Methoden zur Erzeugung triploider Aspen und Pappeln. 2018.

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