Electrofusion of protoplasts of anther-derived dihaploid lines of commercial potato cultivars

Abstract

Protoplasteilla tarkoitetaan soluja, joiden solunseinä on poistettu entsymaattisesti. Tällaisia soluja voidaan fuusioida yhteen, jolloin kahden eri perunalinjan yhdistelmästä muodostuu solujen kasvatuksen jälkeen somaattisia hybridejä. Somaattiset hybridit ovat perunan jalostukselle tärkeitä, koska tavanomainen jalostus, joka tapahtuu tetraploidien (4x) kasvien suvullisin risteytyksin, tarvitsee runsaasti risteytyksiä ja suuren määrän jälkeläisiä. Käyttämällä hyväksi dihaploideja (2x) perunoita ja fuusioimalla linjoja yhteen (2x + 2x), voidaan perunan jalostusta sekä nopeuttaa että tehostaa. Tässä työssä ponsiviljelyllä tuotetuista dihaploideista perunalinjoista (peräisin lajikkeista Matilda, Nicola, Pito, Stina, Van Gogh ja White Lady) eristettiin protoplasteja, joita fuusioitiin sähköisesti. Kahden eri dihaploidin protoplasteja fuusioimalla saatiin tuotettua somaattisia hybridejä. Saadut kuusi uutta fuusioyhdistelmää analysoitiin käyttämällä RAPIDmerkkejä. Oletetut hybridit määritettiin useimmiten kahdella alukkeella, jotka kumpikin tuottivat dihaploideille vanhempaislinjoille spesifisen merkin. Useimmat tuotetut somaattiset hybridit olivat tetraploideja (4x), mutta neljästä fuusioidusta yhdistelmästä muodostui myös kasveja, joilla oli joko heksaploidinen (6x), oktoploidinen (8x) tai miksoploidinen genomi. Tämä tutkittiin laskemalla hybridien kromosomit tai analysoimalla kasvit virtaussytometrillä. Somaattisten hybridien DNA-pitoisuuksien oletettiin olevan yhtä suuria kuin tetraploidien perunoiden DNA-pitoisuudet tai dihaploidien fuusiovanhempien DNA-pitoisuuksien summat. Kuitenkin useiden tetra- ja heksaploidien hybridien DNA-pitoisuuksien keskiarvot olivat pienempiä kuin oletetut DNA-pitoisuudet.

Somatic hybrids of anther-derived dihaploid (2x) potato (Solanum tuberosum L.) lines were produced byelectrofusion of protoplasts. Using RAPD (randomly amplified polymorphic DNA) markers, six new combinations of dihaploid parental lines from cultivars Matilda, Nicola, Pito, Stina, Van Gogh and White Lady were identified. RAPD marker identification of the putative hybrids was mostly done using two distinct parental line specific primers. 43% of the 76 regenerated calli from the six combinations produced hybrid shoots. Most of the somatic hybrids were tetraploid (4x), but in four fusion combinations plants of hexaploid (6x), octoploid (8x) or mixoploid level were also identified by chromosome counts or flow cytometric nuclear DNA analysis. The mean nuclear DNA content (2C value) of the tetraploid and hexaploid somatic hybrids was lower than theexpected DNA content (i.e. the 2C values of the original tetraploid cultivars or the sum of the 2C values of the dihaploid fusion parents). Some somatic hybrids having the expected nuclear DNA content were also found.