Genetic distance and the relationship with heterosis and reproductive behavior in tetraploid bahiagrass hybrids

Bahiagrass (Paspalum notatum Flüggé) is one of the main components of the South American grasslands, and it is cultivated for forage and turf around the world. At present, hybridization is the most common breeding technique for the species, and its goal is to obtain superior apomictic hybrids. The objective of the present study was to determine the relationship between heterosis, reproductive behavior, and genetic distances between parents in tetraploid bahiagrass. Genetic distance between 24 sexual tetraploid genotypes and 24 apomictic tetraploid genotypes of P. notatum was evaluated using Simple Sequence Repeat (SSR) and Inter Simple Sequence Repeat (ISSR) markers. Crosses were made between parents with low, intermediate or high genetic distances. Six families were generated. A marker linked to apospory in bahiagrass was used to determine segregation for mode of reproduction, and embryo sac were characterized to estimate the level of apospory expressivity. The ratio between sexual and aposporous hybrids ranged from 1:1 to 9:1 among families. Discontinuous variation for apospory expressivity was observed among hybrids, with either low or high levels being exhibited. A significant relationship between genetic distance and proportion of aposporous hybrids was observed. Heterosis was observed for all the evaluated traits and its level was dependent on the parental combination. Genetic distances between parents was related to heterosis, mainly for forage yield, which is the most important trait in forage species. Hence, molecular markers may be useful to predict the occurrence of heterosis for this trait.Fil: Marcón, Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Botánica del Nordeste; ArgentinaFil: Martínez, Eric Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Botánica del Nordeste; ArgentinaFil: Rodríguez, Gustavo Rubén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Botánica del Nordeste; ArgentinaFil: Zilli, Alex Leonel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Botánica del Nordeste; ArgentinaFil: Brugnoli, Elsa Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Botánica del Nordeste; ArgentinaFil: Acuña, Carlos Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Botánica del Nordeste; Argentin

Widening the gene pool of sexual tetraploid bahiagrass: Generation and reproductive characterization of a sexual synthetic tetraploid population

The improvement of bahiagrass, Paspalum notatum Flüggé, has been inhibited by reduced levels of genetic diversity in sexual tetraploid germplasm. A few experimental sexual tetraploid genotypes (ESTGs) have been generated by chromosome doubling, but these plants typically exhibit low vigor. The objectives of this work were to generate and characterize the ploidy level, mode of reproduction, and fertility of a novel 308 individual sexual synthetic tetraploid population (SSTP) developed by intercrossing 29 sexual F1 hybrids originated by hybridizing several naturally occurring apomictic tetraploids from diverse origin with a few ESTGs. Ploidy levels were determined using flow cytometry, and reproductive modes were evaluated by a molecular assay with apospory-linked markers and embryo sac observations. The tetraploid level and the sexual mode of reproduction remained stable after two cycles of recombination during the generation of the SSTP. Fertility was evaluated based on seed set under self- and open pollination during 3 yr. The SSTP exhibited in average 30.2 and 15.2% seed set under open and self-pollina-tion, respectively, showing a predominantly cross-pollination behavior with variable levels of self-fertility. There were no differences in terms of fertility between the SSTP and the ESTG. The novel tetraploid population behaves as sexual and cross-pollinated, and it is expected to allow a more efficient genetic improvement under the proposed breeding approaches.Fil: Zilli, Alex Leonel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Botánica del Nordeste; ArgentinaFil: Acuña, Carlos Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Botánica del Nordeste; ArgentinaFil: Schulz, R. R.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Botánica del Nordeste; ArgentinaFil: Brugnoli, Elsa Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Botánica del Nordeste; ArgentinaFil: Guidalevich, Veronica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Botánica del Nordeste; ArgentinaFil: Quarin, Camilo Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Botánica del Nordeste; ArgentinaFil: Martínez, Eric Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Botánica del Nordeste; Argentin

Heterosis, and expressivity of apospory in tetraploid Bahiagrass hybrids

Breeding procedures developed for apomictic species are based on the idea of fixing superior hybrids by apomixis. However, scarce information is available about the occurrence of heterosis in apomictic hybrids. The objective was to generate a group of apomixis-segregating tetraploid bahiagrass families, evaluate the occurrence of heterosis for a series of agronomic and morphological traits, determine the level of apospory expressivity among hybrids, and estimate the genetic distance among parents and its relationship to heterosis and apospory expressivity. In total, 11 tetraploid families were generated by crossing sexual and apomitic genotypes. The segregation for mode of reproduction was analyzed using a RAPD marker linked to apospory in bahiagrass, and the level of apospory expressivity was determined using embryo sac observations. The genetic distances between parents were determined using ISSR markers. The ratio between sexual and aposporic hybrids varied from 1:1 to 7:1 among families. Discontinuous variation for apospory expressivity was observed in the hybrids, with either low or high levels being exhibited. Mid-parent, high-parent, and standard-heterosis was observed for all evaluated agronomic characteristics. The level of heterosis was dependent on the combination of parents involved, and also on the specific trait. There was a low correlation between genetic distances among parents and initial growth and the level of apospory expressivity. The occurrence of heterosis, and the segregation and expressivity for apospory were highly dependent on the combination of sexual and apomictic parents.Fil: Zilli, Alex Leonel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste (i); ArgentinaFil: Brugnoli, Elsa Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste (i); ArgentinaFil: Marcón, Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste (i); ArgentinaFil: Billa, M. B.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste (i); ArgentinaFil: Rios, Esteban Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste (i); ArgentinaFil: Martínez, Eric Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste (i); ArgentinaFil: Acuña, Carlos Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste (i); Argentin

Reproductive Systems in Paspalum: Relevance for Germplasm Collection and Conservation, Breeding Techniques, and Adoption of Released Cultivars

The objective of this review is to analyze and describe the impact that mode of reproduction in Paspalum has on germplasm conservation, genetic improvement and commercialization of cultivars. Germplasm collection and conservation can now berethought considering the new available information related to how diversity is allocated in nature and how it can be transferred between the sexual and apomictic germplasm using novel breeding approaches. A quantification of species and accessions conserved around the world is analyzed in relation to the main germplasm banks. Because of the importance of apomixis in Paspalum species different breeding approaches have been used and tested. Knowledge related to the inheritance of apomixis, variable expressivity of the trait and techniques for early identification of apomicts has helped to improve the efficiency of the breeding methods. Novel breeding techniques are also being developed and are described regarding its advantages and limitations. Finally, the impact of reproductive mode on the popularity of the released cultivars is discussedFil: Acuña, Carlos Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Botánica del Nordeste; ArgentinaFil: Martínez, Eric Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Botánica del Nordeste; ArgentinaFil: Zilli, Alex Leonel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Botánica del Nordeste; ArgentinaFil: Brugnoli, Elsa Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Botánica del Nordeste; ArgentinaFil: Espinoza, Francisco. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Botánica del Nordeste; ArgentinaFil: Marcón, Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Botánica del Nordeste; ArgentinaFil: Urbani, Mario Hugo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Botánica del Nordeste; ArgentinaFil: Quarin, Camilo Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Botánica del Nordeste; Argentin

Ampliación de la base genética del germoplasma tetraploide sexual de Paspalum notatum: caracterización genética y reproductiva de una población sintética

Paspalum notatum Flüggé es una gramínea rizomatosa perenne, nativa del continente Americano y particularmente predominante en los campos de pastoreo del sur de Brasil, Paraguay, Uruguay y nordeste de Argentina. Es una forrajera bien adaptada al clima subtropical y a los sistemas de pastoreo continuo. La especie presenta citotipos diploides (2n=2x=20) alógamos y de reproducción sexual, y citotipos tetraploides (2n=4x=40) apomícticos y seudógamos. Unos pocos individuos tetraploides sexuales experimentales fueron generados por duplicación cromosómica de diploides naturales. Sin embargo, la obtención de estos individuos tetraploides artificiales es un proceso laborioso y poco eficiente, además, las plantas obtenidas por este método presentan escaso vigor y fertilidad y en algunos casos resultan apomícticos facultativos. Es por ello que el germoplasma tetraploide sexual de P. notatum se encuentra acotado a unos pocos individuos, con una base genética muy estrecha, lo que restringe su uso en programas de mejoramiento. La variabilidad existente en P. notatum se encuentra presente en los tetraploides apomícticos que poseen una amplia distribución geográfica en todo el continente americano y una gran variación fenotípica. Una muestra representativa de esa variabilidad se halla depositada en el Banco de Germoplasma del IBONE. Esta variabilidad presente en los apomícticos puede ser transferida al germoplasma tetraploide sexual, mediante cruzamientos intra-específicos entre los pocos genotipos 4x sexuales existentes y varios genotipos apomícticos naturales, de tal manera de generar luego una población sexual con una base genética más amplia. El objetivo de este trabajo fue la ampliación del pool génico del germoplasma tetraploide sexual de P. notatum, a partir de la obtención de híbridos tetraploides sexuales, y su posterior uso para generar una población tetraploide sexual sintética con caracterización genética y reproductiva. Se obtuvo un total de 12 familias Fi, a partir de cruzamientos controlados entre 3 genotipos tetraploides sexuales experimentales (GTSE) y 10 genotipos tetraploides apomícticos naturales (GTAN). Se confirmó el origen híbrido de una muestra representativa de cada progenie, a partir de un test de paternidad con marcadores moleculares. Se determinó el modo de reproducción de todas las progenies híbridas, mediante marcadores moleculares ligados a la aposporia y posterior corroboración por métodos citoembriológicos. Todas las progenies resultaron ser de origen híbrido, con excepción de dos plantas que fueron producto de autofecundación de la madre. El modo de reproducción en las familias mostró un rango de segregación entre sexuales-.apomicticos de 1:1 a 8,6:1 (x= 3,4:1). Se observaron proporciones muy similares en aquellas familias que compartían el mismo padre apomíctico, lo que sugiere una influencia paterna en las proporciones esperables entre sexuales y apomícticos. Un total de 29 híbridos Fi sexuales, provenientes de 10 familias, fueron intercruzados para generar una Población Tetraploide Sintética Sexual (PTSS) de 306 individuos. La PTSS fue caracterizada desde el punto de vista citológico, reproductivo, fertilidad, variabilidad molecular y morfo-agronómica. Se comprobó que los individuos de la PTSS son tetraploides (2n=4x=40) y se reproducen exclusivamente en forma sexual. La fertilidad medida a partir de la producción de semillas en autopolinización forzada y polinización abierta demostró que la PTSS se comporta como alógama, aunque con niveles variables de autogamia. Se observaron niveles variables de fertilidad entre los individuos de la PTSS, aunque en promedio con valores similares a los obtenidos en los GTSE y los diploides. El análisis de la variabilidad molecular, evaluada con marcadores de SSR, y la morfo-agronómica a partir de 9 caracteres, demostró que la PTSS posee una variabilidad similar a la observada en los GTAN y considerablemente superior a los GTSE. Esto demuestra que se logró transferir la variabilidad presente en los GTAN a la PTSS, ampliando el pool génico del germoplasma tetraploide sexual de la especie. Se generaron familias híbridas entre individuos de la PTSS y dos cultivares apomícticos de P. notatum. Se determinó la segregación por el modo de reproducción, mediante marcadores moleculares 100 po ciento ligados a la aposporia. A su vez, se estimaron los niveles de expresividad de la aposporia en los híbridos apomícticos, a partir de la observación de sacos embrionarios maduros. Se obtuvieron 22 familias, a partir de cruzamientos entre 11 individuos de la PTSS y los cvs. Argentino y Boyero UNNE. El modo de reproducción mostró un rango de segregación entre sexuales: apomícticos de 1:0 a 1,3:1 (x= 3,5:1) y 1:0 a 1,5:1 (x=4:1) para las familias del cv. Argentine y cv. Boyero, respectivamente. La expresividad de la aposporia fue estimada en 55 y 28 híbridos apomícticos provenientes de los cruzamientos por cv. Argentine y Boyero UNNE, respectivamente. Los niveles de expresividad de la aposporia en los híbridos apomícticos mostraron un rango de 12,5-97 por ciento (CV= 33,6 por ciento) y 3,0-100 por ciento (CV= 53,1 por ciento) para el cv. Argentine y Boyero UNNE, respectivamente. Se observó una alta proporción de híbridos apomícticos con niveles de expresividad superiores al 80 por ciento, los cuales podrán ser evaluados como potenciales nuevos cultivares.Widening the Gene Pool of the Sexual Tetraploid Germplasm of Paspalum notatum: Genetic and Reproductive Characterization of a Sexual Synthetic Tetraploid Population Paspalum notatum Flüggé is a warm-season perennial grass, native from the New world, growing from north of Mexico to centre of Argentina. The species presents two different cytotypes, the diploid race (2n=2x=20) which is sexual and cross-pollinated, inhabits in a very narrow area on northeast of Argentina. The tetraploid race (2n=4x=40), is the predominant cytotype, and reproduces by pseudogamous apomixis. Some experimental sexual tetraploid plants have been generated through chromosome doubling. However, these artificial tetraploids are difficult to obtain and plants generated by this method tend to exhibit low vigor and fertility, and some of them reproduce by facultative apomixis. Therefore, the sexual tetraploid germplasm available is restricted to a few plants with a very narrow genetic pool. The objective of this thesis was to transfer the genetic variability from a highly diverse apomictic tetraploid germplasm to the sexual tetraploid germplasm. A total of 12 hybrid families, segregating for mode of reproduction, were generated crossing 10 naturally occurring apomictic tetraploids (NATG) with three experimental sexual tetraploid genotypes (ESTG). The mode of reproduction segregated in a distorted way in almost all families with the exception of family E in which the proportion sex:apo was equivalent. The results suggest that the degree of distortion depends on which male progenitor was used, instead of the parental combination. A sexual synthetic tetraploid population (SSTP) was generated intercrossing 29 sexual F1 hybrids. Sexual reproduction and tetraploid level were corroborated on the population. SSR molecular markers and morphological and agronomical traits were used to measure the genetic variability of SSTP, NATG and ESTG. Genetic variability in the SSTP was similar to NATG, and both showed considerably higher genetic variability than ESTG. These results indicate that gene pool of NATG was successfully transferred to the SSTP. The SSTP reproduced by cross-pollination, but with variable levels of self-fertility. This was concluded from seed set under self- and open-pollination. A total of 22 segregating families for mode of reproduction were generated crossing 11 individuals from the SSTP as females with two apomictic cultivars as male parents. Segregation for mode of reproduction and expressivity of apomixis were evaluated. Both traits were highly variable, and there was not significant correlation between those traits and the progenitor used in crosses. The high genetic diversity present in the SSTP will be useful for breeding programs of this species.Zilli, Alex Leonel. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Agrarias. Argentin

Colección de germoplasma de Paspalum durifolium, P. ionanthum, P. regnellii, P. urvillei y P. intermedium

Se realizaron tres viajes de colección, en los meses de diciembre de 2013, enero y febrero de 2014, donde se obtuvieron poblaciones de las 4 especies poliploides sexuales, Paspalum durifolium, P. ionanthum, P. regnellii y P. urvillei, y de la especie apomíctica P. intermedium. El área de colección comprendió las provincias de Corrientes, Chaco, Entre Ríos, Formosa, Misiones y Santa Fe. Las colectas se realizaron sobre poblaciones con un tamaño mínimo de 200 m lineales y se obtuvieron 20 plantas/poblaciones distanciadas entre sí a 10 pasos (aprox. 10 m). En cada sitio de colección se tomaron datos de coordenadas geográficas los cuales fueron registradas en un mapa georeferenciado mediante el uso del programa DIVA GIS. Por otra parte, en cada sitio de colección se tomaron datos del ambiente donde crece cada población (relieve geográfico, tipo de suelo, especies con las cuales convive, etc.). Se depositaron materiales en el herbario CTES.Fil: Schedler, Mara. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Botánica del Nordeste; ArgentinaFil: Martínez, Eric Javier. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Botánica del Nordeste; ArgentinaFil: Honfi, Ana Isabel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Biología Subtropical. Instituto de Biología Subtropical - Nodo Posadas | Universidad Nacional de Misiones. Instituto de Biología Subtropical. Instituto de Biología Subtropical - Nodo Posadas; Argentina. Universidad Nacional de Misiones. Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales; ArgentinaFil: Zilli, Alex Leonel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Botánica del Nordeste; Argentina. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias; ArgentinaFil: Acuña, Carlos Alberto. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Botánica del Nordeste; Argentin

Diversity in Apomictic Populations of Paspalum simplex Morong

Paspalum is considered a genetic model for studying the sources of genotypic variability, and breeding techniques in apomictic plants. Paspalum simplex is a warm-season forage grass that well represents the genus since it contains different ploidy levels and apomixis is linked to polyploidy. The objective was to evaluate the diversity present within and among apomictic polyploid populations of Paspalum simplex. Germplasm was collected from 17 sites covering the species? region of natural distribution. The diversity present at the molecular level within and among populations was evaluated using ISSR markers. Variability for agronomic traits was also evaluated by cultivating all populations into the field. The 17 analyzed populations were all polyploid, including 13 pure tetraploid, and 4 mixed tetraploid-hexaploid with predominance of the tetraploid cytotype. Most of the diversity was present among polyploid populations (85% of the total variation), and there was not a correlation between genetic and geographical distances. The within-population diversity was low for most populations with the exception of one of them. Each genotype was restricted to a single location. Variability for initial growth, spring and fall growth, and the extent of the vegetative phase was observed within and among polyploid populations. The within-population variation for these phenotypic traits was mainly due to the presence of one or a few off-type plants. A highly genotype-specific colonization of new sites appears to occur in P. simplex, and then apomixis mediates the formation of uniform populations.Fil: Brugnoli, Elsa Andrea. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste (i); ArgentinaFil: Urbani, Mario Hugo. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste (i); ArgentinaFil: Quarin, Camilo Luis. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste (i); ArgentinaFil: Zilli, Alex Leonel. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste (i); ArgentinaFil: Martínez, Eric Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste (i); Argentina. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias; ArgentinaFil: Acuña, Carlos Alberto. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste (i); Argentin

Breeding Tetraploid Paspalum simplex : Hybridization, Early Identification of Apomicts, and Impact of Apomixis on Hybrid Performance

Apomictic grasses predominate among tropical forages, and specific breeding techniques are needed for their genetic improvement. The objectives were to: 1- generate hybrids by crossing tetraploid sexual and apomictic Paspalum simplex genotypes, 2- develop a technique based on molecular markers for early identification of apomictic hybrids, and 3- determine the relationship between mode of reproduction and performance of hybrids. Crosses were made between two induced sexual and seven apomictic tetraploid plants. Identification of apomictic hybrids during seedling stage was performed using a marker linked to apomixis, and by flow cytometric seed analysis (FCSA). Hybrids were evaluated under field conditions for plant diameter and height, initial regrowth, and seasonal regrowth during two consecutive growing seasons. Sexual tetraploid plants used as female parents behaved as allogamous since 95% of the progeny had male-specific markers. The ratio between apomictic and sexual hybrids differed among crosses from 1:8.7 and 1:0.6 among crosses, with a mean of 1:2.4. There was a 96% coincidence between the use of the apomixis?linked marker and FCSA. A technique based on the use of an early DNA isolation and the amplification of a molecular marker linked to apomixis was developed. We found no overall difference between apomictic and sexual hybrids for the evaluated traits, except for fall regrowth in the first year, for which apomictic hybrids were superior. Generation of large tetraploid hybrid progenies is possible in P. simplex. Segregation for mode of reproduction depends on parents involved. Agronomic performance is not related to reproductive mode among tetraploid hybrids.Fil: Brugnoli, Elsa Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Botánica del Nordeste; ArgentinaFil: Martínez, Eric Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Botánica del Nordeste; ArgentinaFil: Ferrari Usandizaga, Silvana Consuelo. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria; ArgentinaFil: Zilli, Alex Leonel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Botánica del Nordeste; ArgentinaFil: Urbani, Mario Hugo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Botánica del Nordeste; ArgentinaFil: Acuña, Carlos Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Botánica del Nordeste. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Botánica del Nordeste; Argentin

Genetic relationship among Paspalum species of the subgenus Anachyris: Taxonomic and evolutionary implications

Paspalum is one of the most important genera of the Poaceae family due to its large number of species anddiversity. The subgenus Anachyris comprises six species mainly from South America grouped together bysharing rare spikelet characteristics. A genetic analysis using ISSR markers, compared with the morpho-logical and phenotypic variation observed in each one species, was used to establish genetic relationshipsamong 40 accessions with several ploidy levels, belonging to 5 species of the subgenus Anachyris. Fourteen accessions of Paspalum malacophyllum (2x and 4x), 12 of P. simplex (2x, 3x, 4x and 6x), 4 of P. procurrens(2x and 4x), 4 of P. usterii (4x) and 6 of P. volcanensis (4x) were analysed. A total of 227 ISSR loci (98.7%polymorphic) were detected among all accessions, with variable loci number and percentages of poly-morphism according to species delimitations. Six main groups were identified by cluster analysis basedon Jaccard?s genetic distance and UPGMA, four of which matched all the respective accessions of P. sim-plex, P. procurrens, P. usterii and P. volcanensis, while the other two were consistent with two differentgroups of accessions of P. malacophyllum, one involving most tetraploid accessions, and the other onegrouping together a tetraploid and two diploid accessions. The distinctive morphological characteristicsand the separate clustering of these tetraploid and diploid cytotypes suggest to consider a new multiploidspecies complex inside the subgenus Anachyris. Both cytotypes of P. procurrens, and the four co-specificcytotypes of P. simplex consistently clustered together forming two specific groups for the two multi-ploid taxons. This is in agreement with the existence of high phenotypic similarities between diploid andtetraploid cytotypes of P. procurrens, and among diploid, triploid, tetraploid and hexaploid cytotypes of P. simplex. Since the polyploid cytotypes of these species are reproduced by apomixis, the specific genetic clustering by ISSR markers and morphological and cytological results support the hypothesis that thetwo multiploid species were originated by autopolyploidy. Our results confirm previous studies suggest-ing a monophyletic origin for the subgenus Anachyris and are concordant with previous data regardinggenomic homologies and phylogenetic analyses in the genus.Fil: Zilli, Alex Leonel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias; ArgentinaFil: Hojsgaard, Diego Hernan. Universität Göttingen; AlemaniaFil: Brugnoli, Elsa Andrea. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Acuña, Carlos Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias; ArgentinaFil: Honfi, Ana Isabel. Universidad Nacional de Misiones; ArgentinaFil: Urbani, Mario Hugo. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias; ArgentinaFil: Quarin, Camilo Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias; ArgentinaFil: Martínez, Eric Javier. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Alternative Evolutionary Pathways in <i>Paspalum</i> Involving Allotetraploidy, Sexuality, and Varied Mating Systems

The genetic systems of Paspalum species have not been extensively studied. We analyzed the ploidy, reproductive mode, mating system, and fertility of four Paspalum species—Paspalum durifolium, Paspalum ionanthum, Paspalum regnellii, and Paspalum urvillei. An analysis of 378 individuals from 20 populations of northeastern Argentina was conducted. All populations of the four Paspalum species were pure tetraploid and had a sexual and stable reproductive mode. However, some populations of P. durifolium and P. ionanthum showed low levels of apospory. Populations of P. durifolium and P. ionanthum had low seed sets under self-pollination but were fertile under open pollination, showing that self-incompatibility likely caused self-sterility. In contrast, populations of P. regnellii or P. urvillei showed no evidence of apospory, and seed sets in both self- and open pollination conditions were high, suggesting that they are self-compatible due to the absence of pollen–pistil molecular incompatibility mechanisms. The evolutionary origin of the four Paspalum species could explain these differences. This study supplies valuable insights into the genetic systems of Paspalum species, which could have implications for their conservation and management