Domestication and breeding improvement of narrow-leaved lupin [L.angustifolius L.]

A great progress had been made in narrow-leafed lupin in a comparatively short period. Despite elimination of basic disadvantages (hard seeds, high content of alkaloids, pod shattering) disease-resistant, unbranched and thermoneutral cultivars have been bred. Investigations on the variation range and inheritance mode of commercially important characters were followed by breeding achievements. The paper contains a review of references for 35 genes controlling alkaloid content, growth rhythm, branching, vegetation length, shape and color of leaves, color of flowers and seeds, seed hardiness, pod characters and disease resistance. Authors of characters and gene symbols from different research centres and from different years are given on the basis of priority. The importance of these genes for breeding improvement is discussed. Type lines for characters/genes and genotype of more important cultivars collected in the Polish narrow-leafed lupin genebank are presented

Historia, wspolczesne osiagniecia i perspektywy hodowli roslin straczkowych w Polsce

Na tle znaczenia roślin strączkowych w zmianowaniu i ich przydatności użytkowej przedstawiono postęp hodowlany uzyskany w Polsce. Najczęściej stosowaną metodą oceny postępu było porównywanie odmian wzorcowych z nowymi - rejestrowanymi odmianami, które wyróżniały się istotnie lepszym plonem lub innymi, ważnymi cechami ideotypu. Dla tego celu wykorzystywano wyniki doświadczeń odmianowych COBORU. W udomowieniu łubinów duże znaczenie miało usunięcie tzw. cech prymitywnych, jak pękanie strąków, wysoka zawartość alkaloidów, długi okres wegetacji i podatność na choroby. Istotny wpływ na wysokość plonów miało wprowadzenie do genotypu odmian genów kontrolujących samokończenie wegetacji i termoneutralność. Na przykład u łubinu żółtego podniesiono poziom plonów do ponad 2,0 t z ha. Postęp w hodowli bobiku nie był tak duży, jak u innych roślin strączkowych. Zwiększono jednak zróżnicowanie fenotypu odmian, wyhodowano odmiany samokończące, plonujące na poziomie form tradycyjnych, a przede wszystkim pokonano barierę plenności najstarszej odmiany Nadwiślański. Największe osiągnięcia uzyskano w hodowli grochu. Zmieniono model odmian nasiennych, wprowadzając geny krótkiej łodygi i afila. Opracowano nowy ideotyp odmiany nasiennej-pastewnej, przydatnej do uprawy na glebach lekkich. W latach 1970 - 1995 u obu typów odmian (białokwitnących i antocjanowych) plony nasion wzrosły o ponad 50 % i w efekcie przekroczyły poziom plonowania bobiku.Breeding progress in Poland was presented against the background of legume importance in crop rotation and practical usability. The most common method of progress estimation was a comparison of control to a newly registered cultivars - with clearly improved yield or other important traits. The results of official cultivar trials were used for this purpose. In domestication of lupins very important was the elimiation of such primitive traits as pod shattering, high alkaloid content, long vegetation and susceptibility to diseases. Important for high yield was an introduction of genes controlling self-completing and thermoneutrality to cultivar genotypes. For example, the yellow lupin yields rose to above 2.0 t per ha. Progress in faba bean breeding was less than in other legumes. However, the differentiation of cultivar phenotype was increased and ti cul- tivars were bred with the same yield as traditional ones. First of all the yielding barrier of the oldest cultivar Nadwiślański was overcome. The most spectacular were achievements in pea breeding. A model of dry seed cultivar was changed after introducing short stem and afila genes. A new ideotype of fodder cultivar, giving high yield of dry seeds on light soils was developed. In both cultivar models (with and without anthocyanin) seed yields increased by more than 50 % within 1970 - 1995. At present, seed yielding of pea cultivars is higher than that of faba bean

Plant breeding - a domain of agronomy or a philosophy of nature

W artykule przedstawiono rozwój hodowli roślin na tle i w powiązaniu z osiągnięciami innych dziedzin i specjalności naukowych. Wskazano szczególnie na związki hodowli z agronomią, biologią i genetyką. Podkreślono jej rolę w rozwiązywaniu problemu wyżywienia ciągle wzrastającej liczby ludności. Zwrócono uwagę na dylematy filozoficzno-etyczne współczesnych hodowców, pojawiające się w wyniku nadprodukcji żywności w krajach wysoko rozwiniętych oraz możliwości, jakie niosą ze sobą najnowsze osiągnięcia genetyki. Rozważania te upoważniły autorów do sformułowania stwierdzenia, że metody hodowli umożliwiające przenoszenie genów i poszerzające naturalną zmienność gatunków powinny być stosowane w poszanowaniu praw i mądrości przyrody.The development of plant breeding was presented with respect to the achievements in other fields of scientific research. Special attention was paid to the relations between breeding and agronomy, biology and genetics. Its role in feeding of continuously increasing human population was emphasised. The paper discussed also some philosophic and ethic dilemmas of contemporary breeders appearing as a result of food overproduction in developed countries and the possibilities created by the latest achievements in genetics. These considerations enable us to conclude that the breeding methods, transferring genes and enhancing natural variation of species should be used with respect for laws and wisdom of the Nature

Conservation genetic resources of cultivated crops

Ochrona zasobów genowych jest jednym z głównych zadań krajów sygnatariuszy konwencji o różnorodności biologicznej. Przedstawiono podstawowe tezy tej konwencji i jej powiązanie z ochroną zasobów genowych roślin użytkowych. Omówiono działalność i współpracę w zakresie ochrony zasobów genowych roślin na terenie Europy. Podstawową siecią współpracy obejmującą kraje europejskie jest Europejski Program Ochrony Zasobów Genowych koordynowany przez Międzynarodowy Instytut Zasobów Genowych w Rzymie. Program ten finansowany przez uczestniczące kraje jest koordynowany przez IPGRI za pośrednictwem szeroko rozwiniętej sieci powiązanej z grupami roślin lub z ogólną tematyką związaną z zasobami genetycznymi. Obecnie w programie tym uczestniczy 36 krajów europejskich. Jego głównym zadaniem jest zapewnienie długoterminowej ochrony in situ i ex situ oraz stymulowanie wykorzystania zasobów genowych roślin w Europie (http://www.cgiar.org/ecpgr). Poprzez ścisłą współpracę z instytucjami państwowymi, organizacjami pozarządowymi i prywatnymi hodowcami ECP/GR promuje ochronę zasobów genetycznych naszego kontynentu, jak również dzieli się odpowiedzialnością z krajami europejskimi nie należącymi do programu. Program ECP/GR działa za pośrednictwem 9 szeroko rozbudowanych Sieci, w tym 6 dotyczących grup roślin i 3 są związane z ogólną tematyką ochrony zasobów genetycznych. Zamieszczono strukturę programu i omówiono zadania do realizacji w latach 2004-2008. Omówiono również działalność banku genów w Polsce.Plant germplasm conservation is one of the principal item of the Biodiversity Convention. The main tasks of this convention and their connection with plant genetic conservation is described. The activity and cooperation in the frame of germplasm conservation in Europe is presented. The main network is the European Cooperative Programme for Crop Genetic Resources Networks - ECP/GR), which is a collaborative programme among most European countries aimed at ensuring long-term conservation and facilitating the increased utilization of plant genetic resources in Europe. Currently 36 countries are members of the ECP/GR. The Programme operates through nine broadly focused networks dealing with groups of crops or general themes related to plant genetic resources. The main implementation of the Network activities is through the Working Groups. Working Group Members are nominated by the National Coordinators and are responsible for representing the activities and interests of their country with regard to specific crops or themes the Working Groups deal with. Operating structure of that programme and approved tasks for the period 2004-2008 is presented in the paper

Gene resources of the genus Lupinus

Rodzaj Lupinus jest bardzo interesującym taksonem w gromadzeniu zasobów genowych. Obejmuje cztery gatunki uprawne i ponad 200 gatunków dzikich występujących w dwu centrach pochodzenia - na kontynencie amerykańskim i w basenie Morza Śródziemnego. Pomimo dużego podobieństwa fenotypowego gatunki są silnie zróżnicowane, tak pod względem cytogenetycznym, jak i wymagań środowiska. Gatunki uprawne odznaczają się korzystnymi cechami użytkowymi (wiązanie azotu atmosferycznego, wysoka zawartość białka w nasionach, właściwości fitosanitarnie w zmianowaniu). Informacje zebrane podczas tworzenia bazy danych kolekcji łubinu pozwalają ocenić liczebność kolekcji i stopień zabezpieczenia zmienności poszczególnych gatunków, zasięg występowania, wymagania środowiskowe oraz zmienność ważniejszych cech użytkowych. Za najważniejsze cele działalności centrów kolekcji łubinów uznano identyfikację duplikatów, geograficzne mapowanie zbiorów na tle występowania gatunków, uzupełniające misje kolekcyjne oraz uzyskanie dostępu do zasobów genowych łubinów Południowej Ameryki.In a gene resources collection the genus Lupinus is a very interesting taxon. It covers four crops and over 200 wild species distributed in two centers of origin - in the New and Old World. Lupin species despite their phenoptypic similarity are strongly differentiated taking into account the cytogenetic characteristics as well as environmental requirements. Lupin crops are characterized by many advantages, eg. N-fixation, high protein content in seeds and phytosanitary peculiarities in crop rotation. Information gathered from data bases of individual lupin collections allowed us to estimate a size of collected resources, degree of protected variation of a given species, range of distribution, environmental requirements and a variation of agricultural features. Duplicate identification, geographic mapping of gathered resources, supplemental collecting missions and free access to South American gene resource centers are considered to be the most important aims of lupin collecting centers

Zmiennosc loci izoenzymatycznych w kolekcji podstawowej rodzaju Pisum

Zgromadzone w krajowej kolekcji Pisum w Wiatrowie zasoby obejmują dzikie populacje, odmiany uprawne i miejscowe, wyselekcjonowane mutanty spontaniczne i indukowane oraz linie pochodzące z krzyżowań w programach hodowlanych i badawczych. Utworzono z nich kolekcję podstawową rodzaju Pisum (266 obiektów), reprezentującą dotychczas opisaną zmienność monogeniczną w genotypach typowych dla alleli, liniach testowych z genami - markerami poszczególnych chromosomów oraz z nowymi genami. Dla zwiększenia przydatności kolekcji podstawowej Pisum zgromadzonej w Wiatrowie scharakteryzowano zakres zmienności loci izoenzymatycznych. Analizowano polimorfizm 18 loci izoenzymatycznych metodą rozdziału elektroforetycznego na żelu skrobiowym. Wszystkie badane loci enzymatyczne wykazały obecność 2-4 allozymów. Niektóre z wykrytych allozymów występowały bardzo rzadko, najczęściej w populacjach należących do dzikich gatunków Pisum. Zakres obserwowanej zmienności izoenzymatycznej w poszczególnych grupach obiektów posłużył do obliczenia częstości alleli i oceny polimorfizmu każdej z grup oraz porównania zmienności pomiędzy grupami. Uzyskane wyniki wykorzystano do dyskusji na temat wykorzystania markerów izoenzymatycznych do charakterystyki genotypu obiektów kolekcyjnych.The Pisum national collection at Wiatrowo covers wild populations, culti- vars and land races, selected spontaneous and induced mutants, as well as cross derivatives from breeding and research programs. There has been constituted the core collection of Pisum genus (266 accesions), representing hitherto described monogenic variability in typical genotypes for alleles, tester lines with marker genes for particular chromosomes, and with new genes. To increase the usefulness of Pisum core collection gathered at Wiatrowo, the range of isozyme loci variability was characterized. The polymorphism of 18 isozyme loci was analyzed using electrophoretic separation on starch gel. All tested loci showed the presence of 2-4 allozymes. Some of them occurred very rarely, usually in populations belonging to the wild species of Pisum. The range of observed isozyme variability in particular groups of accesions was used for statistical calculations of allele frequency and for estimating polymorphism in each group as well as for comparison of variability among groups. The results were used for discussion on utility of isozyme markers for genotype characterization of collection accessions