Analiza porównawcza cech dzikich gatunków rodzaju Secale L. w celu poszerzenia zmienności genetycznej przydatnej w hodowli

Abstract

The aim of the research was to analyze some characteristics of flowering biology of 12 wild species and subspecies of rye as potential candidates to be used in crossing programmes for species of the genus Secale. Time and length of the flowering and heading periods were determined. Moreover, the following seven yield components were characterized: number of spikes per plant, number of stalks per plant, number of spikelets per spike, number of grains per spike, spike density, spike length and viability of pollen grains. Secale cereale ssp. cereale cv. Walet was used as a reference species. Variability of phenotypic features was assessed using RAPD molecular markers. Evaluation of the DNA polymorphism made possible to measure genetic similarity. The wild Secale species and subspecies under study began flowering at different dates, between May 18th (S. c. ssp. ancestrale) and June 16th (S. strictum ssp. kuprijanovii). The wild species greatly differed from the cultivar Walet in the number of spikelets per spike and in the number of grains per spike. Based on the rates of genetic similarity, the species and subspecies were classified into three groups: I. range from 57% (similarity between S. c. ssp. cereale and S. s. ssp. ciliatoglume) to 68% (S. c. ssp. cereale and S. sylvestre), II. 55% (S. c. ssp. dighoricum 17785 and S. c. ssp segetale), III. range from 43% (S. c. ssp. dighoricum 5687 and S. c. ssp. ancestrale) to 82% (S. vavilovii and S. c. ssp. dighoricum 5687).  Przedmiotem badań było 12 dzikich gatunków i podgatunków żyta. Gatunkiem kontrolnym był gatunek Secale cereale ssp. cereale odmiana Walet. Obserwacje i analizy miały na celu próbę charakterystyki biologii kwitnienia, cech struktury plonu badanych roślin oraz rozpoznania terminów kwitnienia w aspekcie przydatności do krzyżowania w rodzaju Secale L. W tym celu przeprowadzono obserwacje i pomiary siedmiu cech fenotypowych: liczby kłosów na roślinie, liczby źdźbeł na roślinie, liczby kłosków w kłosie, liczby ziaren w kłosie, długości kłosów, zbitości kłosów, oraz żywotności ziaren pyłku. Prowadzono również obserwacje terminu i długości kłoszenia oraz kwitnienia. Zależności między cechami fenotypowymi, a markerami molekularnymi charakteryzo¬wano przy wykorzystaniu analizy regresji. Ocena polimorfizmu DNA pozwoliła na ustalenie podobieństwa genetycznego. Cechami, które istotnie różniły gatunek uprawny od gatunków i podgatunków dzikich były: liczba kłosków w kłosie i liczba ziaren w kłosie. W roku prowadzenia obserwacji początek kwitnienia gatunków w rodzaju Secale L. wahał się tak, że najwcześniejszy gatunek rozpoczynał kwitnienie 18.05 (S. c. ssp. ancestrale), a najpóźniejszy 16.06 (S. strictum ssp. kuprijanovii). Badane gatunki utworzyły trzy grupy podobieństwa genetycznego. Podobieństwo genetyczne w grupie I wahało się od 57% (między S. c. ssp. cereale, a S. s. ssp. ciliatoglume) do 68% (między S. c. ssp. cereale, a S. sylvestre), w grupie II wyniosło 55% (między S. c. ssp. dighoricum 17785, a S. c. ssp. segetale) a w grupie III wahało się od 43% (między S. c. ssp. dighoricum 5687, a S. c. ssp. ancestrale) do 82% między gatunkami (S. vavilovii, a S. c. ssp. dighoricum 5687)