Meiosis in elephant grass (Pennisetum purpureum), pearl millet (Pennisetum glaucum) (Poaceae, Poales) and their interspecific hybrids

Abstract

The cultivated and sexually compatible species Pennisetum purpureum (elephant grass, 2n = 4x = 28) and Pennisetum glaucum (pearl millet, 2n = 2x = 14) can undergo hybridization which favors the amplification of their genetic background and the introgression of favorable alleles into breeding programs. The main problem with interspecific hybrids of these species is infertility due to triploidy (2n = 3x = 21). This study describes meiosis in elephant grass x pearl millet hybrids and their progenitors. Panicles were prepared according to the conventional protocol for meiotic studies and Alexander's stain was used for assessing pollen viability. Pearl millet accessions presented regular meiosis with seven bivalents and high pollen viability. For elephant grass, 14 bivalents in diakinesis and metaphase I were observed. The BAG 63 elephant grass accession, derived from tissue culture, presented a high frequency of meiotic abnormalities. The three hybrid accessions presented a high frequency of abnormalities characterized by irregular chromosomal segregation which resulted in the formation of sterile pollen.

Estimativa da viabilidade polínica de araçazeiro (Psidium cattleianum Sabine) através de distintos métodos de coloração

“…Segundo os autores, os corantes nucleares utilizados (orceína acética e carmim propiônico) mostraram alta taxa de polens funcionais (acima de 90%). Essa frequência de polens viáveis não era esperada, uma vez que híbridos entre P. purpureum x P. glaucum são descritos como estéreis devido a irregularidades meióticas (Jauhar, 1968(Jauhar, , 1981Techio et al, 2006b). Por outro lado, o reativo de Alexander confirmou que dentre os quatro acessos híbridos interespecíficos avaliados, três apresentaram completa esterilidade.…”

Viabilidade do grão de pólen de acessos de capim-elefante, milheto

“…Essa planta, obtida por Martinez et al (1986) via cultura de calos de meristemas apicais de capimelefante, foi considerada um mutante (referido como Cuba T 169), pois diferiu fenotipicamente da planta doadora do explante em relação à largura, altura e ângulo de inserção da folha, forma do colmo e dimorfismo estacional (Martinez et al, 1990). Avaliações realizadas por Techio et al (2006) confirmaram a ocorrência de anormalidades no processo meiótico desse acesso, indicando ser esta a possível causa da menor viabilidade do pólen. A condição artificial do meio, os reguladores de crescimento, o genótipo e a idade da planta têm sido apontados como principais fontes causadoras das alterações citogenéticas (Bayliss, 1980; Peschke e Phillips, 1992; Sybenga, 1992), que variam de não disjunção e duplicação cromossômica à aberrações cromossômicas estruturais (Sybenga, 1992 Os corantes nucleares utilizados (orceína acética e carmim propiônico) mostraram alta taxa de pólens funcionais (acima de 90%, Tabela 1; Figura 1D e E).…”

“…A condição artificial do meio, os reguladores de crescimento, o genótipo e a idade da planta têm sido apontados como principais fontes causadoras das alterações citogenéticas (Bayliss, 1980; Peschke e Phillips, 1992; Sybenga, 1992), que variam de não disjunção e duplicação cromossômica à aberrações cromossômicas estruturais (Sybenga, 1992 Os corantes nucleares utilizados (orceína acética e carmim propiônico) mostraram alta taxa de pólens funcionais (acima de 90%, Tabela 1; Figura 1D e E). Essa frequência de pólens viáveis não era esperada, uma vez que híbridos entre P. purpureum x P. glaucum são descritos como estéreis devido à irregularidades meióticas (Jauhar, 1968(Jauhar, e 1981Techio et al, 2006). Tais resultados foram muito superiores aos obtidos por Sree Ramulu (1968) e Sree Rangasamy (1972), que descreveram uma porcentagem reduzida de viabilidade (5%) para pólens corados com carmim acético.…”

Intra- and intergenomic chromosomal pairing in artificially polyploidized elephant grass and pearl millet hybrids

“…BR., 2n=2x=14, AA genome] are important forage grasses (Pereira et al, 2001). The cross between them produces a triploid (2n=3x=21, AA'B) and sterile hybrid (Techio et al, 2006), with greater forage quality and better acceptance by cattle than the parental species of these plants (Pereira et al, 2001). Production of artificial polyploid hybrids (2n=6x=42, AAA'A'BB) partially restores fertility and allow the incorporation of interspecific hybrid in breeding programs (Paiva et al, 2012).…”

“…In the triploid hybrids, seven bivalents are formed between the A and A' genomes, and seven univalents from the B genome (Techio et al, 2006). Paiva et al (2012) had already shown the formation of univalents and multivalents in polyploid hybrids of elephant grass and pearl millet; however, they had not identified the parental genomes.…”