Μελέτη και αξιοποίηση διειδικών υβριδίων στη βελτίωση της μελιτζάνας (Solanum melongena)

Abstract

Η παρούσα διατριβή είχε σκοπό τη δημιουργία κυτταροπλασματικά αρρενόστειρων σειρών των ποικιλιών μελιτζάνας ‘Λαγκαδά’, ‘Έμι’ και ‘Τσακώνικη’ με το κυτταρόπλασμα του Solanum violaceum και τη μελέτη της κληρονόμησης των γονιδίων της επαναφοράς της γονιμότητας (Rf-genes). Επίσης, αυτές οι σειρές αξιοποιήθηκαν στην παραγωγή διειδικών υβριδίων με τα άγρια είδη S. integrifolium και S. gilo και αυτά τα υβρίδια αξιολογήθηκαν ως υποκείμενα εμβολιασμού της μελιτζάνας. Στο πρώτο πείραμα δημιουργήθηκαν οι αρρενόστειρες σειρές των ποικιλιών ‘Λαγκαδά’, ‘Έμι’ και ‘Τσακώνικη’ με το κυτταρόπλασμα του S. violaceum εφαρμόζοντας τη μέθοδο των αναδιασταυρώσεων. Η γονιμότητα του γυναικείου του άνθους των αρρενόστειρων φυτών δεν επηρεάστηκε από το ξένο κυτταρόπλασμα. Αντίθετα, η γονιμότητα του ανδρείου επηρεάστηκε δυσμενώς, κάτι που φάνηκε από τις μορφολογικές ανωμαλίες του ανθήρα και την πολύ χαμηλή βιωσιμότητα της γύρης η οποία δεν ελευθερωνόταν από τον ανθήρα. Στο γενετικό υπόβαθρο της ‘Τσακώνικη’ βρέθηκαν φυτά τα οποία διέθεταν τα κατάλληλα Rf-genes και είχαν άνθη με πλήρως λειτουργικό ανδρείο. Η γενετική ανάλυση έδειξε ότι η επαναφορά της γονιμότητας ελέγχεται από μία κύρια γονιδιακή θέση και μία τροποποιητική και ότι τα κατάλληλα αλληλομόρφα κληρονομούνται κυρίαρχα από το άγριο είδος. Η ανάλυση του κυτταροπλάσματος σε φυτά της BC4 γενεάς επιβεβαίωσε τη μητρική κληρονόμησή από το S. violaceum. Η δυνατότητα αξιοποίησης των τριών αρρενόστειρων σειρών ως θηλυκών γονέων σε ένα πρόγραμμα υβριδισμού εκτιμήθηκε με βάση τις παραμέτρους της άνθισης και της σποροπαραγωγής μετά από ενδοειδικές διασταυρώσεις με την ‘Έμι’ και διειδικές διασταυρώσεις με τα άγρια είδη S. integrifolium και S. gilo, που είναι ανθεκτικά στη φουζαρίωση της μελιτζάνας. Διαπιστώθηκε ότι ο καταλληλότερος γονέας ήταν η αρρενόστειρη σειρά της ‘Έμι’ και ότι οι ενδοειδικές διασταυρώσεις έγιναν ευκολότερα από τις διειδικές. Η φυτρωτική ικανότητα του υβριδιόσπορου ήταν πολύ υψηλή και παραπλήσια με αυτή της μελιτζάνας. Στο δεύτερο πείραμα μελετήθηκαν τα διειδικά υβρίδια που προέκυψαν από τις διειδικές διασταυρώσεις του πρώτου πειράματος. Αυτά τα φυτά είχαν ενδιάμεση μορφολογία σε σχέση με τους γονείς τους και, επιπλέον, χαρακτηρίστηκαν από μεγάλη ευρωστία που εκφράστηκε με ετέρωση για τα χαρακτηριστικά της βλαστικής ανάπτυξης. Αυτό το γεγονός τα καθιστά δυνητικά αξιόλογα υποκείμενα εμβολιασμού της μελιτζάνας. Τα διειδικά υβρίδια είχαν γύρη με μηδενική βιωσιμότητα και δεν αναδιασταυρώθηκαν με τους γονείς τους, με εξαίρεση το διειδικό υβρίδιο F1(cmsTxSG) που αναδιασταυρώθηκε με το S. gilo. Οι απόγονοι της αναδιασταύρωσης (BC1 γενεά) διασταυρώθηκαν με μία σειρά μελιτζάνας που έχει τα κατάλληλα Rf-genes και αναδιασταυρώθηκαν με το S. gilo. Το γενικό ποσοστό των επιτυχών διασταυρώσεων στην BC1 ήταν υψηλότερο από αυτό που επιτεύχθηκε στην F1 γενεά, κάτι που δείχνει ότι η γονιμότητα του γυναικείου βελτιώθηκε μετά από μία γενεά αναδιασταύρωσης. Στο τρίτο πείραμα τα διειδικά υβρίδια που περιγράφηκαν προηγουμένως αξιολογήθηκαν ως υποκείμενα εμβολιασμού με τις ποικιλίες μελιτζάνας ‘Λαγκαδά’, ‘Έμι’ και ‘Τσακώνικη’. Τα υποκείμενα ήταν συμβατά σε μεγάλο βαθμό με τα τη μελιτζάνα, κάτι που φάνηκε από το υψηλό ποσοστό των επιτυχών εμβολιασμών. Η χρησιμοποίηση των διειδικών υβριδίων F1(cmsTxSI) και F1(cmsExSG) είχε θετική επίδραση στην παραγωγή και των τριών ποικιλιών μελιτζάνας. Τέλος, ο αυτο-εμβολιασμός και ο εμβολιασμός της μελιτζάνας πάνω στα διειδικά υβρίδια συνοδεύτηκαν από αλλαγές στον φαινότυπο του καρπού.