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Notes: Zusammenfassung der Ergebnisse Bei den mit angewandter Zielsetzung durchgeführten Mutationsversuchen an der Sojabohnensorte Heimkraft I wurden zunächst durch Triebkraftversuche Anhaltspunkte und dann im Freilandversuch genauere Hinweise für geeignete Röntgendosen für Bestrahlungsversuche mit Sojabohnen gefunden. Die Anzahl der Pflanzen mit Hülsenansatz der 6 kr-, 8 kr-, 10 kr-und 12 kr-Parzelle (35,0%, 15,3%, 21,8%, 15,5%) derX 1-Generation zeigen, wie auch schon die im Gewächshaus durchgeführten Triebkraftversuche, daß im Gegensatz zu den AngabenGustafssons (1944) nach unseren Versuchen 10000 r nicht als Höchstmaß der Strahlenverträglichkeit von Sojabohnensamen angesehen werden kann. Im Triebkraftversuch waren bei einer Dosis von 16 kr nach fünf Wochen Versuchsdauer noch 12,5% der Pflanzen durchaus wüchsig, und erst bei 20 kr mit 0,7% wüchsigen Pflanzen war die letale Dosis nahezu erreicht. Wie die prozentuale Verteilung der insgesamt 427 bestätigten Mutanten auf die einzelnen Bestrahlungserien zeigt (Tab. II), sind Röntgendosen von 6 kr bis 12 kr, sowohl was die Höhe der Mutantenhäufigkeit als auch die Anzahl der überlebendenX 1-Pflanzen (Tab. 4 und 5) betrifft, für Bestrahlungsversuche mit Sojabohnen am besten geeignet. Von den in unseren Versuchen gefundenen Mutanten haben nur einige reichverzweigte Formen, die frühreifen Typen, die Mutanten mit höherem Tausendkorngewicht und eine Reihe noch näher zu untersuchender Formen mit erhöhtem Hülsenbehang und Ertrag und geringerer Keimtemperatur züchterischen Wert. Die außer den Mutanten des Chlorophyllapparates noch zahlreich aufgetretenen verschiedenen Wuchstypen, die Veränderungen in der Blattform und Behaarung der Pflanzen und der Samenschalenfarbe, sind vom Standpunkt der deutschen Sojazüchtung als neutral oder in den meisten Fällen als negativ zu bezeichnen. Ihr Auftreten war aber insofern wichtig, als damit bewiesen werden kann, daß es auch bei Soja in verhältnismäßig kurzer Zeit möglich ist, aus einer Zuchtsorte ein Mutantensortiment experimentell zu erzeugen, in dem die charakteristischen Merkmale eines Teiles der im Weltsortiment bekannten Soja-Varietäten auftreten. Abgesehen davon, daß ein experimentell geschaffenes Mutantensortiment zur Lösung genetischer, physiologischer und biochemischer Fragestellungen geeignetes Ausgangsmaterial bietet, läßt sich aus den bisherigen Ergebnissen schließen, daß bei weiterer Arbeit in absehbarer Zeit Formen geschaffen werden können, die früher als die Ausgangssorte zur Reife kommen und ihr im Ertrag überlegen sind, Außerdem können die Mutanten mit züchterisch wertvollen Merkmalen als Ausgangsmaterial für weitere Kreuzungen verwendet werden und die schwierige Kombinationszüchtung der Sojabohne beschleunigen helfen.

Notes: Zusammenfassung In einer zweiten Mitteilung werden weitere 10 röntgeninduzierte Mutanten der Sojabohnensorte ‘Heimkraft I’ beschrieben. Die Mutanten unterscheiden sich in der Länge des Hauptsprosses und in der Art und Stärke der Verzweigung. Von der Sojabohnensorte ‘Dornburger Weißblühende’ werden 15 röntgeninduzierte Mutanten beschrieben und in das morphologische System der Sojabohne,Glycine max (L.) Merr. eingeordnet. Zwei Mutantenlinien wurden nicht eingeordnet, da die induzierten Veränderungen der Samenschalenfarbe neue Merkmalskombinationen darstellen und noch nicht als Varietät beschrieben wurden.

Notes: Zusammenfassung In einer ersten Mitteilung werden aus dem Sortiment röntgeninduzierter Mutanten der Sojabohnensorte ‘Heimkraft I’ 19 Mutanten nach ihren Hauptmerkmalen benannt und in das morphologische System der Sojabohne,Glycine max (L.) Merr. eingeordnet. Die Mutanten haben die taxonomische Rangstufe einer ‚Linie‘ (der gleiche Rang wie ‚Sorte‘ bzw. ‚Cultivar‘). Sie können 8 verschiedenen Varietäten der Art zugeordnet werden.

Notes: Zusammenfassung Es werden Ergebnisse von umfangreichen Art- und Gattungskreuzungen zwischen verschiedenen Futtergräsern (Festuca, Lolium, Poa, Dactylis, Panicum, Pennisetum, Cenchrus u. a.) und zwischen verschiedenen Getreiden (Hordeum, Triticum, Secale, Avena, Aegilops) mitgeteilt. Die ermittelten Formen der Kreuzungsinkompatibilität werden unter Berücksichtigung evolutionistischer Gesichtspunkte als natürliche, reproduktive Isolationsmechanismen zwischen den Arten gedeutet. Die Schlußfolgerungen der Untersuchungen sind: 1. Die natürliche Selektion führte zu den verschiedensten prä- und postzygotischen interspezifischen Inkompatibilitätssystemen. Präzygotische Inkompatibilitätssysteme bedingen eine erhöhte Reproduktionsrate und haben dadurch einen unmittelbaren Selektionsvorteil. Postzygotische Isolationsmechanismen sind ein Nebenprodukt der Divergenzentwicklung beim Artbildungsprozeß. Die meisten Arten sind gleichzeitig durch mehrere Isolationsmechanismen getrennt. 2. Zwischen nahe verwandten Arten und Gattungen (z. B. zwischenLolium- undFestuca- Arten oder zwischenPoa- Arten) überwiegen postzygotische Kreuzungsbarrieren in Form von Fehlentwicklungen des Endosperms und/oder Embryos, der F1 (-Sterilität sowie des F2-Zusammenbruchs. 3. Zwischen phylogenetisch weit entfernten, sympatrischen Arten (z. B.Lolium oderFestuca×Poa oderBromus) tritt bereits starke gametische Inkompatibilität auf, die experimentell nicht überwunden werden konnte. 4. Bei mehreren Kombinationen wurden einzelne Idiotypen mit verringerter Inkompatibilitätsreaktion gefunden. In der KombinationFestuca arundinacea ×Dactylis glomerata wurden von einer Mutterpflanze drei F1-Bastarde erhalten. Generell sollten bei Art- und Gattungskreuzungen von jeder Art möglichst viele Pflanzen unterschiedlicher Herkünfte als Kreuzungseltern getestet werden. 5. Zwischen allogamen und autogamen Arten wurden große reziproke Unterschiede bezüglich ihrer Kreuzbarkeit festgestellt (z. B. beiTriticum aestivum×Secale cereale oderFestuca gigantea×Lolium multiflorum). Die allogamen Arten zeigen stärkere gametische Inkompatibilitätsreaktionen als die autogamen Arten.

Notes: Zusammenfassung Von etwa 2000 F1-Bastarden aus 48 verschiedenen Kombinationen zwischenLolium- undFestuca-Arten wurden die Merkmalskomplexe „vegetative Leistung“ (Heterosiseffekt) und „Fertilität“ ermittelt und tabellarisch zusammengestellt. Die Untersuchungen führten zu folgenden Ergebnissen: 1. Große Merkmalsunterschiede bestanden nicht nur zwischen F1-Bastarden verschiedener interspezifischer bzw. intergenerischer Kombinationen, sondern auch innerhalb der einzelnen Kombinationen zwischen Bastarden verschiedener F1-Familien. 2. Bastarde mit hohem Hybrideffekt wurden innerhalb von 20 Artkombinationen gefunden. Die vegetative Leistung variierte zwischen den einzelnen Aufwüchsen und verschiedenen Prüfungsjahren stark. 3. Die ermittelten Werte für Pollenfertilität (Karminessigsäure-Methode) und keimfähige Karyopsen je Pflanze nach freier Abblüte wiesen eine lose Beziehung zueinander auf. Bei beiden Merkmalen traten starke umweltbedingte Schwankungen auf. 4. Bastarde mit relativ hoher Fertilität konnten aus folgenden Kombinationen selektiert werden:F. pratensis 2n=2S×L. multiflorum bzw.L. perenne 2n=28,F. gigantea 2n=42×F. pratensis 2n=28,L. multiflorum 2n=28×F. arundinacea 2n=42 Ferner waren Bastarde verschiedener Kombinationen zwischen diploiden und tetraploiden Arten relativ gut fertil. Bei einer Reihe anderer Kombinationen erwiesen sich alle Bastarde, bis auf wenige Ausnahmen, als vollsteril, z. B.:F. pratensis 2n =14 ×F. arundinacea 2n=42,L. gigantea 2n =42 ×F. arundinacea 2n=42,F. perenne 2n = 14 ×F. gigantea 2n=42,F. arundinacea 2n =42 ×L. multiflorum 2n=28. Innerhalb einer größeren Anzahl weiterer interspezifischer Kombinationen traten sowohl teilfertile als auch über mehrere Jahre vollsterile Bastarde auf.

Notes: Zusammenfassung In Ergänzung zu den in Teil I dieser Serie mitgeteilten Beobachtungen beiPoa pratensis werden Ergebnisse über Beziehungen zwischen züchterisch wichtigen Merkmalen und der Art der Samenausbildung mitgeteilt. Sie lassen sich wie folgt zusammenfassen: 1. In dem untersuchten Material besteht keine Korrelation zwischen der Eigenleistung der Pflanzen und der Art ihrer Fortpflanzungsweise. Die aus sexuell entstandenen Samen stammenden Nachkommen sind jedoch deutlich schwachwüchsiger als die Pflanzen, die aus apomiktisch ausgebildeten Samen aufgezogen worden sind. 2. Die für die Beziehung „Chromosomenzahl“ und „Ertrag“ ermittelten Korrelationskoeffizientenr s=+0,19 undr s=−0,04 sind nicht signifikant. In dem gesamten erfaßten Chromosomenzahlenbereich von 2n=36 bis 2n=118 sind schwachwüchsige Pflanzen zu finden. Die Chromosomenzahlen der starkwüchsigen Hybriden sind bevorzugt in dem Bereich zwischen 2n=70 und 2n=94 anzutreffen. 3. Apomiktische (nichtspaltende) Pflanzen und amphimiktische (spaltende) Pflanzen treten über einen größeren Chromosomenzahlenbereich auf. Die Mittelwerte für beide Gruppen sind nicht signifikant verschieden. 4. Für die Beziehung „Art der Fortpflanzungsweise“ und „Frequenz Polyembryonen“ wurden signifikante Korrelationskoeffizienten vonr s=−0,24 und −0,32 erhalten. Aus der Tatsache, daß nach demt-Test die Zwillingsfrequenz zwischen apomiktischen und amphimiktischen Pflanzen nicht signifikant verschieden ist, muß jedoch angenommen werden, daß mittels Erfassung der Polyembryonen nicht auf den Grad der sexuellen bzw. asexuellen Samenausbildung geschlossen werden kann. 5. Im Vergleich zu einer dreimaligen Samenvermehrung ohne Selektion trat bei den Hybriden vonPoa pratensis nach dreimaliger vegetativer Vermehrung ein beachtlicher Ertragsabfall auf, der offensichtlich nicht, soweit erfaßt, durch Krankheiten verursacht wurde.

Notes: Zusammenfassung Zur Analyse der Entwicklungs- und Nutzungsmöglichkeiten der Apomixis bei ausgewählten Kulturpflanzen werden neben genetisch-züchterischen auch pflanzenbauliche Aspekte für die Bewertung herangezogen. Unter den Obstarten wird bei dieser Betrachtungsweise der Entwicklung der apomiktischen Samenausbildung bei der Gartenerdbeere (F. ananassa Duch.) die größte Bedeutung beigemessen. Im Hinblick auf pflanzenbauliche und phytosanitäre Aufwendungen (Virosen) dürfte Pflanzenmaterial auf der Basis von Sämlingen bei gegenwärtigen und zukünftigen Anbauverfahren weitere Rationalisierungsmöglichkeiten eröffnen. Die bei der Erdbeere nachgewiesene Ausbildung aposporer Embryosäcke, ihre Entwicklungsfähigkeit, das Vorkommen matrokliner Nachkommen und die in der GattungFragaria vorliegenden blütenbiologischen Verhältnisse (Heterözie) bieten aus biologischer und experimenteller Sicht die Möglichkeit für eine gezielte Entwicklung der apomiktischen Samenausbildung. Bei der Kartoffel (S. tuberosum L.) wird die Möglichkeit zur Entwicklung der apomiktischen Samenbildung nicht ausgeschlossen. Wegen der begrenzten Nutzbarkeit der Apomixis in der Neu- und Erhaltungszüchtung erscheinen derartige Untersuchungen erst dann gerechtfertigt zu sein, wenn bei anderen geeigneten Objekten positive Ergebnisse erzielt worden sind. Bei der Zuckerrübe (Beta vulgaris L.) wird vorgeschlagen, die Selektion von apomiktischen Formen aus pollensterilen, leistungsstarken Triploiden fortzusetzen.

Notes: Zusammenfassung Als Voraussetzung zur experimentellen Entwicklung der apomiktischen Fortpflanzungsweise bei sich sexuell vermehrenden Futtergräsern wurden Untersuchungen über die cytogenetischen Verhältnisse bei der apomiktischen ArtPoa pratensis durchgeführt und Art- und Gattungsbastarde zwischenLolium-, Festuca- und Bromusarten hergestellt. Dabei wurden die für die evolutive Entstehung der apomiktischen Fortpflanzungsweise erkannten Zusammenhänge zwischen Bastardierungen, Polyploidisierungen und Genmutationen berücksichtigt und folgende erste Ergebnisse erzielt: 1. Sexuelle Typen vonP. pratensis haben durchschnittlich eine niedrigere Chromosomenzahl als solche, die eine vorwiegend apomiktische Samenausbildung zeigen. 2. Innerhalb apomiktischer Sorten der Wiesenrispe schwanken die Chromosomenzahlen beträchtlich. In den Sorten ‘Delft’, ‘Skandia’ und ‘Kutzlebener’ wurden Chromosomenzahlen zwischen 2n = 42 und 105 nachgewiesen. 3. Bei dem untersuchten Material der Sorte ‘RoŽnov’ vonP. pratensis ist eine Beziehung zwischen vegetativer Leistungsfähigkeit und Chromosomenzahl bzw. zwischen Wuchsstärke und dem Grad der apomiktischen Samenausbildung ermittelt worden. 4. Aus den vonP. pratensis bekannt gewordenen cytologischen Befunden ist zu schließen, daß es sich bei dieser Art um eine auto-alloploide Form mit extrem hohem Ploidiegrad handelt. 5. Aus umfangreichen Art- und Gattungskreuzungen, z. T. mit Formen unterschiedlicher Valenz, wurden insgesamt 1987 F1-Bastarde aus 48 Kombinationen erhalten. 16 Kombinationen ergaben bisher in der Literatur noch nicht beschriebene Bastarde, auf die bei der Diskussion der Ergebnisse im einzelnen eingegangen wurde. 6. Bei weiteren 56 Kombinationen gelang es nicht, F1-Art- bzw. Gattungsbastarde aufzuziehen. Jedoch wurden in 33 Kombinationen unvollständig ausgebildete Karyopsen festgestellt. Durch verbesserte Methoden der Embryokultur erscheint hier die Gewinnung lebensfähiger F1-Bastarde möglich. 7. Die stark divergierenden Kreuzungsergebnisse mit mehreren Mutterpflanzen in einer Kombination deuten auf eine vom Genotyp abhängige Kreuzbarkeit hin. 8. In dem umfangreichen Material von Art- und Gattungsbastarden befinden sich eine Anzahl vollsteriler und vegetativ leistungsfähiger Formen, die als Ausgangsmaterial für weitere Experimente zur Entwicklung der apomiktischen Fortpflanzungsweise geeignet erscheinen.