Ocena zmienności fenotypowej i molekularnej okrągłonasiennej formy lędźwianu siewnego (Lathyrus sativus L.)
Katarzyna Pankiewicz
office@igr.poznan.plInstytut Genetyki Roślin PAN, Poznań (Poland)
Wojciech Rybiński
Instytut Genetyki Roślin PAN, Poznań (Poland)
Zygmunt Kaczmarek
Instytut Genetyki Roślin PAN, Poznań (Poland)
Abstrakt
Obiekty badawcze stanowiły: mutant o okrągłych nasionach, odmiany Derek i Krab, jako potencjalny materiał z którego wywodzi się wyselekcjonowana okrągłonasienna forma oraz o obiekt kolekcyjny z Włoch (typowy przedstawiciel lędźwianów Południowej Europy). Zmienność cech na poziomie fenotypowym oceniano w oparciu o wyniki dwuletnich doświadczeń polowych w latach 2008 i 2009 założonych w czterech zróżnicowanych glebowo miejscowościach wykorzystując w tym celu wielocechową analizę statystyczną. Zmienność genetyczną wyrażoną stopniem podobieństwa genetycznego oceniano za pomocą markerów ISSR. Ponadto, oceniano skład chemiczny nasion w odniesieniu do zawartości białka, tłuszczu, profilu kwasów tłuszczowych oraz neurotoksyny — β-ODAP. Wykazano, że kulista forma lędźwianu pod względem takich cech jak: liczba rozgałęzień i strąków z rośliny, długość strąka, masa nasion ze strąka, liczba nasion z rośliny, a zwłaszcza masa 1000 nasion różni się istotnie od odmian Derek i Krab, a wszystkie trzy formy reprezentują inny morfotyp i poziom cech plonotwórczych w porównaniu z obiektem z Włoch. Ponadto, kulista forma charakteryzowała się wyższą niż u pozostałych form zawartością białka i tłuszczu, z dominującą zawartością kwasu oleinowego w profilu kwasów tłuszczowych. Wszystkie rodzime formy lędźwianu charakteryzowały się zbliżoną zawartością w nasionach neurotoksyny — β-ODAP z wyraźnie wyższą jej zawartością u formy z Włoch. Wykreślony dendrogram na podstawie wyników analizy ISSR wskazuje, że krajowe formy charakteryzują się znacznym podobieństwem genetycznym i wyraźną odrębnością od włoskiej formy. Wyniki na poziomie fenotypowym uzyskane z doświadczeń polowych wskazują ponadto, że spontaniczna mutacja kształtu nasion powstała z dużym prawdopodobieństwem w obrębie materiału populacyjnego z którego pochodzi odmiana Derek, aczkolwiek na poziomie molekularnym mutant wykazywał bliższe podobieństwo do odmiany Krab.
Słowa kluczowe:
Lathyrus sativus, doświadczenia polowe, markery ISSR, mutant okrągłonasienny, skład chemiczny nasion, struktura plonowaniaBibliografia
Allkin R., MacFarlane T. D., White F. A., Bisby F. A., Adey M. E. 1983. Names and synonyms of species and subspecies in Vicieae. Issue 2, Vicieae database project publication No. 2, Southampton, UK.
Google Scholar
Briggs C. J., Parenno N., Campbell C. G. 1983. Photochemical assessment of Lathyrus species for the neurotoxin agent , β — N — oxalyl — 1 — α.β — diaminopropionic acid. Planta Med. 47: 188 — 190.
Google Scholar
Caliński T., Dyczkowska A., Kaczmarek Z. 1976. Hypothesis testing in multivariable analysis of variance and covariance. Algorytmy Biometrii i Statystyki. Zeszyt 5: 77 — 113.
Google Scholar
Campbell, C. G. 1987. Registration of low neurotoxin content Lathyrus germplasm LS8246. Crop Sci. 27: 821
Google Scholar
Campbell C. G., Mehra R. B., Agrawal S. K., Chen Y. Z., Abd El Moneim A., Khawaja H. I. T., Yadow C. R., Tay J. U., ArayaW. A. 1994. Current status and future strategy in breeding grasspea (Lathyrus sativus L.). Euphytica 73: 167 — 175.
Google Scholar
Campbell, C. G., 1997. Grass pea. Lathyrus sativus L. Promoting the conservation and use of underutilized and neglected crops. 18. Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research. Gatersleben/International Plant Genetic Resources Institute, Rome, Italy.
Google Scholar
Camussi A., Ottaviano E., Caliński T., Kaczmarek Z. 1985. Genetic distance based on quantitative traits. Genetics 111: 945 — 962.
Google Scholar
Ceranka B., Chudzik H., Czajka S., Kaczmarek Z. 1997. Wielozmienna analiza wariancji dla doświadczeń wieloczynnikowych. Algorytmy Biometrii i Statystyki. Zeszyt 6: 51 — 60.
Google Scholar
De La Rossa L., Martin I. 2001. Morphological characterisation of Spanish genetic resources of Lathyrus sativus L. Lathyrus Lathyrism Newsletter 2: 31–34.
Google Scholar
Desphande S. S., Campbell C. G. 1992. Genotype variation in BOAA, condensed tannins, phenolics and enzyme inhibitors in grass pea (Lathyrus sativus L.). Can. J. Plant Sci.72: 1037 — 1047.
Google Scholar
Duke J. A. 1981. Handbook of Legumes of World Economic Importance. Plenum Press, New York.
Google Scholar
Dziamba S. 1997. Biologia i agrotechnika lędźwianu siewnego. Międzynarodowe Sympozjum Naukowe „Lędźwian siewny — agrotechnika i wykorzystanie w żywieniu zwierząt i ludzi”, Radom, 9–10 czerwca 1997: 27 — 33.
Google Scholar
Grela E., Winiarska A. 1997. Skład chemiczny i wartość pokarmowa nasion lędźwianu siewnego (Lathyrus sativus L.). Międzynarodowe Sympozjum Naukowe „Lędźwian siewny – agrotechnika i wykorzystanie w żywieniu zwierząt i ludzi”, Radom, 9–10 czerwca 1997: 49 — 58.
Google Scholar
Grela E., Rybiński W., Klebaniuk R., Matras J. 2010, Morphological characteristics of some accessions in grass pea (Lathyrus sativus L.) grown in Europe and nutritional traits their seeds. Genet. Resour. Crop Evol. 57 (5): 693 — 701.
Google Scholar
Hammer K., Laghetti G., Perrino P. 1989. Collection of plant genetic resources in South Italy, 1988. Kulturpflanzen 37: 401 — 414.
Google Scholar
Hanbury C. D., Sarker A., Siddique K. H. M., Perry M. W. 1995. Evaluation of Lathyrus germplasm in a Mediterranean type environment in South-Western Australia. Co-operative Research Center for Legumes in Mediterranean Agriculture, Occasional Paper: 8.
Google Scholar
Hanbury C. D, White C.L., Mullan B.P., Siddique K. H. M. 2000. A review of the potential of Lathyrus sativus L. and L. cicera L. grain for use as animal feed. Anim. Feed Sci. Tech. 87: 1 — 27.
Google Scholar
Jeswani L. M., Lal B. M., Shiv Prakash S. 1970. Study on the development of low neurotoxin (β-N-Oxalylamino alanine) lines in Lathyrus sativus (Khesari). Current Science 22: 518.
Google Scholar
Kaul A. K., Islam M. Q., Hamid S. 1985. In: A. K. Kaul & D. Combes (Eds.), Lathyrus and lathyrism, proceedings at Collogue Lathyrus. Third World Medical Research Foundation, New York: 234 pp.
Google Scholar
Kozak M., Bocianowski J., Rybiński W. 2008. Selection of promising genotypes based on path and cluster analyses. J. Agric. Sci., 146: 85 — 92.
Google Scholar
Mehra R. B., Raju D.B., Himabindu K. 1995. Evaluation and utilization of Lathyrus sativus collection in India. In: Lathyrus Genetic Resources in Asia. Proc. Reg. Workshop, December 27–29, Raipur, India.
Google Scholar
Milczak M, Pędziński M, Mnichowska H, Szwed-Urbaś K. 1997. Hodowla twórcza lędźwianu siewnego (Lathyrus sativus L.) — podsumowanie pierwszego etapu. Międzynarodowe Sympozjum Naukowe „Lędźwian siewny – agrotechnika i wykorzystanie w żywieniu zwierząt i ludzi”, Radom, 9-10 czerwca 1997: 13 — 22.
Google Scholar
Milczak M., Pędziński M., Mnichowska H., Szwed-Urbaś K., Rybiński W. 2001. Creative breeding of grass pea (Lathyrus sativus) in Poland. Lathyrus Lathyrism Newsletter 2: 85 — 88.
Google Scholar
Murray M. G., Thompson W. F. 1980 Rapid isolation of high molecular weight plant DNA. Nucl. Acids Res. 8: 4321 — 4325.
Google Scholar
Nei M., Li W. H. 1979. Mathematical model for studying genetic variation in terms of restriction. Proceedings of the Academy of Sciences of the USA 76: 5269 — 5273.
Google Scholar
Pandey R. L., Agraval S. K., Chitale M. W., Sharma R. N., Kashyap O. P., Geda A. K., Chandrakar H. K., Agrawal K. K. 1995. Catalogue of grasspea (L. sativus L.) germplasm. Gandhi Agric. Univ. Press, Raipur, India.
Google Scholar
Pankiewicz K., Rybiński W. 2008. Ocena zróżnicowania genetycznego i zawartości neurotoksyny β-ODAP w wybranych gatunkach z rodzaju Lathyrus. Biul. IHAR 250: 287 — 295.
Google Scholar
Petterson D. S., Sipsas S., Mackintosh J. B. 1997. The chemical composition and nutritive value of Australian pulses. Grains Research and Development Corporation, Canberra.
Google Scholar
Rao S. L. N. 1978. A sensitive and specific colorimetric method for determination of α,β-diaminopropionic acid and Lathyrus sativus neurotoxin. Anal. Biochem. 86: 386 — 395.
Google Scholar
Ravindran V., Blair R. 1992. Feed resources for poultry production in Asia and the Pacific. II. Plant protein sources. World Poult. Sci. J. 48: 205 — 231.
Google Scholar
Rencher A. C. 1992. Interpretation of canonical discriminant functions, canonical variants, and principal components. Am. Stat. 46: 217 — 225.
Google Scholar
Rybiński W., Grela E. R. 2007. Zróżnicowanie genetyczne cech i składu chemicznego nasion mutantów lędźwianu siewnego (Lathyrus sativus L.). Zesz. Probl. Post. Nauk Roln. 517: 613 — 627.
Google Scholar
Rybinski W., Szot B., Rusinek R. 2008. Estimation of morphological traits and mechanical properties of grasspea seeds (Lathyrus sativus L.) originating from EU countries. International Agrophysics 22 (3): 261 — 275.
Google Scholar
Sarwar C. D. M., Sarkar A., Murshed A. N. M. M., Malik M. A., 1995. Variation in natural population of grass pea. In: Lathyrus sativus and Human Lathyrism. Progress and Prospects. Proc. 2nd Int. Colloq. Lathyrus Lathyrism, 10–12 December 1993, Dhaka, Bangladesh.
Google Scholar
Smartt J. 1984. Evolution of Grain Legumes. I. Mediterranean Pulses. Experimental Agriculture 20: 275 — 296.
Google Scholar
Smulikowska S., Rybiński W., Czerwiński J., Taciak M., Mieczkowska A. 2008. Evaluation of selected mutant of grasspea (Lathyrus dativus L.) var. Krab as an ingredient in broiler chicken diet. J. Animal Feed Sci. 17: 75 — 87.
Google Scholar
Tavoletti S., Capitani E. 2000. Field evaluation of grass pea population collected in the Marche region (Italy). Lathyrus Lathyrism Newsletter 1: 17 — 20.
Google Scholar
Williams P.C., Bhatty R. S., Deshpande S. S., Hussein L. A., Savage G. P. 1994. Improving nutritional quality of cool season food legumes. In: Muehlbauer F.J. and Kaiser W.J. (eds), Exfuture panding the Production and Use of Cool Season Food Legumes. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, Netherlands: 113 — 129.
Google Scholar
Vaz Patto M. C., Skiba B., Pang E.C.K., Ochatt S. J., Lambein F., Rubiales D. 2006. Lathyrus improvement for resistance against biotic and abiotic stresses: From classical breeding to marker assisted selection. Euphytica 147: 133 — 147.
Google Scholar
Yadov C. R. 1995. Genetic evaluation and varietal improvement of grasspea in Nepal. In: Lathyrus Genetic Resources in Asia. Proc. Reg. Workshop, December 27–29, Raipur, India.
Google Scholar
Autorzy
Wojciech RybińskiInstytut Genetyki Roślin PAN, Poznań Poland
Autorzy
Zygmunt KaczmarekInstytut Genetyki Roślin PAN, Poznań Poland
Statystyki
Abstract views: 280PDF downloads: 40
Licencja
Prawa autorskie (c) 2011 Katarzyna Pankiewicz, Wojciech Rybiński, Zygmunt Kaczmarek
Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa – Na tych samych warunkach 4.0 Miedzynarodowe.
Z chwilą przekazania artykułu, Autorzy udzielają Wydawcy niewyłącznej i nieodpłatnej licencji na korzystanie z artykułu przez czas nieokreślony na terytorium całego świata na następujących polach eksploatacji:
- Wytwarzanie i zwielokrotnianie określoną techniką egzemplarzy artykułu, w tym techniką drukarską oraz techniką cyfrową.
- Wprowadzanie do obrotu, użyczenie lub najem oryginału albo egzemplarzy artykułu.
- Publiczne wykonanie, wystawienie, wyświetlenie, odtworzenie oraz nadawanie i reemitowanie, a także publiczne udostępnianie artykułu w taki sposób, aby każdy mógł mieć do niego dostęp w miejscu i w czasie przez siebie wybranym.
- Włączenie artykułu w skład utworu zbiorowego.
- Wprowadzanie artykułu w postaci elektronicznej na platformy elektroniczne lub inne wprowadzanie artykułu w postaci elektronicznej do Internetu, lub innej sieci.
- Rozpowszechnianie artykułu w postaci elektronicznej w internecie lub innej sieci, w pracy zbiorowej jak również samodzielnie.
- Udostępnianie artykułu w wersji elektronicznej w taki sposób, by każdy mógł mieć do niego dostęp w miejscu i czasie przez siebie wybranym, w szczególności za pośrednictwem Internetu.
Autorzy poprzez przesłanie wniosku o publikację:
- Wyrażają zgodę na publikację artykułu w czasopiśmie,
- Wyrażają zgodę na nadanie publikacji DOI (Digital Object Identifier),
- Zobowiązują się do przestrzegania kodeksu etycznego wydawnictwa zgodnego z wytycznymi Komitetu do spraw Etyki Publikacyjnej COPE (ang. Committee on Publication Ethics), (http://ihar.edu.pl/biblioteka_i_wydawnictwa.php),
- Wyrażają zgodę na udostępniane artykułu w formie elektronicznej na mocy licencji CC BY-SA 4.0, w otwartym dostępie (open access),
- Wyrażają zgodę na wysyłanie metadanych artykułu do komercyjnych i niekomercyjnych baz danych indeksujących czasopisma.
Inne teksty tego samego autora
- Laurencja Szała, Zygmunt Kaczmarek, Elżbieta Adamska, Teresa Cegielska-Taras, Wpływ kierunku krzyżowania na ekspresję barwy nasion i cech składowych plonu w populacjach linii DH rzepaku ozimego , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 264 (2012): Wydanie regularne
- Wojciech Rybiński, Jan Bocianowski, Katarzyna Pankiewicz, Zróżnicowanie cech morfologicznych i plonotwórczych u indukowanych mutantów odmian lędźwianu siewnego (Lathyrus sativus L.) , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 249 (2008): Wydanie regularne
- Tadeusz Adamski, Andrzej Bichoński, Zdzisław Biliński, Zbigniew Bystry, Piotr Jarosz, Dorota Jasińska, Zygmunt Kaczmarek, Karolina Krystkowiak, Anetta Kuczyńska, Wojciech Mikulski, Barbara Nowak, Wanda Orłowska-Job, Zdzisław Paszkiewicz, Michał Rębarz, Maria Surma, Anna Sybilska, Renata Trzeciak, Interakcja genotypowo-środowiskowa rodów jęczmienia z różnych hodowli , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 249 (2008): Wydanie regularne
- Tadeusz Adamski, Zygmunt Kaczmarek, Maria Surma, Anetta Kuczyńska, Karolina Krystkowiak, Bolesław Salmanowicz, Renata Trzeciak, Zofia Banaszak, Bogusława Ługowska, Małgorzata Majcher, Wiktor Obuchowski, Wielocechowa analiza wybranych cech jakości ziarna pszenicy ozimej , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 260/261 (2011): Wydanie regularne
- Wojciech Rybiński, Tadeusz Adamski, Maria Surma, Jan Bocianowski, Uzyskiwanie haploidów i ocena zmienności cech ilościowych linii dihaploidalnych jęczmienia jarego z wykorzystaniem metody Hordeum bulbosum i mutagenezy , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 275 (2015): Wydanie regularne
- Wojciech Rybiński, Jan Bocianowski, Szymon Dziamba, Zmienność cech ilościowych u wybranych odmian lokalnych lędźwianu siewnego (Lathyrus sativus L.) , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 264 (2012): Wydanie regularne
- Maria Surma, Tadeusz Adamski, Zygmunt Kaczmarek, Paweł Krajewski, Genetyka ilościowa — przegląd przez stulecie , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 250 (2008): Wydanie regularne
- Prof. dr hab. Tadeusz Adamski , Maria Surma, Zygmunt Kaczmarek, Anetta Kuczyńska, Krzysztof Mikołajczak, Michał Kempa, Piotr Ogrodowicz, Elżbieta Adamska, Renata Trzeciak, Alina Anioła, Renata Holewińska , Badania nad wpływem translokacji 1B/1R na efektywność uzyskiwania linii DH pszenicy oraz ich wartość technologiczną , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 286 (2019): Wydanie specjalne
- Zygmunt Kaczmarek, Laurencja Szała, Elżbieta Adamska, Teresa Cegielska-Taras, Statystyczna i genetyczna ocena linii DH rzepaku ozimego na podstawie wyników doświadczenia jednopowtórzeniowego z wzorcami , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 253 (2009): Wydanie regularne
- prof. dr hab. Wojciech Rybiński, Wojciech Święcicki , Paweł Barzyk , Analiza zmienności genetycznej i piramidyzacja genów warunkujących cechy użytkowe łubinu białego , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 286 (2019): Wydanie specjalne
