W jaki sposób rozpoznać lilie poliploidalne bez liczenia chromosomów i czy jest to możliwe
Bronisław Kondrot - KK 2/1994


Pojawiająca się na rynku coraz większa liczba lilii poliploidalnych przyczynia się do tego, że wielu amatorskich hodowców lilii coraz częściej wykorzystuje je w pracach hodowlanych.

U wielu hodowców krzyżujących tylko diploidy, lilie poliploidalne mogą już rosnąć w ich ogrodach, chociaż sami o tym nie wiedzą. Powstawaniu takich lilii sprzyjają anomalie pogodowe z wysokimi temperaturami, w czasie których niektóre lilie diploidalne tworzą niezredukowane gamety, w wyniku czego w potomstwie pojawiają się poliploidy.

Stwierdzono już szereg cech zewnętrznych zarówno części nadziemnej jak i cebuli, pozwalających na zidentyfikowanie poliploidu. Wszystkie te zaobserwowane cechy nie dają jednak stuprocentowej gwarancji. Taką gwarancję daje tylko policzenie chromosomów.

Poniżej postaram się scharakteryzować te cechy na podstawie dostępnej mi literatury oraz pięcioletnich własnych obserwacji i wynikające z nich wnioski. Moje obserwacje oparte są na jednostkowym traktowaniu każdego nasiona od wysiania aż do kwitnienia.

Nasiona podchodzą z krzyżówek 2x3, 3x4, 4x4, 4x2, 3x2, w których diploidy tworzyły niezredukowane gamety. Wszystkie siewki hodowane były bez ochrony chemicznej, jedynie nasiona zaprawiano na sucho Benlatem przed wysianiem.

Tą wzmianką chcę również pobudzić hodowców do podzielenia się własnymi doświadczeniami i obserwacjami na ten temat.

Technika liczenia chromosomów jest stosunkowo prosta i możliwa do wykonania nawet przez amatora w kuchni. Nie jest jednak stosowana z powodu braku dostępu do odczynników, barwników, a głównie do dającej najlepsze wyniki kolchicyny. Zlecanie zaś do badań laboratoryjnych całego materiału poliploidalnego jest dla amatora zbyt kosztowne.

Dlatego duże znaczenie ma dokładna znajomość wszystkich cech zewnętrznych, którymi charakteryzują się lilie poliploidalne w odróżnieniu od diploidalnych. Ułatwi to nam ich wcześniejszą identyfikację i dalszą baczniejszą obserwację. Zaznaczyć trzeba na początku, że niekiedy wszystkich tych cech nie znajdziemy w jednej odmianie czy siewce.

Triploidy nie wyróżniają się zdecydowanie cechami zewnętrznymi od wzrosłych diploidów.

Pierwszą cechą potwierdzającą, że dana siewka jest triploidem może być brak nasion w nasienniku po zapyleniu diploidem i sprawdzenie tego przez krzyżowanie. Daną np. siewkę zapylamy pyłkiem lilii diploidalnej, o której wiemy, że w innych krzyżówkach daje nasiona jako ojciec i pyłkiem lilii tetraploidalnej a więc 2x24. Jeśli krzyżówka taka powtórzona dwukrotnie nie daje nasion z zapylenia 2x2, a z zapylenia 2x4 daje bardzo mało nasion z zarodkiem lub z bielmem a bez zarodka, to jest prawdopodobnie triploidem. W teście sprawdzającym 2x2 najlepiej wykorzystać pyłek lilii z tego samego klonu, gdyż nasiona nie wiążą się niekiedy gdy pochodzenie rodziców jest zbyt odległe. Aby wynik nie był fałszywy, należy to brać pod uwagę.

Za charakterystyczną cechę poliploidów możemy uznać małą płodność. Swego rodzaju stopniem oceny płodności może być podana przez E. Schmitzera klasyfikacja udanych krzyżówek według ilości nasion z zarodkami uzyskanych z tych krzyżówek:

    0 - bez nasion z zarodkami
    1 - kilka nasion (1-5)
    2 - około 10
    3 - około 20
    4 - około 40
    5 - ponad 50

Rys.1 - Torebka nasienna z pojedynczo tworzącymi się nasionami.
Większość krzyżówek poliploidalnych daje do 25 sztuk nasion. Tylko nieliczne dają więcej niż 40 nasion w jednym nasienniku. Płodność odmiany poliploidalnej z daną odmianą poliploidalną lub diploidalną tworzącą niezredukowane gamety nie daje gwarancji, że zawiąże nasiona z inną. Za dobrze płodną odmianę uważam 'Eurydike' tworzącą od 15-30 nasion oraz odmiany poliploidalne P. Schenka.

W krzyżówkach 2x3, 2x4, 3x2, i 4x2 nasienniki przybierają kształty jak na rys.1, które są pełniejsze w miejscach powstałych nasion. Trafnie opisał to V. Strasser: "... niekiedy powstaną nasiona, które zupełnie nie wyglądają jak nasiona, a pomimo tego wyrosną z nich bezbłędne siewki".

Rys.1 - Torebka nasienna z pojedynczo tworzącymi się nasionami.


W nasiennikach znajdziemy więc różnego rodzaju twarde grudki, okruchy poskręcane w różnych płaszczyznach, nasiona "dwupiętrowe" zlepione jakby z dwóch grubych normalnych nasion jak na rys. 2.

Rys.2 – Normalne diploidalne nasiono i nasiona z krzyżówek poliploidalnych.
Rys.2 - Normalne diploidalne nasiono i nasiona z krzyżówek poliploidalnych.

Różna jest również zdolność kiełkowania nasion mimo wyraźnych zarodków. Nie kiełkują niekiedy nasiona z wyraźnymi zarodkami i grubym bielmem, a za to nasiona z ledwo widocznym zarodkiem lub zarodkiem niewidocznym gołym okiem kiełkują bezbłędnie. Koniecznie trzeba więc wysiewać wszystkie nasiona.

Wielu hodowców krzyżujących choćby tylko lilie diploidalne, ale tworzące niezredukowane gamety a wysiewających tylko selekcjonowane nasiona z wyraźnym zarodkiem, pozbawiło się w ten sposób bezwiednie lilii poliploidalnych. Jeżeli więc pomiędzy normalnymi nasionami w krzyżówkach lilii diploidalnych tworzących niezredukowane gamety znajdziemy twarde grudki, okruchy, jak na rys. 2, w których niesposób dojrzeć zarodki, to trzeba je wysiać. Jeżeli takie nasiona wykiełkują, to będą to na pewno siewki poliploidalne.

Takie same nasiona tworzą się w krzyżówkach 2x3, 3x4, 3x2, 4x2,a krzyżówki 4x4 tworzą normalne typowe kształty nasion. Interesujące wyniki dały próby wysiewania przeze mnie nasion z krzyżówek poliploidalnych według kalendarza biodynamicznego. Dwukrotne wysiewy wykazały o 20-25% wyższe kiełkowanie nasion w okresie sprzyjającym wysiewom niż w okresie niesprzyjającym. Zakiełkowały i rosły zdrowo nawet nasiona bez widocznego gołym okiem zarodka. Prób tych nie można jednak uznać za potwierdzenie lepszego kiełkowania, gdyż z braku większej ilości nasion z tych samych krzyżówek, próby przeprowadziłem tylko na krzyżówkach z tą samą matką.

Stosunkowo duży procent kiełkowania nasion bez wyraźnego widocznego zarodka i duży procent niekiełkowania nasion z wyraźnym i dużym zarodkiem oraz bielmem dowodzi, że gdy bielmo ma właściwy skład to nawet mały niedoskonale ukształtowany zarodek nie jest przeszkoda w zakiełkowaniu. Duże i wyraźne zarodki w nasionach z endospermą, które nie zakiełkowały z powodu niewłaściwego składu endospermy miałyby szansę rozwoju po wypreparowaniu i hodowli na sztucznej pożywce 'in vitro'.

Już więc mając nasiona, z tym samym stopniem prawdopodobieństwa jak na podstawie cech zewnętrznych lilii, możemy ocenić, czy spodziewać się lilii poliploidalnej.

Wyrastający spod ziemi liścień jest zawsze szerszy, grubszy, wyższy i ma ciemniejszy zielony kolor od liścienia lilii diploidalnej. Pierwszy liść i następne u lilii tetraploidalnych mają powierzchnię o wyglądzie skórki pomarańczy. Wyrastająca łodyga jest grubsza i sztywniejsza. Liście są większe, grubsze, sztywniejsze, ciemnozielone, można je określić jako skórzaste. Szparki w liściach są większe, a ich wielkość do porównań stwierdzić już można lupą o dwudziestokrotnym powiększeniu.

Wielkość szparek triploidów trudno jednak określić bez przyrządów optycznych ze skalą w porównaniu ze szparkami w liściu z dorodnej lilii diploidalnej. U tetraploidów różnice wielkości są już znaczne, łatwiej je porównać i trudniej popełnić błąd.

Kwiaty poliploidów są o wiele większe i o bardzo dobrej substancji. Działki okwiatu u tetraploidów są zawsze szersze niż u diploidów (do 60 mm), ale cechą wyróżniającą jest przede wszystkim ich grubość i sztywność. Sprawiają wrażenie plastikowych. Kwiaty są bardziej wytrzymałe na wysokie temperatury i deszcz. Tetraploidy cechują się bardzo często tzw. "skórowatością" płatków, co jest wadą dyskwalifikującą kwiat, gdyż jest im trudno otworzyć się i równomiernie rozłożyć płatki.

Końcówki płatków są niewybarwione, zzieleniałe i dlatego górna część pąka jest jeszcze zamknięta, podczas gdy środkowa część płatków już się znacznie rozchyliła jak na rys.3. Tak w sposób opóźniony otwarte kwiaty mają zafalcowane brzegi płatków i zwichrowane, ułożone w różnych płaszczyznach płatki. Cecha ta objawia się w stopniu maksymalnym już podczas pierwszego kwitnienia i minimalizuje w następnych latach, nie ustępując zupełnie. Ta cecha występuje razem najczęściej z inna cechą tetraploidów a mianowicie małą ilością kwiatów w kwiatostanie.

Rys.3 – Kwiat i rozwijający się pąk tetraploidu ze skórowatością płatków.

Rys.3 - Kwiat i rozwijający się pąk tetraploidu ze skórowatością płatków.


Kolejną cechą, jaką charakteryzują się poliploidy w odróżnieniu od diploidów zaobserwować można w pyłku.

Pyłek triploidów lekko się zlepia i nawet po wysuszeniu wygląda jak lekko wilgotny. Pyłek tetraploidów jest gruboziarnisty i większy od diploidalnego o około 30%. Spojrzenie na pyłek gołym okiem, a nawet w dwudziestokrotnym powiększeniu bez możliwości jego pomiaru nie daje żadnej gwarancji dobrej oceny. Cecha ta podobnie jak cecha większych szparek służyć może amatorowi jedynie za potwierdzenie tetraploidalności w połączeniu z kilkoma już innymi stwierdzonymi cechami wizualnymi.

Rys.4 – Młoda cebula tetraploidów.
Rys.4 - Młoda cebula tetraploidów.



Również cebule poliploidów odróżniają się od cebul diploidów. Wyróżniają się bardzo dużą odpornością na choroby. System korzeniowy jest znacznie większy, u tetraploidów do 30%, korzenie są grube, a korzenie bazowe - szczególnie. U cebul triploidów cecha ta nie jest tak wyraźna jak u tetraploidów i nie odróżniają się budową zdecydowanie. Wszystkie cebule tetraploidów cechują się grubymi łuskami. Niekiedy cebule mają kształt jeżowaty jak na rys.4 z rozstrzelonymi grubymi łuskami. Łuski zbliżone są kształtem do ostrosłupa o szerokiej trójkątnej podstawie. Krytycznym okresem siewek poliploidalnych według moich obserwacji jest drugi rok po wysianiu. Cebule nieprzejawiające na końcu drugiego sezonu objawów chorób zachowują tę cechę i w dalszych latach.

Śledząc więc wszystkie przedstawione cechy, już w czasie jednego sezonu można wyselekcjonować te siewki, w których jest ich najwięcej. Konieczne jest dokładne notowanie cech u obserwowanych siewek, gdyż na przestrzeni lat łatwo je zapomnieć. Jeżeli wszystkie te cechy powtórzone zostaną w następnym roku, to możemy być pewni, że siewki są poliploidami.

Wątpliwości, które pozostaną w stosunku do niektórych wybranych już siewek po drugim roku kwitnienia, można wtedy rozwiać przez liczenie chromosomów. Koszty zlecenia do laboratorium celem policzenia chromosomów będą już znacznie mniejsze. Prace hodowlane można w ten sposób przyspieszyć i wyselekcjonowane siewki użyć do dalszych krzyżówek. Całego wieloletniego okresu obserwacji nie powinno się jednak skracać.

Podsumowując można przyjąć, że na podstawie szerokiej gamy cech wyróżniających, poliploidy może rozpoznać nawet mniej doświadczony hodowca amator. Musi być jednak bacznym obserwatorem.



Literatura:

1 .D. Thomas, E. Schmitzer: 'Zjednodušene šlachteni polyploidnich lilii. Liliarska Ročenka 1987 nr 5
2. E.Schmitzer: Cesty k vyšlechtenf polyploidnich lilii'. Lii. Roc. 1991 nr 6
3. D.Thomas: Praxe šlechteni polyploidnich lilii. Liliařske Zpravy (LZ) 1992 nr 2
4. J.C.Haliner: Polyploidie a jeji hranice. LZ 1991 nr 1
5. La Vern Freiman, Del.L.KnowIton: Zachytte současny nastup tetraploidu. LZ 1989 nr 3
6. C.Feldmaier, Mc J. Rae: Lilien. Verlag t. Ulmer 1982