Ocena zmienności fenotypowej i molekularnej okrągłonasiennej formy lędźwianu siewnego (Lathyrus sativus L.)

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.

A mutant with spherical seeds was investigated together with two Polish cultivars: Derek and Krab (most probable ancestors of the mutant) as well as an Italian grasspee line, typical for South-Western Europe (Mediterranean Basin region). Variation of traits on phenotypic level was estimated basing on results obtained from field trials conducted in four locations in 2008 and 2009. The multivariate analysis method was used. Genetic variation, expressed by degree of genetic similarity, was established with the use of ISSR markers. Moreover, content of protein, fat, fatty acid composition and neurotoxin content (β-ODAP) in seeds was estimated. The obtained results indicated, that the spherical-seeded mutant, as compared to the cultivars Derek and Krab, was significantly different in the following traits: number of branches and pods per plant, pod length, weight of seeds per pod, seeds number per plant, as well as weight of 1000 seeds. Moreover, all three Polish forms represented different morphotype and yield structure parameters than the Italian line. The seeds of spherical-seeded mutant showed higher content of protein and fat as compared to another analyzed forms, with domination of oleic acid in fatty acids composition. All Polish accessions were similar in neurotoxin content in seeds, markedly lower in comparison to the Italian line. Results of hierarchical grouping (after use of the ISSR method) were presented on the dendrogram which indicated that the cultivars and spherical-seeded mutant showed high level of genetic similarity and markedly differed from the Italian line. The results obtained on the phenotypic level from field trials, estimated with use of multivariate statistics, indicated the population from which the cultivar Derek was derived as the most probable ancestor of the spherical seed mutant, however on the molecular level the mutant showed closer genetic similarity to the cultivar Krab.