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Fertilization with irradiated pollen in Tradescantia

1966; Elsevier BV; Volume: 6; Issue: 5 Linguagem: Francês

10.1016/s0033-7560(66)80079-0

1878-0725

O. A. VASSILEVA-DRYANOVSKA,

Plant tissue culture and regeneration

Flowers of diploid and tetraploid material of Tradescantia paludosa were pollinated with irradiated pollen. X-ray exposures of 1, 5, 10, 50 and 150 kR as well as gamma ray exposures of 500 kR from Co60 were used. The flowers were fixed in Carnoy 1–56 hr and 3–15 days after pollination. At all the exposures studied the pollen was capable of germinating on the stigmas and the tubes were able to grow down to and penetrate the embryo sacs. In the pollen tube mitoses the following abnormalities were seen: chromosome stickiness, bridges and fragments. After exposures of 1–5 kR two sperm nuclei of equal or unequal size were formed, and these were not accompanied by fragments or connected by bridges. After exposures of 10–50 kR the sperm chromatin was highly variable and the following types were seen: undivided generative nuclei, two sperm nuclei of equal or unequal size with or without extra nuclear fragments and free or connected by bridges. After exposures of 150–500 kR undivided generative nuclei with or without nuclear fragments were found. The same types of nuclei were found in pollen tubes that had entered the embryo sac and their fusion with the female nuclei could be observed. Largely as a consequence of the differences in type of the male chromatin, the following different types of fertilization were observed, (a) Both the egg nucleus and the polar nuclei are fertilized by sperm chromatin from one or two pollen tubes, (b) Fertilization of only the egg nucleus or only the polar nuclei occurs, the other of these two kinds of female nuclei remaining unfertilized. The following types were observed with respect to nuclear fusion, (a) A normal fusion as in untreated material (1–500 kR). (b) Nuclear fusion occurs but the normal changes in chromatin structure of the zygote nucleus do not occur (150–500 kR). Most of these nuclei do not divide, but a few do. (c) Nuclear fusion does not occur but the male chromatin is appressed to the female nucleus, which may sometimes be stimulated to start DNA synthesis and division (150–500 kR). Des fleurs de Tradescantia paludosa diploides et tetraploides ont été pollinisées avec des pollens irradiés. On a ultilisé des irradiations par les rayons X de 1, 5, 10, 50 et 150 kR ainsi que des irradiations de 500 kR aux rayons gamma du Co60. Les fleurs sont été fixées au Carnoy 1–56 h et 3–15 jours après pollinisation. A toutes les doses, le pollen est capable de germer sur les stigmates, les tubes polliniques peuvent croître et pénétrer dans le sacs embryonnaires. Dans les mitoses des tubes polliniques, on a observé les anomalies suivantes: du “collage” (stickiness) des chromosomes, des ponts et des fragments. A la suite de doses de 1 a 5 kR deux noyaux spermatiques de taille inegale se forment. Ils ne sont pas accompagnés de fragments ni réunis par des ponts. A la suite de doses allant de 10–50 kR, la chromatine spermatique est fortement variable et, on observe les types suivants des noyeux generatifs non divisés, deux noyaux spermatiques de tailles égale au inégale avec ou sans fragments extranucleaires et séparés ou réunis par des ponts. A la suite de doses de 150–500 kR, on trouve des noyaux génératifs non divisé avec ou sans fragments nucleaires. On recontre les mêmes types de noyaux dans les tubes polliniques qui ont pénétré dans le sac embryonnaire et on a pu observer leur fusion avec lcs noyaux femelles. On a observé les différents types suivants de fécondation résultant généralement des différences de types de chromatine mâle. Le noyaux de l'oeuf et les noyaux polaires sont à la fois fécondés par la chromatine spermatique d'un ou de deux tubes polliniques. Seule la fécondation du noyau de l'oeut ou des noyaux polaires se produit. Deux des noyaux femelles restants ne sont pas fécondés. Les 3 types suivants ont été observés en relation avec la fusion nucleaire: Une fusion normale comme dans le matériel non traité (1–500 kR). Une fusion nucléaire mais sans changement normal de la structure de la chromatine nuclaire du zygote (150–500 kR). La majorité des ces noyaux ne se divisent pas. La fusion nucléaire ne se produit pas et la chromatine mâle veste contre le noyau femelle qui, parfois stimulé, peut entreprende une synthèses de DNA et une division (150–500 kR). Blüten von diploiden und tetraploiden Pflanzen von Tradescantia paludosa wurden mit bestrahlten Pollen bestäubt. Es wurden Dosen von 1,5, 10, 50 und 150 kR (Roentgen-Strahlung) sowie 500 kR (Co60 γ-Strahlung) angewandt. Die Blüten wurden in Carnoy 1–56 Stunden und 3–15 Tage nach der Bestäubung fixiert. Bei sämtlichen untersuchten Dosen war der Pollen fähig auf den Narben zu keimen, und die Pollenschläuche konnten in die Embryosäcke eindringen. Folgende Abnormitäten der Pollenschlauch-Mitosen wurden beobachtet: Chromosomale Klebrigkeit, Brücken und Fragmente. Nach Bestrahlung mit 1–5 kR wurden zwei Spermakerne gleichoder ungleicher Grösse geformt und diese waren weder durch Brücken miteinander verbunden oder von Fragmenten umgeben. Nach Dosen von 10–50 kR war das Spermachromatin sehr variabel und die folgenden Typen wurden beobachtet: Ungeteilte generative Kerne, zwei Spermakerne von gleicher oder ungleicher Grösse mit oder ohne extra Kernfragmente und frei oder durch Brücken verbunden. Nach Dosen von 150–500 kR wurden ungeteilte generative Kerne mit oder ohne Kernfragmenten gefunden. Dieselben Kerntypen, die in den Pollenschläuchen gefunden wurden waren in den Embryosack eingedrungen und ihre Verschmelzung mit dem weiblichen Kern wurde beobachtet. Diese Unterschiede zwischen den männlichen Kernen bedingen verschiede Befruchtungsarten: (a) Eikern sowie Polkerne werden durch das Spermachromatin von einem oder zwei Pollenschläuchen befruchtet. (b) Alleinige Befruchtung des Eikernes oder der Polkerne findet statt. In Bezug auf die Kernverschmelzung wurden folgende drei Typen beobachtet: (a) Eine normale Verschmelzung wie im unbehandelten Kontrollmaterial (1–500 kR). (b) Kernverschmelzung findet statt, aber die normalen Veränderungen der ChromatinStruktur in den Zygotenkern wurde nicht beobachtet (150–500 kR). Nur wenige dieser Kerne teilen sich, (c) Kernverschmelzung findet nicht statt, aber das männliche Chromatin ist an den weiblichen Kern angepresst; was zum Teil die DNA Synthese oder Teilung der Eizelle anregt.