Characterization of hybrids between H. Annuus L. and the subspecies subrhomboideus (Rydberg) Reiser of perennial hexaploid R. pauciflorus

Abstract

SUMMARY The subspecies Subrhomboideus (Rydberg) Heiser of the perennial hexaploid species Helianthus pauciflorus ( rigidus ) was crossed with the cultivated sunflower H. annuus L. The crossability rate was high. Seeds and hybrid plants were obtained in both directions of crossing. The F 1 plants had an intermediate type of heritability, but they strongly resembled the wild parent in most important biomorphological characters. All plants were with the perennial cycle of growth. During the second and third years, a large number of plantlets emerged from sleeping buds on the root system of F 1 materials. The hybrid nature of the F 1 plants was confirmed through cytological, RAPD and electrophoretic analyses of seed storage proteins. Polymorphism of H. annuus , H. pauciflorus ssp. subrhomboideus and theirs F 1 hybrids was studied by RAPD. The results showed introgression of the subspecies Subrhomboideus in the hybrid progeny. It was established that the subspecies carried Rf genes for cms Pet-1. As a result of self-pollination, sib-pollination and back-crossing to cultivated sunflower, F 2 , F 3 , F 4 and BC 1 progenies were obtained. Some of the obtained hybrids were included in a program of development of lines for heterosis breeding in sunflower. RESUMEN La subespecie subrhomboideus (Rydberg) Heiser de la especie hexaploide perenne Helianthus pauciflorus ( rigidus ) ha sido cruzada con el girasol cultivado H . annuus L. El éxito del cruzamiento fue alto. La semilla y las plantas híbridas fueron obtenidas en las dos direcciones de cruzamiento. Las plantas F 1 tenían el tipo de herencia intermediaria, pero se parecían mucho al progenitor silvestre, por las principales características biomorfológicas. Todas las plantas tenían el ciclo de crecimiento de varios años. Durante el segundo y el tercer año, un gran número de brotes aparecieron de los capullos durmientes en el sistema radical del material F 1 . La naturaleza híbrida de las plantas F 1 fue confirmada por los análisis citológicos, RAPD y electroforéticos de proteínas de reserva en la semilla. El polimorfismo de las especies H. annuus , H. pauciflorus spp. subrhomboideus y sus híbridos F 1 fue estudiado por medio de RAPD. Los resultados demostraron que había ocurrido la transferencia del material genético de la subespecie subrhomboideus en la descendencia híbrida. Fue determinado que la subespecie posea los genes Rf para cms Pet-1. Como resultado de autofertilización en semiparentesco y el cruzamiento recurrente con el girasol cultivado, fueron obtenidos las descendencias F 2 , F 3 , F 4 y BC 1 . Algunos de los híbridos obtenidos, están incorporados en el programa de creación de las líneas para la selección heterótica del girasol. RÉSUMÉ La sous-espèce subrhomboideus (Rydberg) Heiser de l’espèce vivace hexaploïde Helianthus pauciflorus (rigidus) a été croisée avec le tournesol de culture H. annuus L. Le résultat du croisement a été une grande réussite. Des semences et des plantes hybrides ont été obtenues dans les deux sens du croisement. Les plantes F 1 ont montré un type intermédiaire d’hérédité mais ressemblaient beaucoup au parent sauvage pour les caractéristiques biomorphologiques les plus importantes. Toutes les plantes avaient un cycle de croissance vivace. Au cours de la deuxième et de la troisième année un grand nombre de pousses étaient issues des bourgeons dormants sur le système de racines du matériel F 1 . La nature hybride des plantes F 1 a été confirmée par les analyses cytologiques, RAPD et électrophorétique des protéines de réserve dans la graine. Le polymorphisme des espèces H. annuus, H. pauciflorus spp . subrhomboideus et de leurs hybrides F 1 a été analysé à l’aide de RAPD. Les résultats ont montré que le matériel génétique avait été transmis de la sousespèce subrhomboideus à la descendance hybride. Il a té démontré que la sous-espèce possédait le gène Rf pour cms Pet-1. L’autofécondation, la fécondation en consanguinité et le rétro-croisement avec le tournesol de culture a eu pour résultat l’obtention de descendants F 2 , F 3 , F 4 et BC 1 . Certains des hybrides obtenus ont été inclus dans un programme de création de lignées pour la sélection hétérotique du tournesol.