Anatomical-physiological and molecular characterization of the reproductive compatibility of Japanese plum

The Japanese plum (Prunus salicina Lindl.) is a fruit of great prominence worldwide. In Brazil, one of the most widely cultivated species of plum, because it presents climatic conditions favorable to its cultivation. However, some factors limit the increase in domestic production of plum trees, among them stands out the gametophytic self-incompatibility, due to the presence of a multiallelic codominant locus, containing the so-called S-alleles. Thus, the objective of this study was to identify physiologically and molecularly S-alleles of Japanese plum cultivars related to gametophytic self-incompatibility. For physiological characterization were carried out controlled pollination experiments in the experimental field of Embrapa, Clima Temperado (Pelotas/RS) and the pollination in vivo in laboratory, three cultivars of Japanese plum (América, Gulf Rubi and Gulf Blaze) which were evaluated fruit set and pollen tube growth (CTP), respectively. For molecular characterization, experiments were performed in the Laboratory of Plant Tissue Culture and Molecular Characterization, (UFPel / RS). To this end, we analyzed 19 Japanese plum cultivars by Polymerase Chain Reaction (PCR) with two pairs of specific primers for amplification of S-alleles. Crossings 'Gulf Blaze' x Gulf Rubi' Gulf Rubi x 'Gulf Rubi' and 'Gulf Rubi' x 'Gulf Blaze' had a fruit set of 11.36%, 3.84% and 9.94% respectively. In vivo pollination CTP reached the egg or ovarian in these crosses, with the exception of self-pollination of 'Gulf Rubi'. There was no fruit set in the field, self-pollination in 'América' and 'Gulf Blaze' and crossing 'América x' Pluma 7 '. The CTP in these crosses did not reach the egg, with the exception of self-pollination of 'Gulf Blaze'. Only the cross between 'América' x 'Pluma 7' are incompatible, and America is a self-incompatible cultivar. In amplification of S-alleles was possible to obtain the effective characterization of alleles-S of cultivars studies, as well as, the choice of pollinating more compatible with the cultivars producing. The cultivars América and Santa Rosa; Blood Plum, Wickson, Rosa Mineira, Estrela Púrpura and Planta 21 showed incompatibility between them.A ameixeira japonesa (Prunus salicina Lindl.) é uma frutífera de grande destaque mundialmente. No Brasil, é a espécie de ameixeira mais cultivada, pois apresenta grande número de cultivares adaptadas as diferentes condições climáticas das regiões onde é cultivada. Porém, alguns fatores limitam o aumento da produção nacional de ameixeiras, entre eles destaca-se a autoincompatibilidade gametofítica, devido à presença de um loco multialélico, contendo os denominados alelos-S. Diante disso, o objetivo deste trabalho foi identificar fisiologicamente e molecularmente os alelos-S de cultivares de ameixeira japonesa relacionados à autoincompatibilidade gametofítica. Para a caracterização fisiológica, realizaram-se experimentos de polinização controlada no campo experimental da Embrapa Clima Temperado (Pelotas/RS) e polinização in vivo, em laboratório, de três cultivares de ameixeira japonesa (América, Gulf Blaze e Gulf Rubi) onde foram avaliados a frutificação efetiva e o crescimento do tubo polínico (CTP), respectivamente. Para a caracterização molecular, os experimentos foram realizados no Laboratório de Cultura de Tecidos de Plantas Caracterização Molecular, (UFPEL/RS). Para tal fim, foram analisadas 19 cultivares de ameixeira japonesa, por meio de Reação em Cadeia da Polimerase (PCR) com dois pares de primers específicos para amplificação de alelos-S. Nos estudos de compatibilidade reprodutiva, a cv. América apresentou alto fruit set quando polinizada com as cvs. Rosa Mineira (26,7%), Amarelinha (8,7%) e Reubennel (12,7%). Os cruzamentos Gulf Blaze x Gulf Rubi , Gulf Rubi x Gulf Rubi e Gulf Rubi x Gulf Blaze obtiveram um fruit set de 11,36%, 3,84% e 9,94%, respectivamente. Na polinização in vivo o CTP atingiu o óvulo ou ovário nesses cruzamentos, com exceção da autopolinização da Gulf Rubi . Não houve frutificação efetiva, no campo, na autopolinização América e Gulf Blaze e no cruzamento América x Pluma 7 . O CTP nesses cruzamentos não chegou a atingir o óvulo, com exceção da autopolinização da Gulf Blaze . Apenas os cruzamentos América x Pluma 7 são incompatíveis e a cultivar América é autoincompatível. Na amplificação de alelos-S, foi possível obter a efetiva caracterização de alelos-S das cultivares estudadas, bem como, a escolha das polinizadoras mais compatíveis com as cultivares produtoras. Verificou-se que as cultivares América e Santa Rosa; Blood Plum, Wickson, Rosa Mineira, Estrela Púrpura e Planta 21, apresentaram incompatibilidade entre si