Jacqueline Pierre

Variation in outcrossing levels in faba bean cultivars: role of ecological factors

Understanding the role of pollinators in determining the outcrossing rate is very important for the development of synthetic varieties of faba bean. Isozyme markers have been used to study the multilocus outcrossing rate in five cultivars under field conditions and in two locations. The study was carried out at Cordoba (Spain) and at Rennes (France). These two locations were chosen because previously studies showed strong differences in cross-pollination. Multilocus outcrossing rates at both locations, Cordoba and Rennes, were 0.65 and 0.33 respectively. Local differences in pollinator abundance and foraging activity were 26 and 32 times higher, respectively, at Cordoba than at Rennes which could explain an outcrossing rate twice at Cordoba compared with Rennes. So, pollinators may play a prominent role in determining the differences in outcrossing between locations. However, at a local level, there is a highly significant positive correlation between foraging activity and outcrossing only at Rennes (where the number of pollinators is scarce) but not at Cordoba (where pollinators are abundant). We suggest that although pollinators have a major impact on the level of outcrossing, in circumstances where there are a lot of pollinators the differences in outcrossing between cultivars depends on other factors among which is the ability of the genotype itself to outcross. No type of floral display seems to be clearly important in the determination of the outcrossing level in such a case. The implication of our results for faba bean breeding strategies is discussed.

Efficiency of airborne pollen released by honeybee foraging on pollination in oilseed rape: a wind insect-assisted pollination.

Oilseed rape (Brassica napus L.) is an entomophilous crop. Its pollen is covered with sticky pollenkitt and not readily released from the anthers. We investigated the role of foraging honeybees in making this pollen airborne. To assess this, six cages were laid over male-fertile (MF) and male-sterile (MS) plants; at flowering, three cages received a honeybee colony while the others served as controls. On average, approximately 25% more pollen grains were deposited on sticky slides (covered with gauze) in cages with honeybees, compared to control cages. The fruit and seed set per not-empty pod of 5 MS plants bagged under gauze to avoid bee visits were 7 times and 3.4 times higher, respectively, in the cages with honeybees than in control cages without honeybees. These results demonstrate the role of bees in releasing airborne pollen, as well as the effectiveness of this insect-assisted wind pollination: at close range, honeybees participate to pollination without touching the female flowers.ZusammenfassungÖlraps (Brassica napus L.) ist eine entomophile Feldfrucht, deren von einem klebrigen Pollenkitt umgebenener Pollen sich nicht leicht aus den Antheren lösen lässt. Nichtsdestotrotz findet sich dieser Pollen in der Umgebung von Ölrapsfeldern in großen Mengen in der Luft. Wir untersuchten, welche Rolle Honigbienen bei der Windverbreitung dieses Pollens spielen. Dazu wurden sechs Käfige über männlichfertilen (MF) und männlich-sterilen (MS) Pflanzen der Kultivare ‘Tanto’, bzw. ‘Fu Tanto’ angebracht. In der Blütezeit wurde in jeweils drei der Käfige ein Honigbienenvolk gestellt, während die drei anderen als Kontrolle dienten. Ein siebter Käfig enthielt ausschliesslich MF Pflanzen und blieb honigbienenfrei, um den Anteil an Pollen erfassen zu können, der durch Windverbreitung durch das Netz gelangen konnte (Netzkontrolle).Parallel hierzu führten wir zwei weitere Experimente durch, eines, bei dem der Pollenniederschlag auf Glasobjektträgern bestimmt wurde, und eines zur Bestimmung der Bestäubungseffizienz. Die Sammelaktivität von Honigbienen, die Zahl männlicher Blüten und die klimatischen Faktoren, die die Windverbreitung von Pollen fördern können, wurden ebenfalls erfasst.Unsere Ergebnisse zeigen, dass im Mittel 25 % mehr Pollenkörner auf Glasobjektträgern in Käfigen mit Honigbienen zu finden waren als in Käfigen ohne Bienen (bei 7 Messungen zu unterschiedlichen Zeitpunkten). Für die klimatischen Bedingungen fanden wir keine statistisch absicherbare (Spearman-Rangkorrelationstest) Korrelation zur Pollenablagerung, außer zur relativen Feuchtigkeit und der Sammelaktivität. Bei zwei von sieben Untersuchungszeitpunkten fanden wir keine statistischen Unterschiede zwischen Käfigen mit und solchen ohne Bienen: (i) wenn hohe Windgeschwindigkeiten und trockene Luft der Pollenverbreitung durch Wind förderlich waren, und (ii) wenn die Sammelaktivität der Honigbienen bedingt durch niedrige Temperaturen zurückgegangen war. Der Frucht- und der Samenansatz pro nicht-leerer Hülse lag bei 5 MS Pflanzen, die zur Vermeidung des Anflugs von Honigbienen unter Gaze gehalten worden waren, in Käfigen mit Bienen um das 3,4 bis 7-fache höher als in Käfigen ohne Bienen. Außerdem lag bei niedriger Sammelaktivität der Honigbienen der Samengehalt pro nicht-leerer Hülse in den mit Gaze bedeckten MS-Pflanzen deutlich niedriger. In der Netzkontrolle war die Bestäubung überaus gering, und der Fruchtansatz und der Samengehalt pro nicht-leerer Hülse war ähnlich der Werte, die wir für die Gaze-bedeckten Pflanzen in den Käfigen ohne Bienen gefunden hatten. Diese Ergebnisse zeigen die Bedeutung der Bienen bei der Freisetzung von Pollen zur Windbestäubung, sowie die Effizienz dieser insektenunterstützten Windbestäubung: über kurze Entfernungen hinweg können Bienen demzufolge zur Bestäubung beitragen, selbst wenn sie weibliche Blüten nicht berühren.