Chromosome number and ploidy level of balm (Melissa officinalis)

Abstract

Abstract Background: Lemon balm (Melissa officinalis L.) is of increasing importance resulting in rising growth area. Improved knowledge on the genome structure, number of chromosomes in connection with the taxonomical structure of balm is indispensable for improved new varieties. Results: A collection of 40 balm accessions (M. officinalis) was characterized by flow cytometry and FISH (18/25S and 5S rDNA) to determine the chromosome number and ploidy level. Three different types were found: diploid genotypes with 2n = 2× = 32 chromosomes; tetraploid 2n = 4× = 64 chromosomes and triploid 2n = 3× = 48 chromosomes. A haploid base number of × = 16 chromosomes is likely. First time described triploid accessions are sterile but cytologically and morphologically stable for many years. Triploids express better winter hardiness and regeneration after harvesting cuts as well as bigger leaves and internodes. Conclusions: A basic chromosome number of x = 16 is reported for the first time for the species M. officinalis. Die wachsende Bedeutung von Zitronenmelisse (Melissa officinalis L.) führt zur Ausdehnung des hierfür erforderlichen Anbauumfanges. Ein verbesserter Kenntnisstand der Genomstruktur, der Chromosomenzahl und der hiermit in Zusammenhang stehenden taxonomischen Struktur der Melisse sind unerlässliche Voraussetzungen für verbesserte, neue Sorten. Eine Kollektion von 40 Melisseherkünften (M. officinalis) wurde durchflusszytometrisch und durch FISH (18/25S and 5S rDNA) untersucht, um den Ploidiegrad und die Chromosomenzahl zu ermitteln. Drei unterschiedliche Typen wurden konnten bestimmt werden: diploide Genotypen mit 2n = 2× = 32 Chromosomen; tetraploide mit 2n = 4× = 64 Chromosomen und triploide mit 2n = 3× = 48 Chromosomen. Die haploide Chromosomenzahl ist mit x = 16 anzunehmen. Die erstmalig beschriebenen triploiden Herkünfte sind steril aber zytologisch und morphologisch über viele Jahre stabil. Sie zeigen eine bessere Winterhärte und einen schnelleren Wiederaufwuchs nach Ernteschnitten, wie auch gröβere Blätter und Internodien. Die Basischromosomenzahl von x = 16 wird erstmalig für die Art M. officinalis beschrieben.