Pollination in enclosed environments with solitary bees in the breeding schemes of forage legumes [Medicago sativa L. - Trifolium repens L.]

English. This paper refers on the attempt made in Italy of using solitary, non-Apis bees to pollinate in enclosed environments (mesh cages) selected genotypes of lucerne (Medicago sativa L. complex) and Ladino white clover (Trifolium repens L.) in the breeding schemes adopted for the improvement of forage legumes. Various experiences were conducted as a result of a close cooperation between forage breeders and entomologists, using the two insect species Megachile rotundata Fab. and Osmia cornuta Latr. Both species are solitary bees not forming colonies but showing a gregarious behaviour for nesting. For this reason, artificial structures suitable for nest building by several females were provided within the enclosure. In lucerne, a series of polycrosses were pollinated with a different insect species in each of two consecutive seasons, and several genotypes were forced to self-fertilize by introducing Megachile rotundata in cages as small as 1.5 x 1.5 m. In white clover, Syn 1 and Syn 2 generations of synthetic varieties were obtained by pollination selected materials with either insect species. In one case, Osmia cornuta was also used to pollinate clover plants grown during winter in a growth cabinet, to obtain an off-season generation of seed. The results in terms of seed setting were satisfactory in all cases, indicating that these insects can represent a valuable tool to facilitate and speed up the breeding process in forage legumes either when random mating or other mating schemes, such as imposed selfing, are required. A key factor in the successful use of controlled pollination by solitary bees was represented by the possibility to regulate by temperature control the length of their diapause and, thereby, to adjust the emergence of the insects from cocoons with an appropriate phenological stage of the plants. This is a pre-requisite for obtaining off-season generations of breeding materials

Italian. [Il lavoro riferisce del primo tentativo, effettuato in Italia, di utilizzazione di imenotteri apoidei solitari (non appartenenti al genere Apis) per impollinare in ambienti chiusi (gabbie di rete) genotipi selezionati di erba medica (complesso Medicago sativa L.) e di trifoglio bianco Ladino (Trifolium repens L.) in schemi genetici adottati per il miglioramento delle leguminose foraggere. Sono state condotte diverse esperienze, frutto della stretta collaborazione fra genetisti ed entomologi, utilizzando le due specie di insetti Megachile rotundata Fab. e Osmia cornuta Latr. Ambedue le specie sono definite solitarie in quanto non formano colonie, ma evidenziano un comportamento gregario nella formazione del nido. Per questa ragione, all'interno delle gabbie sono state apprestate strutture artificiali adatte per la costruzione del nido da parte di numerose femmine. Nell'erba medica sono stati impollinati una serie di polincroci utilizzando una specie diversa di insetto in ognuna delle due stagioni consecutive e diversi genotipi sono stati forzati all'autoimpollinazione introducendo Megachile rotundata in gabbie di dimensioni di 1.5 x 1.5 m. Nel trifoglio bianco sono state ottenute generazioni Syn 1 e Syn 2 di varieta' sintetiche impollinando i materiali selezionati con ambedue le specie di insetti. In un caso, Osmia cornuta e' stata pure utilizzata per impollinare piante di trifoglio allevate durante l'inverno in una camera di crescita, per ottenere una generazione di seme fuori stagione. I risultati, in termini di formazione di semi, sono risultati soddisfacenti in tutti i casi, indicando che questi insetti possono rappresentare uno strumento valido per facilitare e accelerare i processi di miglioramento genetico nelle leguminose foraggere, sia quando sono richieste impollinazioni a caso, sia con altri schemi di riproduzione. Un fattore chiave di successo nell'utilizzazione dell'impollinazione controllata con apoidei solitari era rappresentato dalla possibilita' di regolare, mediante il controllo della temperatura, la lunghezza della loro diapausa e, quindi, di adattare lo sfarfallamento degli adulti allo stadio fenologico appropriato delle piante. Questo e' un pre-requisito per ottenere generazioni fuori stagione di materiale per il miglioramento genetico]