ЦИТОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ В СЕЛЕКЦИИ ЯБЛОНИ НА ПОЛИПЛОИДНОМ УРОВНЕ

Анализ приживаемости сортов груши на подвойных формах айвы обыкновенной показал несущественную разницу между формами (таблица 2).

Этот показатель изменялся от 97,5% ( форма 32А-1-9) до 91,7% ( форма 32А-1-35). Признаки несовместимости малозначительны и максимально составили 1,1 % у подвоя 32А-1-9, минимально у подвоев 32А-1-26, и 32А-1-30 - 0%.

Таблица 2 - Характеристика подвойных форм айвы обыкновенной, привой исследуемые сорта груши (20132014 гг.)_

Подвой Приживаемость , % Длина прироста, см Диаметр корневой шейки, см Количество корней, шт Длина корневой системы, см Приживаемость с признаками несовместимости %

32А-1-9 97,5 89,3 1,3 7,4 41,9 1,1

32А-1-24 94,7 88,3 1,4 7,2 42,9 0,1

32А-1-26 96,0 95,9 1,4 6,0 42,4 0,0

32А-1-29 95,8 94,8 1,4 8,2 42,2 0,3

32А-1-30 96,1 84,2 1,3 7,7 43,4 0,0

32А-1-35 91,7 90,8 1,4 6,9 45,8 0,3

Выводы

При анализе данных по совместимости айвовых подвоев с сортами груши, можно сделать вывод, что испытуемые сорта обладают высоким аффинитет. с подвойными формами айвы. О чем свидетельствует нормальное развитие надземной и корневой системы растений, качество срастания привоя и подвоя. Лучшая приживаемость по группе подвоев отмечена у следующих сортов: Белорусская поздняя (98,1%), Памяти Яковлеву (98,9%), Памятная (98,3%), Алая (99,2%), Красавица Черненко (98,3%), Тютчевская (98,1%), Есенинская (98.6%), Муратовская (98,6%), а Лучшая приживаемость форм айвы обыкновенной с испытуемыми сортами груши у 32А-1-9 (97,5 %), 32А-1-30 (96,1%), 32А-1-26 (96%).

Литература

1. Поляков А.Н. Совершенствование подвоев груши в условиях Центральночерноземного региона: автореф. .... канд. с.-х. наук., Россошь. - 2000.

2. Седов Е.Н., Красова Н.Г., Жданов В.В., Долматов Е.А., Можар Н.В. Семечковые культуры (яблоня, груша, айва) // Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур. - Орел: ВНИИСПК, 1999. - С. 253-300.

3. Татаринов А.Н. Подвои плодовых культур // Питомник плодовых и ягодных культур. - М.: Россельхозиздат, 1984. - С. 55-125.

4. Трусевич Г.В. Итоги изучения подвоев плодовых пород в Краснодарском крае // Сб. научн. тр. / Итоги науч.-исслед. работы СКЗНИИСиВ. Краснодар. - 1959. - С. 73-75, 103-108.

УДК 634.11:631.52:576.356.5

ЦИТОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ В СЕЛЕКЦИИ ЯБЛОНИ НА ПОЛИПЛОИДНОМ УРОВНЕ

Горбачева Н.Г., канд. с.-х. наук Седышева Г.А., доктор с.-х. наук Седов Е.Н., доктор с.-х. наук, академик РАН Мельник С.А., м.н.с. Клименко М.А., м.н.с.

ФГБНУ ВНИИ селекции плодовых культур, Орёл, Россия,, info@vniispk.ru

Аннотация

Анализ плоидности гибридных сеянцев яблони от разнохромосомных скрещиваний из четырех гибридных семей показал 86,8% триплоидных сеянцев. Определение плоидности сортообразцов, исходных и отборных форм позволило выявить растения разного уровня плоидности (триплоидные, тетраплоидные, диплоидные). На основании изучения редукционного деления тетраплоидной формы яблони №32 [2535-144 (Уэлси тетраплоидный х Папировка тетраплоидная) х 29-35-127 [Арбат х 23-1538 (814 - свободное опыление)]] делается вывод о пригодности данной формы в качестве опылителя в интервалентных скрещиваниях, так как большая часть микроспороцитов имеет правильные картины мейотического деления и формирует 80% одномерной диплоидной пыльцы.

Ключевые слова: полиплоидия, цитоэмбриология, яблоня, микроспорогенез, пыльца, плоидность.

CYTOLOGICAL ANALYSIS IN APPLE BREEDING WITH POLYPLOIDY USING

Gorbacheva N.G., agr. sci. cand. Sedysheva G.A., agr. sci. doctor Sedov E.N., agr. sci. doctor, RAS academician Melnik S.A., junior research worker Klimenko M.A., junior researcher

Russian Research Institute of Fruit Crop Breeding (VNIISPK), Orel, Russia, info@vniispk.ru Abstract

The ploidy analysis of apple hybrid seedling obtained from crossings with different number of chromosomes from four hybrid families showed 86,8% of triploid seedlings. The ploidy determination of genotypes, initial and selected forms made it possible to reveal the plants with different ploidy levels (triploids, tetraploids and diploids).

Having studied the reductional division of tetraploid apple form №32 [25-35-144 (Wealthy tetraploid x Papirovka tetraploid) x 29-35-127 [Arbat x 23-15-38 (814 - open pollination)]] it was concluded that this apple form was suitable as a pollinator in the intervalent crossings since the most part of microsporocytes had correct pictures of meiotic division and formed 80% of one-sized diploid pollen.

Key words: polyploidy, cytoembyology, apple, microsporogenesis, pollen, ploidy.

Введение

Экологическая обстановка окружающей среды из-за возрастающего техногенного и антропогенного загрязнения становится все более напряженной. Это ставит перед селекционерами задачу выведения новых сортов, обладающих высоким адаптивным потенциалом, устойчивых к биотическим и абиотическим стрессорам, пригодных для интенсивного садоводства. В этой связи, использование в селекции методов и приемов, ускоряющих селекционный процесс и способствующих выделению таких сортов, является весьма актуальным. Одним из таких методов является использование полиплоидии в селекции яблони.

Неоднократно отмечалось, что для яблони оптимальным уровнем плоидности, на котором наиболее полно проявляются хозяйственно-полезные признаки (более регулярное плодоношение, высокое качество плодов, повышенная самоплодность), является триплоидный (Туз, Лозицкий, 1970; Singh, Wafai, 1984; Дутова, 1985; Жученко, 2001, Седов, 2015 и др.). Наиболее эффективным методом создания большого гибридного фонда триплоидов яблони является скрещивание разнохромосомных форм типа: диплоид х тетраплоид, тетраплоид х диплоид. Чтобы обеспечить широкий спектр генетического разнообразия триплоидных гибридов необходимо располагать большим набором тетраплоидных форм - доноров диплоидных гамет. Ограниченный набор таких форм является лимитирующим фактором для этого направления селекции. Поэтому выделение новых тетраплоидных форм яблони, изучение цитоэмбриологических особенностей их генеративных структур, определение плоидности гибридного потомства необходимы для успешной постановки селекционных работ и для прогнозирования результатов этих работ.

Цель и задачи исследования. Цитоэмбриологическая оценка исходных тетраплоидных форм яблони в селекции на полиплоидном уровне для создания триплоидных сортов яблони и оценки доноров диплоидных гамет. В задачи лаборатории цитоэмбриологии входит: 1. цитологический анализ гибридного потомства (определение плоидности) от разнохромосомных скрещиваний, исходных форм; 2. изучение плоидности сортов, отборных сеянцев, выделенных в процессе селекции яблони на полиплоидном уровне; 3. изучение генеративных структур и качества гамет у исходных форм яблони, определение пригодности этих форм для использования в селекции на полиплоидном уровне.

Методика проведения исследований

Для определения плоидности исходных форм и гибридного потомства яблони применялся пропионово-лакмоидный метод (Каптарь, 1967; Руденко, Дудукал, 1972; Седышева, 1990). Прямой подсчет числа хромосом осуществлялся на временных давленых препаратах из меристем и молодых листочков точек роста.

Для изучения микроспорогенеза цветковые почки фиксировали в уксусном алкоголе (фиксатор Кларка) -3 части 96 % этилового спирта + 1 часть ледяной уксусной кислоты. Фиксация темпоральная, на протяжении нескольких дней с момента появления зеленого конуса. Для изучения мейоза из фиксированного материала готовили временные давленые препараты ацетогематоксилиновым методом (Топильская, Лучникова, Чувашина, 1975).

Результаты исследований

1. Определение плоидности

1.1. Проведен анализ плоидности гибридных сеянцев яблони от разнохромосомных скрещиваний в количестве 310 растений из 4-х семей. В среднем по всем комбинациям скрещивания 269 растений (86,8%) оказались триплоидными с 2п=3х=51 хромосома, 41 (13,2%) - диплоидными с 2п=2х=34 хромосомы (табл. 1).

Таблица 1 - Плоидность гибридных сеянцев яблони в селекционной школке

Инв. № семьи Название семьи Всего растений, шт. В том числе:

2х шт./% 3х шт./%

6351 Созвездие (2х) х 30-47-88 (4х) 166 25/15,1 141/84,9

6352 Созвездие (2х) х 25-37-45 (4х) 102 12/11,8 90/88,2

6230 Орлик (2х) х 25-37-45 (4х) 28 2/7,1 26/92,9

5685 Строевское (2х) х 25-37-45 (4х) 14 2/14,3 12/85,7

Всего 310 41/13,2 269/86,8

1.2 Определена плоидность 49 сортообразцов (исходные формы, сорта и отборные сеянцы). Среди них: диплоидов (2п = 2х = 34) - 24 сортообразцов, триплоидов (2п = 3х = 51) - 5 и 20 сортообразцов -тетраплоидов (2п = 4х = 68) (табл. 2).

Таблица 2. Плоидность, исходных форм, сортов и отборных сеянцев яблони в саду

№ п/п Форма Адрес 2п

1 2 3 4

1. 34-21-38 кв. 11-35/84, 85,86 68

2. 86-09-21 кв. 11-35/98, 99 51

3. 72-09-3 кв. 11-35/103, 104 34

4. 86-09-106 кв. 11-35/108 51

5. №127 кв. 11-35/75 34

6. 25-37-47 кв. 11-35/61 68

7. 86-09-51 кв. 11-35/111 51

8. 32-14-36 кв. 11-35/70 68

9. 32-14-38 кв. 11-35/68 68

10. №32 кв. 11-35/72 68

11. Папировка тетр. кв. 11-35/2, 6 68

12. Уэлси тетр. кв. 11-35/89,90; кв. 26-4/32, 33 34

13. 32-14-44 кв. 26-6/44 68

14. №127 кв. 26-4/22 68

15. №141 кв. 26-4/26, 28 68

продолжение таблицы 2

1 2 3 4

16. 34-21-38 кв. 26-2/38 68

17. 34-21-39 кв. 26-21/39 68

18. №236 кв. 26-4/27 51

19. 25-37-45 кв. 26-6/41 68

20. 20-25-39 кв. 26-6/5, 6 51

21. №236 кв. 26-4/36 34

22. 26-48-97 кв. 26- 6/7, 8 34

23. 20-9-27 кв. 26-6/1, 2 68

24. №32 кв. 26-4/20,21 68

25. №135 кв. 26-4/24, 25 68

26. 20-67-3 кв. 26-6/48,49 68

27. 30-31-78 кв. 26-31/78 34

28. 25-35-122 кв. 26-6/9 68

29. 34-21-36 кв. 26-21/36 68

30. 25-37-41 кв. 26-6/37 34

31. 25-35-121 кв. 26-6/51 68

32. Спартан тетр. кв. 26-6/13 68

33. Свежесть кв. 16-5/38 34

34. Приокское кв. 11-34/48 34

35. Созвездие кв. 11-34/10 34

36. Памяти Хитрово кв. 11-48/21 34

37. Поэзия кв. 11-34/34 34

38. Памяти Блынского кв. 11-34/115 34

39. Афродита кв. 16-17/79 34

40. Олимпийское кв. 29-21/46 34

41. Юбилей Москвы кв. 16-23/65 34

42. Ивановское кв. 11-41/108 34

43. Орловская Есения кв. 11-34/67 34

44. Солнышко кв. 16-4/43 34

45. Веньяминовское кв. 16-18/76 34

46. Восторг кв. 11-34/23 34

47. Морозовское кв. -38/152 34

48. Орлинка кв. 11-87/75 34

49. Подарок учителю кв. 11-41/68 34

1.3 Определена плоидность у 34 колхицинированных растений (полученных в лаборатории биотехнологии). Из них 18 растений имеют диплоидный набор хромосом, 14 растений тетраплоидный и 2 растения химеры, в соматических клетках которых и 34 и 68 хромосом.

2. Микроспорогенез. Мейоз при микроспорогенезе исследовали у тетраплоидной формы яблони №32 полученной в 2004 году в семье 5869 от скрещивания 25-35-144 (Уэлси тетраплоидный х Папировка тетраплоидная) х 29-35-127 [Арбат х 23-15-38 (814 - свободное опыление)].

У большей части микроспороцитов картины мейотического деления правильные.

Количество типов нарушений варьирует на разных стадиях мейоза от одного до четырех. Отмечены забегания и отставания хромосом, выбросы отдельных хромосом в цитоплазму микроспороцита, мосты между анафазными группами, формирование полиад на стадии тетрад (рис. 1).

Г *

ф *

Л'

а б в

г Д

Рисунок 1 - Аномальные картины деления в ходе микроспорогенеза у тетраплоидной формы яблони №32 (а - метафаза-I, забегания; б - анафаза- I, отставания; в - телофаза- I, микроядра; г - гексада, гептада;

д - пыльца)

В телофазе-II наблюдали микроядра, два крупных ядра вместо четырех, как это бывает в норме. Это означает возможность формирования гамет с числом хромосом 4х. И при скрещивании данного тетраплоида с диплоидной формой не исключается вероятность образования пентаплоидного генотипа.

На стадии молодой одноядерной пыльцы формируется более 80% визуально нормальной диплоидной пыльцы. Сделан вывод о пригодности данной формы яблони в качестве опылителя для использования в селекции на полиплоидном уровне.

Литература

1. Дутова, Л. И. Цитологическая и анатомо-морфологическая характеристика сортов яблони разного уровня плоидности / Л.И. Дутова // Селекция яблони на улучшение качества плодов: сб. ст. - Орел: 1985. - С. 202206.

2. Жученко, А. А. Экологическая генетика культурных растений и проблемы агросферы (теория и практика).

- Москва: Агрорус, 2001. - 690 с.

3. Каптарь, С. Г. Ускоренный пропионово-лакмоидный метод приготовления и окрашивания временных цитологических препаратов для подсчета хромосом у растений / С. Г. Каптарь // Цитология и генетика. -1967. - Т. 1, № 4.- С. 87-90.

4. Руденко, И. С. Простой и быстрый метод приготовления временных препаратов для цитологических исследований плодовых / И. С. Руденко, Г. Д. Дудукал // Цитология и генетика. - 1972. - Т. 6. - № 3. - С. 266-268.

5. Седышева, Г. А. К методике окраски соматических хромосом у плодовых растений / Г. А. Седышева // Сорта и технология для современного сада: сб. ст. - Тула: Приок. кн. изд-во, 1990. - С. 24-27.

6. Седов, Е. Н. Инновации в изменении генома яблони. Новые перспективы в селекции (монография) / Е. Н. Седов, Г. А. Седышева, М. А. Макаркина, Н. С. Левгерова и др., 2015. - Орел: ВНИИСПК, 2015. - 336 с.

7. Туз, А. С. Полиплоидные сорта яблони и груши / А. С. Туз, А. Я. Лозицкий // Генетика. - 1970. - Т. 6. - №9.

- С. 41-50.

8. Singh, R. Intravarietal polyploidy in the apple (Malus pumila Mill.). Cultivar Hzratbali / R. Singh, B.A. Wafai // Euphytica. - 1984. - V. 33. - № 1. - Р. 209-214.

УДК 634.23

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ СОРТА ВИШНИ ДЛЯ ЦЕНТРАЛЬНОГО РЕГИОНА РОССИИ

Гуляева А.А., канд. с.-х. наук Берлова Т.Н., м.н.с.

ФГБНУ ВНИИ селекции плодовых культур, Орёл, Россия, info@vniispk.ru Аннотация

В статье рассматривается проблема снижения площадей возделывания вишни, и в связи с этим падение производства плодов. Совершенствование сортимента вишни,