Возможности использования в селекционной работе с вишней доноров устойчивости к коккомикозу
ART 53021
Н.
Г. ГорбачеваБиблиографическое описание статьи для цитирования:
Горбачева
Н.
Г.,
Джигадло
Е.
Н.,
Седышева
Г.
А. Возможности использования в селекционной работе с вишней доноров устойчивости к коккомикозу // Научно-методический электронный журнал «Концепт». –
2013. – Т. 3. – С.
96–100. – URL:
http://e-koncept.ru/2013/53021.htm.
Аннотация. Анализ мейоза при микроспорогенезе отдаленных гибридов вишни – доноров устойчивости к коккомикозу, включение их в скрещивания, определение плоидности гибридного потомства, применение культуры in vitro при выращивании гибридных зародышей, оценка устойчивости сеянцев к коккомикозу свидетельствует
о том, что отдаленные гибриды 82990 и 85017 формируют сбалансированные гаметы и как носители признаков устойчивости к коккомикозу и монилиозу представляют большую ценность для селекции.
Ключевые слова:
отдаленная гибридизация, микроспорогенез, плоидность
культура in vitro, устойчивость к коккомикозу
Текст статьи
Горбачева Наталья Геннадьевнакандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник, ГНУ ВНИИСПК Россельхозакадемии, ОрелEmail: gorbachevanata81@yandex.ruДжигадло Елизавета Николаевнадокторсельскохозяйственных наук, зав. отделом селекции косточковых культурВНИИСПК Россельхозакадемии, ОрелEmail: info@vniispk.ruСедышева Галина Алексеевнадоктор сельскохозяйственных наук, зав. лаб. цитоэмбриологииВНИИСПК Россельхозакадемии, ОрелEmail: info@vniispk.ru
Возможности использования в селекционной работе с вишней доноров устойчивости к коккомикозу
Аннотация:Анализ мейоза при микроспорогенезе отдаленных гибридов вишни –доноров устойчивости к коккомикозу,включение их в скрещивания,определение плоидности гибридного потомства, применение культуры invitroпри выращиваниигибридных зародышей,оценка устойчивости сеянцев к коккомикозу свидетельствует о том, что отдаленные гибриды 82990 и 85017 формируют сбалансированные гаметы и как носители признаков устойчивости к коккомикозу и монилиозу представляют большую ценность для селекции.Ключевые слова:отдаленная гибридизация, микроспорогенез,плоидностькультураinvitro, устойчивость к коккомикозу.В Центральной части Россиикосточковые культуры становятся все менее распространены, чем другие плодовые груша, яблоня, ягодники. Однойиз причин этогоявляется поражение деревьев грибными болезнями –коккомикозом и монилиозом.У пораженных коккомикозом деревьев содержание хлорофилла в листьях уменьшается почти в два раза. Плохо удерживается влага, ухудшается отток ассимилянтов, листья желтеют и преждевременно (в июлеавгусте) опадают, в результате чего деревья уходят в зиму неподготовленными и сильно страдают от подмерзания даже при отсутствии критических температур [1, 2]. Монилиоз, или плодовая гниль, за последние годы стал также бичом для вишневых садов. Его широкому распространению способствуют влажная и дождливая погода и отсутствие должных агротехнических мероприятий по защите деревьев на участках. В итоге на сегодняшний день в садах скопилось столько инфекции, что без проведения какихлибо мер, сады вишни просто погибнут.Радикальный путь уменьшения потерь от болезней, приобретающих эпифитотийный характер развития –создание устойчивого к возбудителям сортимента вишни на генетической основе, обеспечивающего достаточную степень надежности и защищенности от неблагоприятного воздействия биотических и абиатических факторов среды. Решению этой проблемы поможет привлечение в селекцию отдаленных гибридов. Потенциальные возможности отдаленной гибридизации в селекции вишни на устойчивость к коккомикозу подтверждены многими авторами –А. Ф.Колесниковой, О. С. Жуковым, Л. А. Ищенко, Е. Н. Джигадло, Л. А. Щекотовой, М. С. Чеботаревойи другими [ 3, 4, 5, 6, 7, 8].В большинстве случаев устойчивость к болезням является высоконаследуемым, часто определяемым одним или несколькими генами признаком. Важно в селекции на устойчивость к болезням выделить доноры этих признаков. В качестве доноровустойчивости к грибным болезням во ВНИИСПК в отделе селекции косточковых культур были полученытетраплоидные (4х)отдаленные гибриды вишни: 82990[Памяти Вавилова х 121а320 (2822 х с. sachalinensis)] (4х) –донор устойчивости к коккомикозу.Гибрид раннего срока цветения и созревания плодов. Плоды среднего размера, темнокрасной окраски. Степень подмерзания 01 балла.85017[Любская(CerasusvulgarusMill.) хP. maximowiczii] (4х). Плоды мелкие почти черные, позднего срока созревания. Подмерзание 0 баллов, а в отдельные годы до 1 балла.Для определения возможности использования в селекции отдаленных гибридов –доноров ценных признаков, необходимо предварительно провести цитоэмбриологические исследования их генеративной сферы и постоянно вести цитологический контроль потомства. Также для повышения результативности отдаленной гибридизациии выращивания отдаленных гибридов рекомендуется применять культуру зародышей invitro, которая позволитповысить выход гибридных растений.Объекты и методика исследований. Исследования проводились во ВНИИСПК отделе селекции косточковых культур, лаборатории цитоэмбриологии. Объектами для изучения послужили тетраплоидные отдаленные гибриды вишни 82990 [Памяти Вавилова х 121а320 (2822 х с. sachalinensis)], 85017 [Любская(CerasusvulgarusMill.) х P. maximowiczii].Мейоз при микроспорогенезе изучали на временных давленных препаратах приготовленных ацетогематоксилиновым методом [9].Для кариологических исследований (плоидность гибридного потомства) применялся пропионоволакмоидный метод. Прямой подсчет числа хромосом осуществлялся на давленых препаратах из меристем и молодых листочков точек роста[10, 11, 12].Препараты изучали с использованием микроскопа Nikon50iпри увеличении 10 х 1,5 х 40; 10 х 1,5 х 100. Фотографии выполнены с помощью фотокамеры DS–Fi1.Выращивание зародышей гибридов вишни в культуре invitroпроводили согласно «Методическим рекомендациям по использованию биотехнологических методов в работе с плодовыми, ягодными и декоративными культурами» под ред.Е. Н. Джигадло [13].В качестве субстрата применялась питательная среда Смирнова. Работы по извлечению и пересадке зародышей проводилась при тщательном соблюдении условий стерильности. Культивирование велось при комнатной температуре под люминостатом. Как только растения достигали 46 см их пересаживали в цветочные вазоны, а затем в открытый грунт. Устойчивость к коккомикозу гибридных сеянцев вишни определялась в соответствии с «Программой и методикой сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур» [14].Оценка генетического полиморфизма сортов и гибридов вишни и черешни проводилась с помощью ДНКмаркеров [15].
Результаты исследованийАнализ процессмейозау отдаленных гибридов вишни 85017 и 82990 [16, 17] выявил общие для этих форм отклонения вредукционном делениимикроспорогенеза. Это: забегания и выбросы хромосом, двухъярусноерасположение хромосом в метафазной пластинке, отставания, мосты, сверхчисленные веретена и т.д.. На заключительной стадии тетрад –наличие полиад спорад с большим (пентада, гексада, гептада) или меньшим (монада, диада, триада) количеством микроспор(рисунок 1).
абв
где
жзи
Рисунок –1 Отклонения в микроспорогенезе у отдаленных гибридов вишниа метафазаI, двухъярусное расположение хромосом (85017); б
анафазаI, отставание хромосом (82990); в метафазаII, забегание хромосом (85017);г
анафазаII, отставание хромосом (82990); д
анафазаII, мост (82990);е ТелофазаI, дополнительные микроядра (82990); ж пентада (82990);з диада (82990); и пыльца (85017)
Перечисленные отклонения не являются препятствием для использования гибридов в качестве опылителей. Просмотр пыльцы показал, что у гибридов формируется чуть более 90% морфологически нормальной пыльцы(рисунок 1 и). Поэтомуэти формы были включены в гибридизацию в качестве доноров, несущих признаки устойчивости к грибным болезням, для получения сортов вишни устойчивых к коккомикозу и монилиозу.В результате скрещиваний с участием гибридов 85017 и 82990 получены семена. Частьсемян было высажено в грунт, а часть введено в культуру зародышей invitro(таблица1).
Таблица1
Количество гибридных зародышей,введенных в культуру invitro№ семьиКомбинации скрещиванийКолво зародышейшт.Колво отобранныхрастенийшт.34Тургеневка (к)* × 85017 (Любская х P. maximowiczii)8135Тургеневка (к)* × 82990 [Памяти Вавилова х 121а 320 (2822 х с. sachalinensis)]27450Любская (к)* × 82990 [Памяти Вавилова х 121а 320 (2822 х с. sachalinensis)]201(к)* –кастрированные цветкиНа питательной среде были получены проростки во всех комбинациях скрещивания (рисунок 2).
абвРисунок2 Проростки отдаленных гибридов вишни на среде размножения а –№50 (Любская × 82990); б –№35 (Тургеневка × 82990); в –№34 (Тургеневка × 85017); №50 (Любская × 82990)
Часть зародышей прорастала нормально с развитием стебля и корня, однако имелись и аномалии в развитии − такие, как мелколистность, ризогенез без формирования листового аппарата, рост стебля без развития корневой системы, позеленение семядолей, образование листовых зачатков, не приступивших к дальнейшему развитию. Полученные растения были высажены в горшочки с землей, а через некоторое время в пленочную теплицу(рисунок 3).
а
б
вРисунок 3 –Отдаленные гибриды вишни в нестерильных условияха –№50 (Любская × 82990);б –№35 (Тургеневка × 82990); в –№34 (Тургеневка × 85017)В дальнейшем было отобрано шесть устойчивых к коккомикозу отдаленных гибридов вишни.Так как отдаленная гибридизация растений тесно связана с изменением плоидности полученных гибридов, поэтому был проведен цитололгический анализ потомства. Подсчет хромосом в соматических тканях растений, полученных из культуры зародышей invitroпоказал, что все они являются тетраплоидами, и следовательно на стадии метафазы митоза у них насчитывается 32 хромосомы (2n=4х=32) (рисунок 4).
Рисунок 4
Метафазная пластинка гибрида вишни 35 (6) (Тургеневка х 82990)
Из семян посаженных в грунт (без культурыinvitro) в селекционной школке было выращено следующие поколение гибридных сеянцев вишни. Практически все полученные сеянцы устойчивы к коккомикозу, средний балл поражения составил от 0 до 1.Отмечен небольшой процент сеянцев с баллом поражения 2 в семье Шоколадница (к) х 82990 (12,5%), Любская (к) х 82990 (7,1%). Сеянцы с баллом поражения 3 отмечены только в потомстве 82990 свободное опыление –7,7% (таблица2).Таблица 2 –Степень поражениядвухлетних сеянцев вишни коккомикозом
Гибридная семьяКолво сеянцевшт.Балл поражения коккомикозомСредний0шт./%1шт./%2шт./%3шт./%4шт./%Шоколадница (к)* х8299080,45/62,52/25,01/12,5
Шоколадница (к)* х 8501780,54/50,04/50,0
Любская (к)* х 82990140,57/50,06/42,91/7,1
Любская (к)* х 8501740,81/25,03/75,0
82990 искусственноесамоопыление202/100
82990 естественное самоопыление60,72/33,34/66,7
82990 свободноеопыление130,48/61,54/30,8
1/7,7
85017 искусственноесамоопыление101/100
85017 19019/100
естественное самоопыление85017 свободное опыление440,138/86,46/13,6
Таким образом, оценка степени поражения коккомикозом сеянцев, полученных с участием отдаленных гибридов 82990 и 85017,показала, что подавляющая часть растений практически не поражается коккомикозом (02 балла). В работе с отдаленными гибридами также использовался метод RAPDдля быстрого нахождения полиморфизма изучаемых генотипов.Целью нашего исследования с использованием RAPDанализа было –определить генотипические различия между донорами.Анализ полученных результатов позволил определитьсегменты ДНК, которые эксклюзивны для каждого сортообразца и могут быть получены только с одним из праймеров.Праймер №4 показал идентификацию номера 85017 с черешней и несхожесть с другими донорами устойчивости к коккомикозу –номером 82990, полученным на основе вишни сахалинской.При использование в анализах праймера №5 наблюдалось наличие сегмента на расстоянии 575 у доноров 82990, 85017, которые отсутствовали у сильно поражаемых коккомикозом сортов вишни Любская и Шоколадница.Было установлено, что генетическая дистанция между донором 85017 и черешней самая малая(0,224), индекс же похожести самый высокий (0,814), что свидетельствует о тесной генетической связи данных сортообразцов.В дальнейших исследованиях возможна идентификация сегментов, отвечающих за определенные селектируемые признаки, в том числе за наиболее важные для вишни –адаптивность и устойчивость к опасным болезням.Следовательно,данные доноры 85017 и 82990 вполне могут быть рекомендованы для использования в селекции на устойчивость к коккомикозу.Иполученное следующее поколение гибридов так же является устойчивым.Ссылки на источники:1.
Oatman, F. R. Cherry inscect and diseases in Wiconcin / F. R. Oatman, G. E. Clifford // Research Bulletia Agr. Exp. Sta. Univ. Wisconcin, 1962. –№ 55. –P. 43.2.Прохоров, В. П. Морфологокультурные особенности гриба CylindrosporiumhiemaleHiggins/ В. П. Прохоров // Микология и фитотерапия. –1972. –Т. 6. –Вып. 5. –С. 400406.3.
Колесникова, А. Ф. Иммунные к коккомикозу высокозимостойкие межродовые гибриды вишни и черешни с черемухой /А. Ф. Колесникова // Бюллетень ВНИИ растениеводства.Вып. 123.Ленинград, 1982. С. 4244.4.Жуков, О. С. Генетические основы создания сортов вишни, устойчивых к коккомикозу / О. С. Жуков, Л. Е. Курсаков, Л. А Щекотова // Тез. докл. 4 съезда Всесоюз. общва генетиков и селекционеров. –Кишинев, 1982. –Ч. 2. –С. 171172.5.Ищенко, Л. А. Коккомикоз вишни. / Л. А. Ищенко // Культура вишни в средней полосе СССР// Материалы совещ. 2830 июня 1983 г. –М.: Наука, 1985. –С. 97101.6.Джигадло, Е. Н. Совершенствование методов селекции, создание сортов вишни и черешни, их подвоев с экологической адаптацией к условиям Центрального региона России / Е. Н. Джигадло. –Орел: ВНИИСПК, 2009. –268 с.7.Щекотова, Л. А. Наследственный потенциал устойчивости вишни к коккомикозу / Л. А. Щекотова // Проблемы повышения эффективности современного садоводства: тез. докл. Всесоюз. науч. конф. мол. ученых. –Мичуринск, 1982. –С. 163164.8.Чеботарева, М. С. Перспективы использования дикорастущих видов вишни в селекции на устойчивость к коккомикозу / М. С. Чеботарева // Бюл. ВНИИ растеневодства. –Л. 1985. –Вып. 155. –С. 6263.9.
Топильская, Л. А. Изучение соматических и мейотичеоких хромосом смородины на ацетогематоксилиновых давленых препаратах / Л. А. Топильска, С. В. Лучникова, Н. П. Чувашина // Бюллетень ЦГЛ им. И. В. Мичурина, 1975. –Вып. 22. –С. 5861.10.Каптарь, С. Г. Ускоренный пропионоволакмоидный метод приготовления и окрашивания временных цитологических препаратов для подсчета хромосом у растений / С. Г. Каптарь // Цитология и генетика, 1967. Т. 1, № 4.С. 8790.11.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. 266268.12.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. издво, 1990. С. 2427.13.
Методические рекомендации по использованиюбиотехнологических методов в работе с плодовыми, ягодными и декоративными культурами / под ред. Е. Н. Джигадло –Орел, 2005. –51 с.14.Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур / под общ. ред. Е. Н. Седова. –Орел: ВНИИСПК,1999. –606с.15.Методические рекомендации Оценка генетического полиморфизма сортов и гибридов вишни и черешни с помощью ДНКмаркеров / под ред. Е. Н. Джигадло –Орел, 2010. –34с.16.
Горбачева, Н. Г. Оценка отдаленного гибрида вишни 82990 в качестве исходной формы для селекции / Н. Г. Горбачева, Г. А. Седышева, Е. Н. Джигадло // Роль аграрной науки в инновационном развитии агропромышленного комплекса: материалы междунар. науч.практич. конф., посвященной 90летию агрономического факультета 1415 октября 2009. Казань ГАУ.С. 4247.17.Горбачева, Н. Г. Формирование гамет у отдаленного гибрида вишни № 85017 / Н. Г. Горбачева // Актуальные проблемы садоводства России и пути их решения: материалы Всерос. науч.метод. конф. молодых ученых (25 июля 2007 г., Орел). Орел: ВНИИСПК, 2007. –С. 4347.
Gorbacheva Natalya Gennadievna Candidate of agricultural sciences, senior scientific worker, GNU VNIISPK Rosselhozacademii, Orel Email: gorbachevanata81@yandex.ru
Gigadlo Elizaveta NikolayevnaDoctor of agricultural sciences, head of stone fruit breeding department GNU VNIISPK Rosselhozacademii, Orel Email: info@vniispk.ru
Sedysheva Galina Alekseevna
Doctor of agricultural sciences, head of cytoembryology laboratory GNU VNIISPK Rosselhozacademii, Orel Email: info@vniispk.ruPossibilities of using donors of resistance to coccomyces in cherry breedingThe meiosis analysis during microsporogenesis of remote cherry hybrids donors of resistance to coccomyces, their involving in crossings, determination of ploidy of hybrid progeny, application ofin vitroculture when growing hybrid embryos, and the estimation of seedling resistance to coccomyces show that remote hybrids 82990 and 85017 form balanced gametes. As carriers of characters of resistance to coccomyces and brown rot they are of great value for breeding.Key words:remote hybridization, microsporogenesis, ploidy,in vitro culture, resistance to coccomyces.
Возможности использования в селекционной работе с вишней доноров устойчивости к коккомикозу
Аннотация:Анализ мейоза при микроспорогенезе отдаленных гибридов вишни –доноров устойчивости к коккомикозу,включение их в скрещивания,определение плоидности гибридного потомства, применение культуры invitroпри выращиваниигибридных зародышей,оценка устойчивости сеянцев к коккомикозу свидетельствует о том, что отдаленные гибриды 82990 и 85017 формируют сбалансированные гаметы и как носители признаков устойчивости к коккомикозу и монилиозу представляют большую ценность для селекции.Ключевые слова:отдаленная гибридизация, микроспорогенез,плоидностькультураinvitro, устойчивость к коккомикозу.В Центральной части Россиикосточковые культуры становятся все менее распространены, чем другие плодовые груша, яблоня, ягодники. Однойиз причин этогоявляется поражение деревьев грибными болезнями –коккомикозом и монилиозом.У пораженных коккомикозом деревьев содержание хлорофилла в листьях уменьшается почти в два раза. Плохо удерживается влага, ухудшается отток ассимилянтов, листья желтеют и преждевременно (в июлеавгусте) опадают, в результате чего деревья уходят в зиму неподготовленными и сильно страдают от подмерзания даже при отсутствии критических температур [1, 2]. Монилиоз, или плодовая гниль, за последние годы стал также бичом для вишневых садов. Его широкому распространению способствуют влажная и дождливая погода и отсутствие должных агротехнических мероприятий по защите деревьев на участках. В итоге на сегодняшний день в садах скопилось столько инфекции, что без проведения какихлибо мер, сады вишни просто погибнут.Радикальный путь уменьшения потерь от болезней, приобретающих эпифитотийный характер развития –создание устойчивого к возбудителям сортимента вишни на генетической основе, обеспечивающего достаточную степень надежности и защищенности от неблагоприятного воздействия биотических и абиатических факторов среды. Решению этой проблемы поможет привлечение в селекцию отдаленных гибридов. Потенциальные возможности отдаленной гибридизации в селекции вишни на устойчивость к коккомикозу подтверждены многими авторами –А. Ф.Колесниковой, О. С. Жуковым, Л. А. Ищенко, Е. Н. Джигадло, Л. А. Щекотовой, М. С. Чеботаревойи другими [ 3, 4, 5, 6, 7, 8].В большинстве случаев устойчивость к болезням является высоконаследуемым, часто определяемым одним или несколькими генами признаком. Важно в селекции на устойчивость к болезням выделить доноры этих признаков. В качестве доноровустойчивости к грибным болезням во ВНИИСПК в отделе селекции косточковых культур были полученытетраплоидные (4х)отдаленные гибриды вишни: 82990[Памяти Вавилова х 121а320 (2822 х с. sachalinensis)] (4х) –донор устойчивости к коккомикозу.Гибрид раннего срока цветения и созревания плодов. Плоды среднего размера, темнокрасной окраски. Степень подмерзания 01 балла.85017[Любская(CerasusvulgarusMill.) хP. maximowiczii] (4х). Плоды мелкие почти черные, позднего срока созревания. Подмерзание 0 баллов, а в отдельные годы до 1 балла.Для определения возможности использования в селекции отдаленных гибридов –доноров ценных признаков, необходимо предварительно провести цитоэмбриологические исследования их генеративной сферы и постоянно вести цитологический контроль потомства. Также для повышения результативности отдаленной гибридизациии выращивания отдаленных гибридов рекомендуется применять культуру зародышей invitro, которая позволитповысить выход гибридных растений.Объекты и методика исследований. Исследования проводились во ВНИИСПК отделе селекции косточковых культур, лаборатории цитоэмбриологии. Объектами для изучения послужили тетраплоидные отдаленные гибриды вишни 82990 [Памяти Вавилова х 121а320 (2822 х с. sachalinensis)], 85017 [Любская(CerasusvulgarusMill.) х P. maximowiczii].Мейоз при микроспорогенезе изучали на временных давленных препаратах приготовленных ацетогематоксилиновым методом [9].Для кариологических исследований (плоидность гибридного потомства) применялся пропионоволакмоидный метод. Прямой подсчет числа хромосом осуществлялся на давленых препаратах из меристем и молодых листочков точек роста[10, 11, 12].Препараты изучали с использованием микроскопа Nikon50iпри увеличении 10 х 1,5 х 40; 10 х 1,5 х 100. Фотографии выполнены с помощью фотокамеры DS–Fi1.Выращивание зародышей гибридов вишни в культуре invitroпроводили согласно «Методическим рекомендациям по использованию биотехнологических методов в работе с плодовыми, ягодными и декоративными культурами» под ред.Е. Н. Джигадло [13].В качестве субстрата применялась питательная среда Смирнова. Работы по извлечению и пересадке зародышей проводилась при тщательном соблюдении условий стерильности. Культивирование велось при комнатной температуре под люминостатом. Как только растения достигали 46 см их пересаживали в цветочные вазоны, а затем в открытый грунт. Устойчивость к коккомикозу гибридных сеянцев вишни определялась в соответствии с «Программой и методикой сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур» [14].Оценка генетического полиморфизма сортов и гибридов вишни и черешни проводилась с помощью ДНКмаркеров [15].
Результаты исследованийАнализ процессмейозау отдаленных гибридов вишни 85017 и 82990 [16, 17] выявил общие для этих форм отклонения вредукционном делениимикроспорогенеза. Это: забегания и выбросы хромосом, двухъярусноерасположение хромосом в метафазной пластинке, отставания, мосты, сверхчисленные веретена и т.д.. На заключительной стадии тетрад –наличие полиад спорад с большим (пентада, гексада, гептада) или меньшим (монада, диада, триада) количеством микроспор(рисунок 1).
абв
где
жзи
Рисунок –1 Отклонения в микроспорогенезе у отдаленных гибридов вишниа метафазаI, двухъярусное расположение хромосом (85017); б
анафазаI, отставание хромосом (82990); в метафазаII, забегание хромосом (85017);г
анафазаII, отставание хромосом (82990); д
анафазаII, мост (82990);е ТелофазаI, дополнительные микроядра (82990); ж пентада (82990);з диада (82990); и пыльца (85017)
Перечисленные отклонения не являются препятствием для использования гибридов в качестве опылителей. Просмотр пыльцы показал, что у гибридов формируется чуть более 90% морфологически нормальной пыльцы(рисунок 1 и). Поэтомуэти формы были включены в гибридизацию в качестве доноров, несущих признаки устойчивости к грибным болезням, для получения сортов вишни устойчивых к коккомикозу и монилиозу.В результате скрещиваний с участием гибридов 85017 и 82990 получены семена. Частьсемян было высажено в грунт, а часть введено в культуру зародышей invitro(таблица1).
Таблица1
Количество гибридных зародышей,введенных в культуру invitro№ семьиКомбинации скрещиванийКолво зародышейшт.Колво отобранныхрастенийшт.34Тургеневка (к)* × 85017 (Любская х P. maximowiczii)8135Тургеневка (к)* × 82990 [Памяти Вавилова х 121а 320 (2822 х с. sachalinensis)]27450Любская (к)* × 82990 [Памяти Вавилова х 121а 320 (2822 х с. sachalinensis)]201(к)* –кастрированные цветкиНа питательной среде были получены проростки во всех комбинациях скрещивания (рисунок 2).
абвРисунок2 Проростки отдаленных гибридов вишни на среде размножения а –№50 (Любская × 82990); б –№35 (Тургеневка × 82990); в –№34 (Тургеневка × 85017); №50 (Любская × 82990)
Часть зародышей прорастала нормально с развитием стебля и корня, однако имелись и аномалии в развитии − такие, как мелколистность, ризогенез без формирования листового аппарата, рост стебля без развития корневой системы, позеленение семядолей, образование листовых зачатков, не приступивших к дальнейшему развитию. Полученные растения были высажены в горшочки с землей, а через некоторое время в пленочную теплицу(рисунок 3).
а
б
вРисунок 3 –Отдаленные гибриды вишни в нестерильных условияха –№50 (Любская × 82990);б –№35 (Тургеневка × 82990); в –№34 (Тургеневка × 85017)В дальнейшем было отобрано шесть устойчивых к коккомикозу отдаленных гибридов вишни.Так как отдаленная гибридизация растений тесно связана с изменением плоидности полученных гибридов, поэтому был проведен цитололгический анализ потомства. Подсчет хромосом в соматических тканях растений, полученных из культуры зародышей invitroпоказал, что все они являются тетраплоидами, и следовательно на стадии метафазы митоза у них насчитывается 32 хромосомы (2n=4х=32) (рисунок 4).
Рисунок 4
Метафазная пластинка гибрида вишни 35 (6) (Тургеневка х 82990)
Из семян посаженных в грунт (без культурыinvitro) в селекционной школке было выращено следующие поколение гибридных сеянцев вишни. Практически все полученные сеянцы устойчивы к коккомикозу, средний балл поражения составил от 0 до 1.Отмечен небольшой процент сеянцев с баллом поражения 2 в семье Шоколадница (к) х 82990 (12,5%), Любская (к) х 82990 (7,1%). Сеянцы с баллом поражения 3 отмечены только в потомстве 82990 свободное опыление –7,7% (таблица2).Таблица 2 –Степень поражениядвухлетних сеянцев вишни коккомикозом
Гибридная семьяКолво сеянцевшт.Балл поражения коккомикозомСредний0шт./%1шт./%2шт./%3шт./%4шт./%Шоколадница (к)* х8299080,45/62,52/25,01/12,5
Шоколадница (к)* х 8501780,54/50,04/50,0
Любская (к)* х 82990140,57/50,06/42,91/7,1
Любская (к)* х 8501740,81/25,03/75,0
82990 искусственноесамоопыление202/100
82990 естественное самоопыление60,72/33,34/66,7
82990 свободноеопыление130,48/61,54/30,8
1/7,7
85017 искусственноесамоопыление101/100
85017 19019/100
естественное самоопыление85017 свободное опыление440,138/86,46/13,6
Таким образом, оценка степени поражения коккомикозом сеянцев, полученных с участием отдаленных гибридов 82990 и 85017,показала, что подавляющая часть растений практически не поражается коккомикозом (02 балла). В работе с отдаленными гибридами также использовался метод RAPDдля быстрого нахождения полиморфизма изучаемых генотипов.Целью нашего исследования с использованием RAPDанализа было –определить генотипические различия между донорами.Анализ полученных результатов позволил определитьсегменты ДНК, которые эксклюзивны для каждого сортообразца и могут быть получены только с одним из праймеров.Праймер №4 показал идентификацию номера 85017 с черешней и несхожесть с другими донорами устойчивости к коккомикозу –номером 82990, полученным на основе вишни сахалинской.При использование в анализах праймера №5 наблюдалось наличие сегмента на расстоянии 575 у доноров 82990, 85017, которые отсутствовали у сильно поражаемых коккомикозом сортов вишни Любская и Шоколадница.Было установлено, что генетическая дистанция между донором 85017 и черешней самая малая(0,224), индекс же похожести самый высокий (0,814), что свидетельствует о тесной генетической связи данных сортообразцов.В дальнейших исследованиях возможна идентификация сегментов, отвечающих за определенные селектируемые признаки, в том числе за наиболее важные для вишни –адаптивность и устойчивость к опасным болезням.Следовательно,данные доноры 85017 и 82990 вполне могут быть рекомендованы для использования в селекции на устойчивость к коккомикозу.Иполученное следующее поколение гибридов так же является устойчивым.Ссылки на источники:1.
Oatman, F. R. Cherry inscect and diseases in Wiconcin / F. R. Oatman, G. E. Clifford // Research Bulletia Agr. Exp. Sta. Univ. Wisconcin, 1962. –№ 55. –P. 43.2.Прохоров, В. П. Морфологокультурные особенности гриба CylindrosporiumhiemaleHiggins/ В. П. Прохоров // Микология и фитотерапия. –1972. –Т. 6. –Вып. 5. –С. 400406.3.
Колесникова, А. Ф. Иммунные к коккомикозу высокозимостойкие межродовые гибриды вишни и черешни с черемухой /А. Ф. Колесникова // Бюллетень ВНИИ растениеводства.Вып. 123.Ленинград, 1982. С. 4244.4.Жуков, О. С. Генетические основы создания сортов вишни, устойчивых к коккомикозу / О. С. Жуков, Л. Е. Курсаков, Л. А Щекотова // Тез. докл. 4 съезда Всесоюз. общва генетиков и селекционеров. –Кишинев, 1982. –Ч. 2. –С. 171172.5.Ищенко, Л. А. Коккомикоз вишни. / Л. А. Ищенко // Культура вишни в средней полосе СССР// Материалы совещ. 2830 июня 1983 г. –М.: Наука, 1985. –С. 97101.6.Джигадло, Е. Н. Совершенствование методов селекции, создание сортов вишни и черешни, их подвоев с экологической адаптацией к условиям Центрального региона России / Е. Н. Джигадло. –Орел: ВНИИСПК, 2009. –268 с.7.Щекотова, Л. А. Наследственный потенциал устойчивости вишни к коккомикозу / Л. А. Щекотова // Проблемы повышения эффективности современного садоводства: тез. докл. Всесоюз. науч. конф. мол. ученых. –Мичуринск, 1982. –С. 163164.8.Чеботарева, М. С. Перспективы использования дикорастущих видов вишни в селекции на устойчивость к коккомикозу / М. С. Чеботарева // Бюл. ВНИИ растеневодства. –Л. 1985. –Вып. 155. –С. 6263.9.
Топильская, Л. А. Изучение соматических и мейотичеоких хромосом смородины на ацетогематоксилиновых давленых препаратах / Л. А. Топильска, С. В. Лучникова, Н. П. Чувашина // Бюллетень ЦГЛ им. И. В. Мичурина, 1975. –Вып. 22. –С. 5861.10.Каптарь, С. Г. Ускоренный пропионоволакмоидный метод приготовления и окрашивания временных цитологических препаратов для подсчета хромосом у растений / С. Г. Каптарь // Цитология и генетика, 1967. Т. 1, № 4.С. 8790.11.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. 266268.12.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. издво, 1990. С. 2427.13.
Методические рекомендации по использованиюбиотехнологических методов в работе с плодовыми, ягодными и декоративными культурами / под ред. Е. Н. Джигадло –Орел, 2005. –51 с.14.Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур / под общ. ред. Е. Н. Седова. –Орел: ВНИИСПК,1999. –606с.15.Методические рекомендации Оценка генетического полиморфизма сортов и гибридов вишни и черешни с помощью ДНКмаркеров / под ред. Е. Н. Джигадло –Орел, 2010. –34с.16.
Горбачева, Н. Г. Оценка отдаленного гибрида вишни 82990 в качестве исходной формы для селекции / Н. Г. Горбачева, Г. А. Седышева, Е. Н. Джигадло // Роль аграрной науки в инновационном развитии агропромышленного комплекса: материалы междунар. науч.практич. конф., посвященной 90летию агрономического факультета 1415 октября 2009. Казань ГАУ.С. 4247.17.Горбачева, Н. Г. Формирование гамет у отдаленного гибрида вишни № 85017 / Н. Г. Горбачева // Актуальные проблемы садоводства России и пути их решения: материалы Всерос. науч.метод. конф. молодых ученых (25 июля 2007 г., Орел). Орел: ВНИИСПК, 2007. –С. 4347.
Gorbacheva Natalya Gennadievna Candidate of agricultural sciences, senior scientific worker, GNU VNIISPK Rosselhozacademii, Orel Email: gorbachevanata81@yandex.ru
Gigadlo Elizaveta NikolayevnaDoctor of agricultural sciences, head of stone fruit breeding department GNU VNIISPK Rosselhozacademii, Orel Email: info@vniispk.ru
Sedysheva Galina Alekseevna
Doctor of agricultural sciences, head of cytoembryology laboratory GNU VNIISPK Rosselhozacademii, Orel Email: info@vniispk.ruPossibilities of using donors of resistance to coccomyces in cherry breedingThe meiosis analysis during microsporogenesis of remote cherry hybrids donors of resistance to coccomyces, their involving in crossings, determination of ploidy of hybrid progeny, application ofin vitroculture when growing hybrid embryos, and the estimation of seedling resistance to coccomyces show that remote hybrids 82990 and 85017 form balanced gametes. As carriers of characters of resistance to coccomyces and brown rot they are of great value for breeding.Key words:remote hybridization, microsporogenesis, ploidy,in vitro culture, resistance to coccomyces.
