Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 8
1.1 Бессемянность у виноградного растения 8
1.2 Биотехнологические основы селекции винограда на бессемянность 18
1.3 Резюме анализа литературных данных 36
2. Общая характеристика работы 37
2.1. Научная новизна и практическая значимость 37
2.2. Место, время проведения и предмет исследований 38
2.3. Поч вен но-климатические уело вия 40
2.4. Метеорологические условия в годы наблюдений 42
2.5. Методика исследований 48
3. Результаты исследований 54
3.1 Стерилизация семяпочек 54
3.2 Сроки изолирования и введения семяпочек в культуру 58
3.2.1 Обоснование сроков изолирования семяпочек 68
3.3 Оптимизация состава питательной среды 73
3.4 Эмбриогенез при самоопылении стеноспермокарпических сортов винограда 77
3.5 Эмбриогенез в скрещиваниях между стеноспермокарпическими сортами винограда 82
3.6 Влияние метеорологических условий на эмбриональное развитие семяпочек винограда 88
3.7 Агробиологическая оценка гибридных сеянцев 94
Выводы 103
Список использованной литературы 106
Приложение 124
- Биотехнологические основы селекции винограда на бессемянность
- Метеорологические условия в годы наблюдений
- Сроки изолирования и введения семяпочек в культуру
- Эмбриогенез в скрещиваниях между стеноспермокарпическими сортами винограда
Введение к работе
Среди плодово-ягодных культур виноград занимает одно из первых мест по пищевой и диетической ценности. Многовековая практика его возделывания и селекционная работа способствовали созданию большого разнообразия сортов. Согласно последним данным мировые коллекции винограда насчитывают около 30 тысяч сортообразцов. Благодаря высокой практической ценности, среди этих сортов особое место принадлежит бессемянным. Наиболее широко они используются для производства сушеной продукции (кишмиша), потребления в свежем виде, приготовления вин, сока и других пищевых продуктов. Бессемянный виноград характеризуется высоким содержанием Сахаров и витаминов. Кроме того, благодаря отсутствию семян в ягодах, при технической переработке винограда увеличивается выход сока и ви но материалов, в которых отсутствует терпкий вкус, вызываемый фенолыіьіми соединениями, высокое содержание которых приходится на семена.
Среди большого числа известных и описанных сортов группа бессемянных очень малочисленна (около 2 %) и в основном представлена мелкоягодными формами, относящимися к виду V. vinifera L. восточной группы Orientalis Negr., пригодными к возделыванию в регионах с теплым климатом, высокой суммой активных температур и длинным вегетационным периодом (районы Средней Азии, Иран, Турция, Афганистан и др.). В России лишь немногие районы Южного Дагестана пригодны для возделывания бессемянных сортов винограда.
Селекция бессемянных сортов винограда наиболее широко развернута в США, Италии, странах бывшего Советского Союза (Узбекистан, Армения, Молдавия, Украина), а также в Испании, Австралии, Израиле, Болгарии, Венгрии.
В США получен целый ряд бессемянных сортов с использованием гибридов V. labruska: Ромулус, Эйнсет сидлис, Орландо сидлис, Сатурн,
Оттилия, Симона, Марс, Интерлейкен, Ванесса (B.J. Reisch, G.W. Remaily, 1986; J.Л. Mortensen, D.J. Gray, 1987; J.N.Moore and oth.,1989; A.G. Reynolds and oth., 1989; J.N.Moorc, 1985; K.B. Смирнов, 1965). Эти гибриды широко используются в дальнейших работах по селекции во многих странах мира. Ученые Венгрии, в результате скрещивания СВ 12-375 х Перлет, получили перспективные Гибриды № 311, № 342, № 338, № 334 (И.А. Кострикин и др., 1992). В Болгарии выведены Гибриды V-6 и VI-4, сорта Вита и Русалка, в Югославии -Белградский бессемянный (К.В. Смирнов и др., 2002), В Молдове при селекции бессемянных крупноягодных сортов применяется схема: крупноягодный устойчивый (неустойчивый) сорт х бессемянный сорт V. vinifera L. (Г.М. Борзикова, 1982). В результате получены сорта Кишмиш лучистый и Кишмиш молдавский. Селекционерами Украины выведены сорта Мечта, Кишмиш таировский, Сюрприз. В Узбекистане Самаркандским филиалом НИИСВиВ им. P.P. Шредера, в результате скрещивания крупноягодных малосемянных сортов винограда с лучшими бессемянными сортами, за последние годы выведены крупноягодные бессемянные сорта винограда Кишмиш Хишрау, Кишмиш Зарафшан, Кишмиш Согдиана и другие (Б.Д. Мирзахидов, 2001).
В сортименте России практически отсутствуют бессемянные сорта, В Государственный реестр селекционных достижений включен лишь сорт Кишмиш черный, районированный с 1959 года в некоторых южных районах Дагестана. Поэтому для нашей страны актуально создание новых бессемянных сортов, имеющих ценные биологические и хозяйственные признаки в сочетании с более коротким периодом вегетации, устойчивостью к морозу и филлоксере, что возможно получить в результате межвидовой гибридизации.
Первые упоминания о межвидовых скрещиваниях при селекции на бессемянность в России относятся к 1956 году, когда начаты работы в ЦГЛ (ныне ВНИИГиСПР) им. И.В. Мичурина с использованием амуро-европейских гибридов (К.В. Смирнов, 1964). В результате был получен первый в России бессемянный межвидовой сорт амуро-европейского происхождения Коринка русская (Северный х Кишмиш черный). С 1972 года начаты работы по
созданию бессемянных сортов межвидового происхождения во ВНИИВиВ им. Я.И. Потапенко (Н.Г. Павлюченко, 1993, 1996; Л.А. Майстренко, 1998). К настоящему времени в Государственное сортоиспытание переданы 3 сорта: Русбол (получен в результате совместной селекции ВНИИВиВ им. Я.И. Потапенко и НИЙВиВ г. Плевен), Кишмиш новочеркасский и Шаян (И.А. Кострикин, Н.Г, Павлюченко, 1993, И.А. Кострикин, Л.А. Майстренко и др., 1994).
Актуальность темы.
Ограниченность количества бессемянных сортов винограда объясняется, прежде всего, сложностью их выведения - бессемянность в гибридном потомстве обычно очень низка, в скрещиваниях бессемянные сорта могут быть использованы только в качестве отцовских форм, семена раносозревающих сортов часто очень плохо всходят. Кроме того, мало изучены генетические факторы и факторы окружающей среды, влияющие на бессемянность (D.W. Cain and oth., 1983; A. Bouguet, Н.Р. Davis., 1989).
Клеточные технологии, основанные на культивировании in vitro органов, тканей, клеток и изолированных протопластов, облегчают и ускоряют традиционный селекционный процесс (Р.Г. Бутенко., 1964; Ф.Л. Калинин и др., 1980).
Благодаря успехам биотехнологии, в первую очередь в области культуры ткани, и появлению возможности культивирования зародыша семени в условиях in vitro, открылась перспектива получения жизнеспособного потомства от скрещивания бессемянных сортов между собой с последующим развитием зародышей семени в контролируемых условиях.
Использование методов in vitro для преодоления постзиготической аборти вности расширяет возможности селекции на бессемянность, позволяет включить в селекционный процесс стеноспермокарпические сорта и гибриды в качестве материнских форм. Однако многие исследователи указывают на неопределенность в основных параметрах культивирования и чрезвычайно низкий процент получения растений с помощью применяемой технологии
6 культивирования стеноспермокарпических семян винограда (P. Spiegel-Roy, 1985; R.GoIdy and oth., 1988).
Очевидна необходимость в поисках путей оптимизации данной технологии, а именно: изучение эмбриогенеза различных сортов с целью предотвращения деградации зародышей стеноспермокарпических сортов и увеличения популяции сеянцев высокой категории бессемянности.
Исходя из этого, были поставлены цель и задачи настоящей работы.
Цель исследований: изучить эмбриогенез стеноспермокарпических сортов винограда и разработать метод получения жизнеспособных проростков и сеянцев из изолированных семяпочек в культуре in vitro.
Задачи исследований:
Исследовать уровень эмбриогенеза у стеноспермокарпических сортов винограда при инцухтировании и скрещивании по схеме: бессемянный х бессемянный.
Подобрать питательную среду, обеспечивающую оптимальные условия для ввода в культуру и дальнейшего культивирования семяпочек стеноспермокарпических сортов.
3. Разработать режим стерилизации семяпочек на этапе ввода в культуру.
Подобрать родительские сорта и проверить их комбинационную способность.
Исследовать динамику роста и развития ягод и семяпочек различной категории бессемянности и обосновать выбор срока изолирования семяпочек.
Размножить in vitro и адаптировать к условиям in vivo гибридные формы, полученные из стеноспермокарпических семяпочек.
Определить зависимость уровня эмбриогенеза в семяпочках стеноспермокарпических гибридов винограда от метеорологических условий в период вегетации.
Исследовать новые формы винограда по агробиологическим признакам.
Положения, выносимые на защиту:
1. Анализ уровня эмбриогенеза при самоопылении и скрещивании
стеноспермокарпических сортов.
Возможность использования в селекции обоих бессемянных родителей с последующей культурой изолированных семяпочек in vitro.
Режим стерилизации семяпочек при вводе в культуру in vitro.
4. Обоснование выбора срока изолирования стеноспермокарпических
семяпочек и посева их на питательную среду.
5. Определение характера зависимости уровня эмбриогенеза от
климатических факторов.
6. Агробиологическая оценка новых форм винограда,
7. Практические рекомендации по использованию в селекции
стеноспермокарпических сортов винограда, обеспечивающих, при
самоопылении и скрещивании по схеме бессемянный х бессемянный, высокий
уровень эмбриогенеза и получение гибридных сеянцев.
Биотехнологические основы селекции винограда на бессемянность
Одним из наиболее перспективных направлений создания межвидовых и межродовых гибридов является эмбриогенез. Этот метод представляет интерес и при выведении бессемянных сортов, так как позволяет культивировать гибридные зародыши на ранних этапах развития, препятствуя их деградации, приводящей к формированию бессемянности. В литературе рассматриваются два типа эмбриокультуры: с использованием незрелых и зрелых зародышей (В.М.Новикова, 1979; R.L. Emershad, 1984; А.В. Коркодел, 1993). Первые работы по культуре изолированных зародышей выполнили Е. Hannig (1904), G. Stingl (1907), К. Dietrich (1924) и другие исследователи (цит. по А.Т. Здруйковской-Рихтер, 1970). Постепенно техника метода совершенствовалась и расширялись аспекты его применения. Наиболее широкое распространение этот метод получил в работах с растениями, продуцирующими невыполненные семена, что встречается очень часто при отдаленной гибридизации, у скороспелых сортов плодовых, при апомиксисе и явлениях полиэмбрионии, а также в недоразвившихся, из-за неблагоприятных погодных условий, или недозрелых плодах. Метод культуры зародышей применяется в работе с трудно и долго прорастающими семенами, которых немало в растительном мире. Пользуясь этим методом, можно получить сеянцы из трудно прорастающих семян не через 2-3 года, а в год скрещивания (L.F. Randolph, 1943; Е.С. Голубинская, 1970). Культура изолированных зародышей успешно может быть применена для ускорения селекционного процесса.
Например, W.E. Lammert (1946) в работе с розами получил два поколения в течение одного вегетационного периода. Имеется положительный опыт применения культуры эмбрионов при получении потомства от раносозревающих форм и сортов плодовых растений, у которых ранние сроки созревания вызывают аномалии и ослабление зародышей (А.И. Здруйковская - Рихтер, 1964; В.М. Новикова, 1973). F. Leibach первый показал возможность получения растений из гибридных зародышей в культуре in vitro для отбора форм с полезными свойствами. Выращивая в искусственных условиях зародыши льна из щуплых семян от межвидовых скрещиваний, он получил взрослые плодоносящие растения (цит, по А.И. Здруйковской-Рихтер, 1964). После успешного применения в 1929 году этого метода, многими авторами были достигнуты большие успехи в работе с разными растениями, у которых по каким-либо причинам семена были неполноценными. Исследования по культуре зародышей проводились с целью поиска оптимальных условий культивирования, которые в какой-то мере приближались бы к нативным. Разрабатывалась и совершенствовалась методика выращивания зародышей (J.R. Stolz, 1971; З.В. Новикова, 1973; А.И. Здруйковская-Рихтер, 1985). Исследования G.W. Skirm, A.F. Blakeslee, S. Satina, J. R. Wall, E.B. Ивановской, А.И. Здруйковской-Рихтер, А.П. Кузьменко были направлены на получение взрослых растений из абортивных зародышей, невсхожих в обычных условиях семян, полученных при отдалённой гибридизации (цит. по А.И. Здруйковской-Рихтер, 1970). Работы названных авторов показали, что в случаях, когда оплодотворение происходит, а гибридные семена содержат недоразвитые зародыши, что часто лимитирует селекционный процесс, этот метод помогает обеспечить большой выход ценных проростков. Результаты, полученные для целого ряда плодовых растений, винограда и других культур, убедительно свидетельствуют о больших возможностях и перспективности этого метода для устранения несовместимости отдалённых форм в год скрещивания (А.И. Здруйковская-Рихтер, 1970; М.К. Павлова, В.П. Банникова, 1974; М.П. Милюкевич и др., 1993). М.С. Чеботарёва и И.М. Фардзинова (1990) использовали культуру зародышей in vitro для преодоления нескрещиваемости рода Cerasus с целью получения форм, устойчивых к коккомикозу.
По мнению итальянских учёных S. Cancellier и A. Costacurta (1990) часть проблем, связанных с низкой всхожестью семян некоторых сортов винограда, можно преодолеть с помощью культивирования зародышей и семян in vitro. Результаты, полученные для сортов Ruby seedless и Регина, показали, что в результате само- и перекрёстного опыления можно получить семена со всхожестью 3,5 - 9,3%. Таким образом, этот метод перспективен для работы с неполноценными семенами, полученными отдалённой гибридизацией, при селекции на раннеспелость, а также для трудно и долго прорастающих семян. Наиболее трудной задачей в культуре является получение стерильного растительного материала. Вид стерилизующего агента, его концентрацию и экспозицию, зависящие от особенностей тканей исходных растений, необходимо подобрать таким образом, чтобы убить микроорганизмы и не повредить ткани экспланта. Для поверхностной стерилизации растительных объектов применяют химические соединения, содержащие активный хлор: гипохлорит натрия (1-1,4%), гипохлорит кальция (7-10%), хлорамин (2-10%) или ртуть (сулема 0,1%, диацид), перекись водорода (2-10%), этиловый спирт (70-96%) и др. А.И. Здруйковская-Рихтер (1974), Ф.Л. Калинин (1980), В.В. Урманцева (1983) рекомендуют, для получения свободных от инфекций зародышей, растительный материал перед стерилизацией промыть в тёплой проточной, а затем дистиллированной воде, помещать в абсолютный спирт, а для повышения эффективности стерилизующего раствора добавлять смачиватель или моющие средства Многие ученые считают одним из основных факторов успешного выращивания объектов в культуре in vitro подбор питательной среды. Р. Spiegel-Roy and oth. (1985) при испытании питательных сред Нича, Орхид агара, Мурасиге и Скуга, сделали заключение, что среда Нича с добавлением GA3 (10"6) и JAA (Ю 5) превосходит все названные. В более поздних исследованиях (1989) эти авторы отмечают положительный результат при добавлении к питательной среде Нича нафтил уксус ной кислоты. Преимущество среды Нича отметили также S. Cancellier and oth. (1990) и М. Vilaplana, M.G. Mullins (1989). Однако последние авторы считают необходимым добавлять в среду Нича Юи. б-БАП.
Метеорологические условия в годы наблюдений
Метеорологические условия различались в отдельные годы наблюдений (приложение 1,2).
Зимой 1989-90 гг. опасные для винограда температуры отмечены в декабре (12 декабря минимальная температура достигала -22,4 С). Сумма отрицательных температур за период с ноября по март составила -287,6 С.
Весна 1990 года была ранняя и теплая, а летние месяцы - прохладные и дождливые (сумма выпавших осадков превысила среднем ноголетние показатели на 111,3 мм). Неблагоприятные погодные условия в период цветения отрицательно сказались на опылении винограда, что привело к уменьшению количества завязавшихся семян.
Сентябрь также был дождливым и холодным. Сумма активных температур за период вегетации составила 3203,7 С. Первые осенние заморозки в воздухе (-1,2С) отмечены 14 октября.
Зима 1990-91 гг. была относительно теплой, лишь февраль был холоднее обычного. Абсолютный минимум температуры воздуха, зарегистрированный 4 февраля, составил -21,4 С. Осадков в зимний период выпало на 11,7 мм меньше, чем по средним многолетним данным. Такая зима благоприятно повлияла на перезимовку глазков виноградной лозы. Теплее обычного были весенние месяцы. Устойчивый переход среднесуточных температур через +10С произошел с 8 апреля (по средним многолетним данным - 17 апреля). Сумма осадков в марте - апреле была на уровне многолетних показателей, а в мае выпало три месячных нормы осадков и этот месяц был несколько прохладнее обычного. Лето 1991 года было теплым, среднесуточные температуры воздуха летних месяцев составили от +22,2 С до +25,7С. Обильные осадки выпали в июне и в августе ( превышение средних многолетних данных соответственно +24,3 мм и +50,0 мм). Июль же был сухим, практически без осадков. Осенние месяцы были теплыми и сухими, что способствовало хорошему вызреванию лозы. Сумма активных температур за период вегетации составила 3767,0С ( средний многолетний показатель 3304,0С). Ранние морозы, наступившие уже в начале ноября (2 ноября отмечен абсолютный минимум месяца -10,5"С), значительно повлияли на сохранность почек у винограда. Зима 1991-92 гг. была мягче обычного (сумма отрицательных температур составила -328,бС). Абсолютный минимум температуры воздуха составил лишь - 17С. Количество осадков, выпавших в декабре и январе, было в пределах нормы, а в феврале - чуть меньше двух норм. Март был теплее обычного, осадки - в пределах нормы. Апрель был значительно холоднее обычного, наступление биологического нуля отмечено лишь I мая. Май был дождливым, в течение месяца выпало 145 мм осадков, отклонение от нормы составило +108,2 мм. Среднесуточная температура воздуха в мае была ниже средних многолетних данных. Дефицит тепла апреля и мая сказался на всем периоде вегетации. Июнь был жарким и дождливым. Это создало неблагоприятные условия в период цветения и опыления винограда. В июле опять выпало много осадков (более двух месячных норм). Август и сентябрь были сухими и жаркими, что способствовало хорошему сахаронакоплению. Октябрь был теплым, количество осадков на 20,6 мм превысило норму. Всего за вегетационный период 1992 года выпало 348,6 мм осадков, что на 129,1 мм больше средних многолетних данных. Сумма активных температур составила всего 2913С (многолетний показатель 3304С), дефицит тепла составил 391С. Зима 1992 - 93 гг. в целом была близка к средним многолетним показателям. Низких температур, губительных для винограда, не наблюдалось. Лишь однажды, 4 января, отмечено кратковременное понижение температуры воздуха до -18,8С. Осадков за первое полугодие выпало немного больше многолетней суммы (237,2 мм при норме 225,9 мм). Весна 1993 года была ранней, но наблюдался возврат холодов: 18 апреля температура опускалась до 1С и 25 мая до 4,8С. Летние месяцы были прохладнее многолетних показателей и отличались обилием осадков. Особенно дождливыми были июль и август, когда выпало в 2,5 раза больше осадков, чем обычно. Сумма осадков за весь год составила 636,1мм при норме 445,4 мм. Зима 1993-94 гг. была суровой. Несмотря на то, что минимальные температуры не достигали уровня средних многолетних, существенные понижения температуры воздуха оказались продолжительными, особенно в ноябре 1993 г. и в феврале 1994 г. Средняя температура в феврале составила -7,0С против многолетней - 4,9С. Минимальная температура воздуха 13 февраля достигла -27 С. Сумма отрицательных температур с ноября по март составила 602 С против средней многолетней 414СС. Вегетационный период 1994 года оказался благоприятным для винограда по температурным условиям, но резко отличался от многолетних показателей малым количеством выпавших осадков. В течение всего годичного цикла развития виноградного растения осадков выпало в 1,5 раза меньше обычного, а сумма активных температур составила 3623С, что на 320 С выше среднего многолетнего показателя. Тем не менее засуха не оказала существенного влияния на развитие винограда, чему в немалой степени способствовал достаточный запас влаги в почве после обильных осадков в марте и апреле. Резкое похолодание началось в первой декаде ноября, когда температура воздуха понизилась с +14С (1 ноября) до —7С (7ноября). Наступившее в середине ноября потепление сменилось морозами в конце декабря (абсолютный минимум температуры воздуха -16,8С отмечен 26 декабря), а затем вновь теплом до +8С. Такие резкие колебания температуры воздуха были характерны для января, февраля и марта 1995 года.
Сроки изолирования и введения семяпочек в культуру
Мнения ученых о сроках изолирования семяпочек для посева их на питательную среду различны. Z. Singh, S.I.S. Brar (1992) считают, что число семяпочек у бессемянных сортов уменьшается через 20 суток после цветения. Н. Ding и Guimei Qi (2001), напротив, отмечают, что степень развития семяпочек значительно возрастает при вычленении их через 35-50 дней после опыления. В работах D.W. Cain (1983), Л. Bonquet и Н.Р. Davis (1989) лучше прорастали семяпочки, изолированные из ягод перед их созреванием. В связи с этим, по-прежнему актуален вопрос определения сроков извлечения из ягод и посева на питательную среду семяпочек различных сортов, С этой целью изучали 5 сроков изолирования семяпочек (извлечения их из ягод) и посева на питательную среду с целью выявления оптимальных, обеспечивающих получение наибольшего количества жизнеспособных проростков. Отбор семяпочек осуществляли через 35, 50, 65, 80 и 100 дней после опыления. Полученные результаты свидетельствуют об отсутствии общей закономерности для всех комбинаций скрещивания в различные годы наблюдений (таблица 3). В первый срок изолирования эмбриогенез либо полностью отсутствовал (1-15-7-1 х Кишмиш уникальный, 1-15-5-7 х Кишмиш уникальный), либо количество развившихся зародышей было довольно высоко, но нормальные растения получены лишь в 3,6 — 11,1 % случаев (при опылении сорта Кишмиш ЦГЛ). В скрещиваниях с участием сортов и форм с функционально женским типом цветка (Кишмиш ЦГЛ и 1-15-7-1) увеличение числа дифференцированных зародышей и полученных из них растений отмечено при изолировании семяпочек в более поздние сроки.
В результате опыления формы 1-15-7-1 пыльцой сорта Восторг количество эмбрионов и проросших семяпочек достигло максимума к 80 дням после цветения, а еще через 20 суток отмечено его уменьшение, особенно заметное в 1994 году. В скрещиваниях же этой формы с сортом Кишмиш уникальный в 1992 году число зародышей в семяпочках было практически стабильным в период с 50 до 100 суток после опыления, а максимальное количество растений получено из семяпочек, изолированных через 80 и 100 дней. В гибридной комбинации 1-15-5-7 х Кишмиш уникальный максимальное количество сеянцев получено из семяпочек последнего срока отбора. В комбинациях скрещивания с участием формы 1-15-5-7 наиболее активное развитие зародышей отмечено через 50 и 65 дней с момента опыления. Нормальные проростки развились лишь из семяпочек от скрещиваний этой формы с сортом Русбол, взятых через 65 дней после опыления, а при опылении пыльцой сорта Кишмиш уникальный - через 50 и 100 дней. Однако количество растений, полученных в этих скрещиваниях, было невелико. При выделении семяпочек в более поздние сроки в большинстве случаев увеличивается уровень эмбриогенеза и количество полученных растений, но к моменту изолирования через 100 дней после опыления значение этих показателей в некоторых гибридных семьях снижается (1-15-7-1 х Восторг). В комбинации скрещивания 1-15-5-7 х Кишмиш уникальный в 1993 году снижение уровня эмбриогенеза произошло на 65-80-й день (в 1995г. - на 65 день), а к сроку 100 дней отмечено его повышение и в этот период получены растения. Можно отметить, что для продуктивных комбинаций скрещивания с участием сортов и форм с женским типом цветка Кишмиш ЦГЛ и 1-5-7-1 прослеживается тенденция усиления эмбриогенеза в более поздние сроки, а именно, 80-100 дней после опыления.
Однако в других комбинациях скрещивания эффективным оказалось изолирование семяпочек в период 50-65 дней после опыления. За период изучения сильная линейная корреляционная зависимость развития зародышей от срока введения семяпочек в культуру отмечена при скрещивании сорта Кишмиш ЦГЛ с сортами Коринка русская и Кишмиш уникальный (рис. 1). Коэффициент детерминации (R ) был равен 0,79 и 0,83 соответственно. Выход сеянцев в этих парах также находится в прямолинейной зависимости от срока изолирования семяпочек. Связь этих признаков теснее при использовании в качестве опылителя сорта Коринка русская (R = 0,95). В скрещивании Кишмиш ЦГЛ х Кишмиш уникальный выявлена сильная прямая зависимость выхода сеянцев от срока посева семяпочек на питательную среду (R = 0,41).
Эмбриогенез в скрещиваниях между стеноспермокарпическими сортами винограда
Возможность использования стеноспермокарпических генотипов в качестве родительских форм отмечена в исследованиях D. W. Cain and oth. ( 1983), R. Emershad (1984), R. Spiegel - Roy and oth. (1985), A.Bouguet, H.P. Davis (1989), Н.П. Дорошенко, И.А. Кострикина (1992), И.А.Павловой и др.(1997).
R. Spiegel-Roy с коллегами (1985) получили нормальные растения из абортивных семяпочек и недоразвитых семян сортов Перлет, Флейм сидлис, Султанина. Использовались семяпочки от свободного опыления и скрещивания бессемянных сортов между собой. При этом в результате прямого скрещивания Перлет х Флейм сидлис получено 15,3% жизнеспособных зародышей и 11,1% развившихся растений, а при реципрокпом скрещивании Флейм сидлис х Перлет соответственно 25,6% и 16,3%. Это свидетельствует о важности подбора материнских и отцовских форм, В связи с этим нами исследовано 30 вариантов скрещивания между стеноспермокарпическими сортами. Комбинационную способность выбранных пар оценивали по следующим показателям: прорастание семяпочек при культивировании in vitro, наличие зародышей в непроросших рудиментах, выход гибридных сеянцев. Результаты, полученные в 1991-94 гг., приведены в таблице 8. Для большинства комбинаций скрещивания отмечено прорастание семяпочек на питательной среде, но количество проросших семяпочек значительно варьирует в зависимости от родительских сортов. Наиболее дружное прорастание семяпочек характерно для комбинаций скрещивания с участием сорта Кишмиш ЦГЛ ($). Опыление его различными опылителями выявило существенные изменения этого показателя (в среднем от 2,8 до 26,2 %). Больше всего семяпочек прорастало в комбинации скрещивания Кишмиш ЦГЛ х Русбол (до 52,4 % в отдельные годы). Но число полученных от этого скрещивания сеянцев было небольшим (среднее 4,0 %), что свидетельствует, на наш взгляд, об их низкой жизнеспособности.
Число семяпочек, содержащих неразвившисся зародыши, характеризует потенциальные возможности эмбрионального развития той или иной гибридной комбинации. По этому признаку выделяются скрещивания Кишмиш ЦГЛ х Кишмиш уникальный и Кишмиш ЦГЛ х Коринка русская. Несмотря на то, что количество проросших семяпочек в этих комбинациях скрещипания было невелико (максимальное значение 16,4 %), в них получен наибольший выход сеянцев. Это произошло за счет развития на питательной среде зародышей, выделенных из непроросших семяпочек. Их количество в этих гибридных комбинациях было довольно высоким и стабильным в различные годы (в среднем около 45 %, максимальное значение 48,2 и 52,5 %). Значительно ниже показатели, полученные при опылении форм 1-15-7-1 и 1-15-5-7 пыльцой сортов Коринка русская, Кишмиш уникальный и Русбол. В этой группе выделяется гибридная комбинация 1-15-5-7 х Кишмиш уникальный, в которой выход сеянцев составил до 12,5 %. В семяпочках, полученных от скрещиваний 1-15-7-1 х Кишмиш уникальный и 1-15-5-7 х Русбол, при рассечении обнаружено значительное количество зародышей (в среднем около 18,0 %), но выход растений в скрещивании 1-І5-5-7 х Русбол был очень низким, а в результате опыления гибридной формы 1-15-7-1 пыльцой сорта Кишмиш уникальный сеянцы не получены. Повышению этого показателя, возможно, будет способствовать индивидуальный, для этих скрещиваний, подбор питательной среды, либо оптимизация среды Уайта.
При скрещивании сортов Vitis vinifera L. Кишмиш лучистый, Белградский бессемянный и Мечта с сортом межвидового происхождения Русбол гибридные семяпочки практически не прорастали, число зародышей в них было низким (в среднем от 2,6 до 5,4 %), максимальный выход сеянцев составил 2,0 - 2,3 %. Таким образом, даже скрещивания с сортом Русбол, отличающимся высокими показателями эмбриогенеза при самоопылении, не дают значительных результатов при использовании в качестве материнских форм сортов Vitis vinifera. В 1995-96 гг. продолжили изучение бессемянных гибридных форм межвидового происхождения, полученных во ВНИИВиВ им. Я.И. Потапенко, в скрещивании с сортами Русбол и Кишмиш новочеркасский. Полученные результаты отображены на рисунках 10 и 11.
Похожие диссертации на Эмбриокультура стеноспермокарпических сортов для улучшения сортимента винограда
