Введение к работе
Актуальность исследований. Возрастающее действие стрессов среды приводит к неблагоприятной экологической обстановке и, как следствие – к снижению адаптивности сортов плодовых культур. В результате ухудшается товарность и пищевые качества плодов. Это заставляет предъявлять к новым сортам все возрастающие требования: наряду с высокими показателями качества плодов, они должны обладать устойчивостью к биотическим и абиотическим факторам среды, соответствовать требованиям интенсивных технологий. Использование в селекции плодовых растений в качестве исходных форм полиплоидов и отдаленных гибридов дает возможность увеличить диапазон генетического разнообразия гибридного потомства, а следовательно, повысить вероятность получения новых форм, отвечающих требованиям интенсивного адаптивного садоводства.
Триплоидные сорта яблони обладают регулярным плодоношением, имеют высокий адаптивный потенциал, крупные плоды с высокими товарными и потребительскими качествами, дают больший выход урожая с единицы площади, чем обычные сорта, и в значительной степени отвечают возрастающим требованиям рынка.
Отдаленные гибриды вишни, обладающие высокой устойчивостью к коккомикозу и монилиозу и формирующие сбалансированные гаметы, несущие гены этих признаков, позволяют получить устойчивые к указанным патогенам сорта.
Набор полиплоидных форм и отдаленных гибридов плодовых растений, пригодных для использования в селекции, весьма ограничен. Это является лимитирующим фактором для развития перспективных направлений селекции с использованием полиплоидии и отдаленной гибридизации. Поэтому, выявление новых тетраплоидных форм яблони – доноров диплоидных гамет и отдаленных гибридов вишни – доноров устойчивости к болезням, определение их пригодности для селекции является весьма актуальным.
Цель и задачи исследований. Цель исследований – на основе изучения состояния генеративной сферы дать оценку тетраплоидным формам яблони и отдаленным гибридам вишни как исходным формам при получении генотипов с повышенным адаптивным потенциалом и высококачественными плодами.
Исходя из этого, на разрешение были поставлены следующие задачи:
1. Определить качество формирующихся гамет у тетраплоидных форм яблони и отдаленных гибридов вишни, для чего изучить: мейоз при микроспорогенезе, макроспорогенез и формирование зародышевого мешка.
2. Определить фертильность и жизнеспособность пыльцы у тетраплоидных форм яблони и отдаленных гибридов вишни.
3. Определить степень самоплодности у тетраплоидных форм яблони и отдаленных гибридов вишни.
4. Использовать культуру зародышей in vitro при отдаленной гибридизации вишни, позволяющую повысить результативность отдаленных скрещиваний.
5. Выделить доноры устойчивости к коккомикозу и монилиозу среди отдаленных гибридов вишни.
6. Изучить плоидность потомства в гибридных семьях яблони типа 2х 4х, 4х 2х.
7. Изучить характер развития сеянцев яблони в гибридных семьях от интервалентных скрещиваний в зависимости от уровня плоидности.
8. Дать оценку тетраплоидным формам яблони, как донорам диплоидных гамет, и отдаленным гибридам вишни, как донорам устойчивости к коккомикозу и монилиозу.
9. Дать рекомендации по использованию изученных полиплоидов в селекции.
Научная новизна. Впервые на основании цитоэмбриологического изучения дана оценка пригодности новых тетраплоидных форм яблони для использования в селекции на полиплоидном уровне как доноров диплоидных гамет и отдаленных гибридов вишни, включенных в селекцию для получения сортов вишни, устойчивых к коккомикозу и монилиозу. Получены данные, характеризующие развитие мужского и женского гаметофита у тетраплоидных форм яблони и отдаленных гибридов вишни. Определены фертильность и жизнеспособность пыльцы, степень самоплодности полиплоидных форм яблони и отдаленных гибридов вишни. Показана возможность использования искусственной культуры зародышей in vitro, как одного из методов повышения результативности отдаленных скрещиваний. Дан цитологический анализ гибридного потомства от гетероплоидных и отдаленных скрещиваний.
Практическая значимость исследований. Полученные данные по оценке состояния генеративных структур у тетраплоидных форм яблони и отдаленных гибридов вишни, используемых в селекции в качестве исходных форм, позволяют более рационально вести селекционную работу и дают возможность прогнозировать ее конечный результат.
Показана эффективность изученных форм яблони, как доноров диплоидных гамет, пригодных для массового получения триплоидного потомства.
С помощью метода in vitro получены новые формы отдаленных гибридов вишни, обладающие устойчивостью к коккомикозу.
Выделены три новые формы вишни – доноры устойчивости к коккомикозу и монилиозу, перспективные для дальнейшей селекции.
Полученные результаты позволяют интенсифицировать процесс создания новых сортов яблони и вишни с высоким адаптивным потенциалом, высококачественными плодами, пригодных для интенсивной культуры садоводства.
Апробация работы. Основные материалы исследований доложены на международной научно-практической конференции «Интенсификация и оптимизация продукционного процесса сельскохозяйственных растений» (Орел, 6-8 октября 2009 г., ОрелГАУ); на международной научной конференции, посвященной 115-летию ВНИИР им. Н. И. Вавилова «Роль Вавиловской коллекции генетических ресурсов растений в меняющемся мире» (Санкт-Петербург, 14-17 декабря 2009 г., ВИР); на региональной научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов, студентов, посвященной 35-летию Орловского государственного аграрного университета «Инновационный потенциал молодых ученых АПК Орловской области» (Орел, 15-19 марта 2010 г., ОрелГАУ); на международной научной конференции, посвященной 165-летию основания Всероссийского НИИ селекции плодовых культур «Совершенствование сортимента и технологий возделывания плодовых и ягодных культур» (Орел, 27-30 июля 2010 г., ГНУ ВНИИСПК); на международной научно-практической конференции, посвященной 155-летию со дня рождения И. В. Мичурина «Развитие научного наследия И. В. Мичурина по генетике и селекции плодовых культур» (Мичуринск, 26-28 октября 2010 г., ГНУ ВНИИГиСПР); на заседаниях Ученого совета ГНУ ВНИИСПК.
Публикация результатов исследования. По материалам диссертации опубликовано 15 научных работ, в том числе 4 в рецензируемых изданиях, рекомендуемых ВАК.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 181 странице. Состоит из введения, 7 глав, выводов, практических рекомендаций для селекции, содержит 157 рисунков, 38 таблиц. Список литературы включает 274 источников, из них 44 на иностранных языках.
