Главная >> Статьи >> Биология пыльцы бессемянных сортов винограда

Биология пыльцы бессемянных сортов винограда

Ю.В. Соболева ГНУ ВНИИВиВ им. Я.И. Потапенко Россельхозакадемии
С целью повышения эффективности селекционного процесса в направлении выведения бессемянных сортов винограда в 2002-2003 гг. разрабатывались способы повышения и сохранения жизнеспособности пыльцы. Установлены оптимальные сроки сбора и условия хранения пыльцы. Установлены оптимальные сроки сбора и условия хранения пыльцы, способы повышения ее жизнеспособности при использовании регуляторов роста и применения некоторых зеленых операций, а также оптимальные сроки изолирования семяпочек в изучаемых комбинациях скрещивании по схеме бессемянный.
С хозяйственной точки зрения, бессемянность - это один из ценных признаков для сортов всех направлений использования. Отсутствие семян освобождает человека от необходимости извлекать их во время потребления ягод в свежем и сушеном виде. Такие сорта, благодаря своей практической ценности, пользуются большим спросом во всем мире.
Процесс выведения бессемянных гибридов очень сложный. В скрещиваниях бессемянные сорта могут быть использованы только в качестве отцовских форм.
Сегодня, благодаря успехам биотехнологии, возможно получение жизнеспособного потомства от скрещивания бессемянных сортов между собой с последующим культивированием зародышей семени в условиях in vitro. Однако достаточно острой остается проблема подбора родительских пар в комбинациях скрещивания и установление оптимальных сроков изолирования семяпочек.
Сложностью селекционного процесса в данном направлении является и то, что при создании новых форм на геномном уровне в гибридный организм, в силу закона сцепления с геном, переносятся нежелательные сочетания хозяйственных признаков и биологических свойств. Отсутствие единой теоретической основы бессемянности, для создания которой в настоящее время не хватает систематизированных данных, сдерживает пополнение сортимента новыми бессемянными сортами.
В последнее время одной из причин бессемянности у стеноспермокарпических сортов считают несовместимость на уровне мужского и женского гаметофита. Так, JI.B. Ковалева, Н.К. Смирнова, Э.Л. Миляева (1997) указывают, что формирование женского гаметофита у бессемянных сортов происходит нормально, а нарушения, приводящие к бессемянности, возникают либо на этапе оплодотворения, либо на ранних стадиях развития зародыша. Причиной бессемянности у стеноспермокарпических сортов является не стерильность семяпочек (как у партенокарпических), а возможно, несовместимость между мужским и женским гаметофитами или зародышем и тканями материнского спорофита, как это происходит в случае гаметофитной несовместимости на уровне семяпочки. В этом случае у самонесовместимых форм при самоопылении рост пыльцевых трубок замедляется, слияния спермия с яйцеклеткой чаще всего не происходит или наблюдается почти полная гибель зигот или зародышей на ранних этапах развития.
В связи со всем вышеизложенным изучению пыльцы необходимо уделять особое внимание. Изменения в ходе процессов микрогаметогенеза и формирования пыльцы под действием экзогенных факторов - это раздел, который чрезвычайно важен для теории и практики селекции винограда.
Поэтому нами в 2002-2003 гг. проводилось изучение биологии пыльцы бессемянных сортов винограда и разрабатывались способы повышения ее оплодотворяющей способности.
Исследование жизнеспособности пыльцы проводили по методу Транковского. Питательная среда для проращивания пыльцевых зерен состояла из 10 % сахарозы и 2 % желатина. Среду готовили небольшими порциями и употребляли только свежей. На чистые обезжиренные предметные стекла наносили по две капли остывшей среды и легким равномерным встряхиванием сеяли пыльцу. Затем накрывали покровным стеклом и аккуратно запаивали со всех сторон смесью воска с парафином в соотношении 1:1.
Жизнеспособность определяли путем подсчета проросших и непроросших пыльцевых зерен в десяти полях зрения микроскопа (MPI-5, Люмам-И1).
Предметом исследования была пыльца бессемянных сортов: Русбол, Кишмиш новочеркасский (межвидовые гибриды), Einset seedless, Glenora (V. labruska), Мечта, Кишмиш лучистый (V. vinifera),
В результате исследования выявлены оптимальные сроки сбора пыльцы, обеспечивающие повышение ее жизнеспособности. Наиболее высокая жизнеспособность пыльцы сортов Мечта, Кишмиш лучистый (63,5 и 57,0 % соответственно), Glenora, Einset seedless (52,9 и 48,3 %), Кишмиш новочеркасский, Русбол (68,9 и 47,0 %) отмечена в начале цветения. В дни массового цветения она снижалась и составляла у сорта Мечта 33,0 %; Кишмиш лучистый 30,5 %; Кишмиш новочеркасский 51,5%; Русбол 27,0%, а затем увеличивалась и была лишь немного ниже, чем у пыльцы, собранной в начале цветения. Следует отметить, что у сортов, относящихся к V. labruska, отмечена несколько иная закономерность. Во время массового цветения на- блюдалось снижение жизнеспособности пыльцы у сорта Glenora до 42,2 %, а у сорта Einset seedless - до 26,2 %. Однако второго пика увеличения жизнеспособности пыльцы перед окончанием цветения не наблюдалось (25,5 и 18,8% соответственно). Таким образом, можно сделать вывод, что у сортов Мечта, Кишмиш лучистый, Русбол, Кишмиш новочеркасский пыльцу для скрещиваний лучше собирать в начале или конце цветения, а у сортов Einset seedless и Glenora - только в начале цветения.
Определены оптимальные условия хранения пыльцы. Доказано, что чем ниже температура хранения, тем лучше сохраняется ее жизнеспособность. Так, в условиях комнатной температуры (24-25 С) пыльца сохраняла свою оплодотворяющую способность до 4 дней. При хранении пыльцы, помещенной в эксикатор с серной кислотой, при тех же условиях комнатной температуры она сохраняла жизнеспособность в течение 12 дней. При пониженной положительной температуре (+4 С) ее максимальная жизнеспособность после шести месяцев хранения составляла 7,4 %. Наиболее высокой (до 23,6 %) после шести месяцев хранения она оставалась в опыте при температуре +14 С. Нужно отметить, что хотя через 12 месяцев хранения при этой температуре прорастание пыльцевых зерен на питательной среде отсутствовало, при опылении пыльцой сорта Кишмиш лучистый, взятой с хранения, соцветий сорта Русбол наблюдалось нормальное оплодотворение яйцеклетки и последующее развитие зиготы. Полученные гибридные семяпочки были высажены на питательную среду для культивирования и дальнейшего получения проростков и пробирочных растений.
С целью повышения жизнеспособности пыльцы сортов Русбол и Кишмиш новочеркасский проводилась обработка соцветий за две недели до начала цветения регуляторами роста эмистим и симбионт и во время массового цветения регулятором роста симбионт. Кроме того, изучалось влияние зеленых операций - прищипки и кольцевания побегов на жизнеспособность пыльцы бессемянных сортов Glenora, Einset seedless, Русбол, Кишмиш новочеркасский и Кишмиш лучистый. В результате исследований установлено положительное влияние опрыскивания соцветий и применения зеленых операций на изучаемый признак. Наиболее высокой энергией роста обладала пыльца, изолированная из цветков сортов Кишмиш новочеркасский и Русбол, обработанных эмистимом в концентрации 1 (Г6 % и составила 69,6 и 73,0 % соответственно (таблица 1). При этом выявлено, что сорт Кишмиш новочеркасский имеет более высокую жизнеспособность
пыльцы (51,5 %), чем сорт Русбол и что он менее отзывчив на обработку эмистимом. Сорт Русбол имеет более низкую жизнеспособность (27,0 %), но характеризуется более высокой отзывчивостью на применение этого регулятора роста.
Таблица 1 - Жизнеспособность пыльцы при обработке соцветий
до начала цветения регулятором роста эмистимом


Сорт

Концентрация препарата, %

Жизнеспособность пыльцы, %

2002 г.

2003 г.

Среднее

Кишмиш новочеркасский

К(0)

60,0

43,1

51,5

10-6

88,5

50,7

69,6

10-8

64,3

53,0

58,6

10-10

65,4

64,3

64,8

Русбол

К(0)

28,0

26,0

27,0

10-6

90,0

56,1

73,0

10-8

85,9

59,0

72,4

10-10

87,2

38,4

62,8

Данная закономерность наблюдается и при обработке соцветий регулятором роста симбионт. Наибольшая жизнеспособность пыльцы отмечена при концентрациях препарата 0,05 и 0,1 мл/л.
Опрыскивание соцветий симбионтом в период массового цветения оказывает менее существенное влияние на жизнеспособность пыльцы по сравнению с опрыскиванием до цветения. При обработке соцветий симбионтом до начала цветения в концентрации 0,025 мл/л количество жизнеспособных зерен сорта Русбол составило 80,5, а в период массового цветения 58,6 % (контроль 28,0 %). При концентрации 0,1 мл/л эти значения составляют 90,0 и 76,9% соответственно. Обработка соцветий симбионтом в разведении 0,05 мл/л в начале цветения повысила жизнеспособность до 88,9 %, а обработка во время массового цветения оказала на нее отрицательное влияние (23,1 %).
Проведенные исследования позволили установить, что такие регуляторы роста, как гиббереллин (50 мг/л), партенокарпин (1 мл/л) и никфан (0,5 мл/л) также повышают жизнеспособность пыльцы сорта русбол. Особенно высокие показатели отмечены при обработке партенокарпином 89,6 % (в контроле 27,0 %).
Таким образом, в результате проведенных исследований установлена возможность повышения жизнеспособности мужского гаме- тофита при применении регуляторов роста. Выявлено, что обработка соцветий винограда до цветения более эффективно влияет на жизнеспособность, нежели обработка соцветий в период массового цветения. Определены оптимальные концентрации регуляторов роста: эмистим для сорта Русбол 10-6 - 10-8 %, для сорта Кишмиш новочеркасский 10~5 %, симбионт 0,05 и 0,1 мл/л.
Прищипка побегов способствовала увеличению жизнеспособности пыльцы у всех изучаемых сортов в 1,4-2,4 раза (таблица 2). По степени отзывчивости на этот агроприем сорта располагаются в следующей последовательности: Русбол, Einset seedless, Кишмиш лучистый, Кишмиш новочеркасский, Glenora.
Таблица 2 - Жизнеспособность пыльцы в результате проведения
зеленых операций (среднее за 2002-2003 гг.)


Зеленые операции

Жизнеспособность пыльцы, %

Einset seedless

Русбол

Кишмиш новочеркасский

Glenora

Кишмиш лучистый

Контроль

23,2

27,0

51,5

41,3

38,5

Прищипка

45,7

65,8

75,3

51,6

60,3

Кольцевание

28,8

53,8

52,4

74,9

33,6

Применение кольцевания зеленых побегов также увеличивает жизнеспособность пыльцы бессемянных сортов винограда в 1,8-1,9 раза. Максимальное повышение жизнеспособности пыльцевых зерен в результате проведения данной операции отмечено у сортов Русбол (53,8 %; контроль 27,0 %) и Glenora (74,9 %; контроль 41,3 %). По остальным сортам различия при а=5% оказались незначительными.
С целью повышения эффективности селекции на бессемянность в культуре семяпочек in vitro подбирали комбинации скрещивания и устанавливали сроки изолирования семяпочек и высева их на питательную среду.
Предметом исследования являлись изолированные семяпочки от следующих комбинаций скрещивания: Русбол х Einset seedless, Русбол х Кишмиш лучистый, Русбол (самоопыление). По всем комбинациям скрещивания наибольшее количество жизнеспособных зародышей получено при изолировании через 80-100 дней после опыления. Полученные сеянцы адаптированы к условиям СУВР и высажены в полевые условия в количестве 63 штук.
Подводя итог вышеизложенному, можно сказать, что проведенные исследования могут позволить повысить жизнеспособность пыльцы бессемянных сортов, сохранить ее жизнеспособность и повысить эффективность проводимых скрещиваний, что, безусловно, благоприятно скажется на проведении селекционной работы в направлении выведения бессемянных сортов.

По материалам научно-практической конференции «Адаптивное ведение виноградарства (селекция, питомниководство, технологии возделывания, виноделие)», г. Новочеркасск, 19-23 апр. 2004 г.

Метки: селекция |
 
< Биологическая и пищевая ценность продукции из новых сортов   Биотехнологические методы формирования банка оздоровленных растений и сохранения генофонда винограда in vitro >
Искать по сайту:
или внутренним поиском:

Translator

Наверх