Главная >> Статьи >> Фертильность и жизнеспособность пыльцевых зерен у бессемянных и семенных сортов винограда и гибридных сеянцев

Фертильность и жизнеспособность пыльцевых зерен у бессемянных и семенных сортов винограда и гибридных сеянцев

УДК 634.8:631.521.3

В. Р. Ройчев. Аграрный университет, Болгария, г. Пловдив

Приведены результаты исследований по выявлению фертильности и жизнеспособности пыльцевых зерен у бессемянных и семенных сортов винограда и гибридных сеянцев, выращиваемых в целях селекции.

Фертильность пыльцевых зерен является специфической и высокой у всех изучаемых бессемянных и семенных сортов винограда и гибридных сеянцев - в среднем 92,20-99.80 %, а жизнеспособность составляет 14,20-49,80 %. Энергия прорастания пыльцы и развития пыльцевых трубок у опытных сортов повышается с четвертого по шестнадцатый час после посева пробы на питательные среды. Их длина достигает наибольшего размера у сорта Болгар (362,78 um), за которым следуют Русалка (310,83 um) и Русалка 1 (305,17 urn), а ширина слабо увеличивается от основания к вершине, в наибольшей степени у сортов Неделчев V1-4 (10,7 um) и Болгар (10,1 um).
Исследование по выявлению фертильности и жизнеспособности пыльцевых зерен у бессемянных сортов обнаруживает потенциальные возможности их применения в селекционной работе над комбинациями скрещивания с целью выведения новых сортов и форм элиты винограда. Пыльца является объектом морфологического, цитоэмбриологического, сканинг-электронно-микроскопического и других видов исследований [1-5]. По мнению Okamoto et al. [6], рыльца виноградной лозы содержат некоторые низкомолекулярные, гидрофильные вещества, которые тормозят прорастание пыльцы и рост пыльцевых трубок. Геном пыльцы контролирует, хотя и отчасти, микроспорогенезис, прорастание семян и рост пыльцевых трубок [7].

Выявление жизнеспособности и фертильности пыльцевых зерен у всех бессемянных сортов винограда, выращиваемых в ампелографическом сортименте, осуществлялось в период 2002-2006 гг. в научной лаборатории кафедры виноградарства в Аграрном университете в г. Пловдиве. В исследование было включено 56 бессемянных сортов, два семенных сорта и три гибридных сеянца, различающихся по типу цветка. Пыльца собиралась в период дружного цветения виноградных лоз. Фертильность устанавливалась косвенным путем -при помощи окрашивания ацет-кармином по методу Шардакова, а жизнеспособность - прямо путем проращивания in vitro на предметном стекле, покрытом слоем агар-агара и 20 %-ным раствором сахарозы. В целях более точного определения способности пыльцы к опылению изучались энергия ее прорастания и рост пыльцевых трубок при помощи метода влажной камеры в термостате при температуре 28°С (Терзийски, 1988). Через 4, 8 и 16 часов были зафиксированы проросшие пыльцевые зерна.

В научно-исследовательской и особенно в селекционной работе со всеми культурными растениями часто приходится устанавливать фертильность и жизнеспособность пыльцы. Значения этих двух показателей неодинаковы по годам исследований (табл. 1).

Таблица 1
Фертильность и жизнеспособность пыльцы у испытуемых бессемянных и семенных сортов винограда и гибридных сеянцев с разным типом цветка


Сорт

Фертильность (в %). по годам

В
сред нем

Жизнеспособность (в %). по годам

В
сред нем

2002

2003

2004

2005

2006

2002

2003

2004

2005

2006

Аскери

100

95

98

97

95

97.0

24

38

40

24

30

31,2

Блян

98

100

100

99

100

99.4

33

45

36

48

30

38,4

Бюти сидлес

90

82

90

85

90

87,4

37

35

35

35

36

35.6

Бяло дребно без семе

100

96

98

98

100

98,4

34

31

35

32

35

33,4

Ванеса сидлес

99

94

97

93

90

94,6

35

25

25

32

28

29.

Вита

94

94

96

98

95

95,4

33

23

31

40

50

35,4

Гигант

89

90

88

90

95

90.4

25

27

26

25

28

26.2

Дилайт

100

99

100

100

100

99,8

31

32

34

34

35

33.2

Италия × Султанина

100

99

100

98

100

99.4

27

25

28

24

24

25,6

Кишмиш туркменский

99

100

100

100

100

99,8

40

35

38

31

34

35,6

Продолжение таблицы 1


Сорт

Фертильность (в %), по годам

В сред нем

Жизнеспособность (в %), по годам

В сред нем

2002

2003

2004

2005

2006

2002

2003

2004

2005

2006

Кишмиш молдавский

100

100

99

100

100

99,8

30

37

39

39

38

36,6

Кишмиш Иртишор

96

99

96

97

98

97,2

25

24

23

25

22

23,8

Кишмиш ВИРА

96

91

93

98

95

94,6

27

27

27

28

29

27,6

Кишмиш ранний

100

100

100

99

100

99,8

38

34

39

36

35

36,4

Кишмиш черный

82

74

52

60

62

66,0

13

18

12

10

18

14,2

Кишмиш Хишрау

99

100

100

100

100

99.8

21

25

24

22

22

22.8

Кишмиш Лучистый

95

96

95

98

99

96,6

22

29

21

20

26

23,6

Кишмиш Ваткана

100

100

99

100

100

99,8

36

31

33

37

37

34,4

Коринтско бяло

100

100

99

100

99

99,6

28

23

22

23

21

23,4

Коринтско черно

98

99

99

97

96

97,8

26

24

24

21

23

23,6

Корза кишмиш

94

96

94

93

95

94,4

22

24

42

37

40

33,0

Кондарев 10

96

97

96

95

94

95,6

28

27

28

24

26

26,6

Коларовеи

100

100

100

99

100

99.8

21

28

30

31

33

28,6

Неделчев У1-4

98

100

100

98

100

99,2

27

23

26

25

25

25,2

Нимранг × Султанина

96

94

98

100

96

96,8

33

30

29

34

36

32,4

Нишава

100

99

100

100

100

99,8

21

22

23

23

24

22,6

Перлет

99

100

98

100

1.00

99,4

36

22

33

27

29

29,4

Рауча бяла

90 ! 92

90

95

94

92,2

22

30

33

33

29

29.4

Росбул

100

100

99

98

100

99,4

32

36

34

30

31

32,6

Русалка

100

99

100

99

100

99,6

43

43

40

38

40

40,8

Русалка I

98

100

99

98

100

99,0

50

45

54

47

53

49,8

Русалка 2

90

80

85

90

80

85,0

22

23

28

24

24

24,2

Русалка 3

100

99

98

100

100

99,4

39

38

32

30

32

34,2

Русалка ЗА

100

99

98

100

100

99,4

21

34

29

22

36

28,4

Русачка 5А

95

100

99

95

100

96,0

27

28

23

37

29

28,8

Русалка 5В

90

94

93

98

95

94,0

37

26

33

26

33

31,0

Русалка 6

96

92

90

100

100

95,6

43

47

48

49

53

48,0

Рушаки

88

90

100

100

94

94,4

29

30

35

37

31

32,2

Руби сидлес

99

90

98

99

80

93,2

28

29

25

20

28

26,0

Славянка

97

97

98

100

99

98,2

31

32

33

35

35

33,2

Султанина

98

92

97

94

96

95,4

27

35

46

50

39

39,4

Султанина муската

60

63

66

60

59

61,6

21

22

22

21

23

21,8

Султанина гигас

93

96

100

100

100

97,8

48

50

36

37

36

41,4

Супериор Сидлес

100

99

100

100

99

99,6

27

22

21

23

23

23,2

Тарнау

98

98

97

100

100

98,6

27

40

24

39

43

34,6

 

Окончание таблицы 1


Сорт

Фертильность (в %). по годам

в
сред нем

Жизнеспособность (в %), по годам

В сред нем

2002

2003

2004

2005

2006

2002

2003

2004

2005

2006

Тракийска перла

95

95

96

98

100

96,8

28

26

26

24

25

25,8

Флейм сидлес

90

90

98

100

100

95,6

36

21

36

31

26

30,0

Фона без семе

99

99

98

97

96

97,8

21

32

34

42

41

34,0

Гибрид 720-19

95

97

92

94

99

95,4

23

22

22

29

26

24,4

Гибрид V-6

100

100

99

100

100

99.8

43

41

41

42

43

33,4

Гибрид 23-4

98

99

10 0

97

100

98,8

28

25

26

27

22

25,6

Гибрид 21-17-41

98

100

99

99

100

99,2

37

33

31

32

33

33,2

Гибрид 36-16

95

97

99

95

98

96,8

34

35

27

32

22

30.0

Червено без семе

100

100

92

96

93

96,2

31

27

26

25

30

27,8

Арли супериор сидлес

92

93

87

96

95

92,6

29

21

27

20

25

24,4

56. Янгиер

96

98

95

90

88

93,4

27

24

25

29

24

25.8

Семенные сорта

57. Болгар

99

97 

 98

96

100

98.0

50

58

46

48

50

50.4

58.Чауш

90

93  

98

95 

90

93,2

-

-

-

-

 

-

Гибридные сеянцы с разным типом цветка

59. Гибрид 30-2

100

100

98

99

100

99.4

44

31

35

50

31

38,2

60. Гибрид III -4

100

99

98

100

100

99.4

-

-

-

-

-

 

61. Гибрид 11 - 12

100

100

99

100

100

99,8

-

 

-

-

-

 

Специфика фертильности состоит в том, что она остается значительно высокой у всех сортов. Ее средние значения варьируют от 92,20 % у сорта Рауча Бяла до 99,80 % у сортов Дилайт, Кишмиш молдавский, Кишмиш ранний, Кишмиш Хишрау, Нишава, Коларовец, Гибрид V-6 и Кишмиш Ваткана. Единственно у сорта Султанина муската значение признака фертильности в процентах остается сравнительно низким на протяжении всех лет опыта - в среднем 61,60 %, а также у Кишмиша черного - 66,00 %. У всех сортов после окрашивания ацет-кармином наблюдается особое строение пыльцы. Фертильность высока и у семенных сортов - в среднем 98 % у сорта Болгар и 93,20 % у сорта Чауш. Необходимо отметить, что у сорта Чауш с функционально женским типом цветка пыльцевые зерна окрашиваются в светло-розовый цвет. Гибридные сеянцы характеризуются разным типом цветка: Гибрид 30-2 - обоеполый сеянец, Гибрид Ш-4 - сеянец с функционально женским типом цветка, и Гибрид 11-12 - бессемянный сеянец с функционально женском типом цветка. У растений всех трех групп независимо от типа цветка фертильность пыльцы очень высока - 99,40-99,80 %.
Жизнеспособность пыльцы у всех исследуемых сортов варьирует в более широких пределах по сравнению с их фертильностью - в среднем от 14,20 % у Кишмиша черного до 49,80 % у Русалки 1. Этот показатель еще отчетливее выявляет сортовые отличия по годам исследований и полученные средние значения. У некоторых сортов разница весьма ощутима, но средние значения в большинстве случаев достигают около 30-40 %. Из семенных сортов жизнеспособными являются пыльцевые зерна только у сорта Болгар - в среднем 50,40 %, что превосходит все значения испытуемых бессемянных сортов винограда. У сорта Чауш не наблюдается роста пыльцевых трубок из-за функционально женского типа цветка, и показатель жезнеспоеобности не учитывался. Та же тенденция наблюдается и у гибридных сеянцев, у которых жизнеспособными являются только пыльцевые зерна обоеполого сеянца Гибрид 30-2. У сеянцев с функционально женским типом цветка - семенных и бессемянных - Гибрид II1-4 и Гибрид II-12 отсутствуют жизнеспособные пыльцевые зерна по всем годам исследований (табл.2).
Табл. 2 показывает динамику прорастания пыльцевых зерен и роста пыльцевых трубок у исследуемых бессемянных и семенных сортов винограда. Она является специфической для отдельных сортов и в большинстве случаев плавно повышается с течением времени по ходу содержания в чашках Петри и термостате. Через четыре часа после помещения проб в благоприятные для проращивания условия жизнеспособность пыльцы у сорта Русалка равняется 40,80 % у Коринтско бяло - 23,40 %, у Неделчев VI-4 - 25,20 %, у Султанина -39,40 %, у Русалка 1 - 49,80 %, у Болгар - 50,40 %. Восемь часов спустя жизнеспособность чувствительно повышается, а через 16, при последнем учете, значения этого показателя по сортам следующие: у Русалка - 83,87 %, у Коринтско бяло - 87,50 %, у Неделчев VI-4 -94,12 %, у Султанина - 72,73 %, у Русалка 1 - 86,96 %, у Болгар - 93,10 %. Рост пыльцевых трубок связан с прохождением этапов спермеогенезиса. Их длина, отмечаемая в те же промежутки времени, растет с разной интенсивностью у разных сортов.

Таблица 2
Динамика прорастания пыльцы и роста пыльцевых трубок

 


Сорт

Час

Жизнеспособность (в %)

Пыльцевые трубки

длина (um)

ширина(цт)

основание

середина

вершина

среднее

Русалка

4

40.80

97,11

3,3

3,8

4,0

3,7

8

60,48

193,17

6,7

6.9

7,2

6.9

16

83,87

310,83

8.1

8.6

9.5

8,7

Коринтско бяло

4

23,40

88.14

3,7

3,9

4,1

3.9

8

64,33

174,01

6.9

7J

7,5

7,2

16

87.50

255.00

8.7

9,7

10,2

9.5

Неделчев V1-4

4

25,20

94.60

4.3

4,5

4,7

4,5

8

64.06

198,91

6,9

7,1

7,3

7,14

16

94.12

294.36

10.4

10,8

10

10,7

Султанина

4

39.40

98,31

3,4

3,6

3.8

3,6

8

53.22

184.24

7.1

7.3

7.6

7,3

16

72.73

298.18

8.3

8.5

9.4

8,7

Русалка 1

4

49.80

90.44

3,0

3.1

3,3

3.1

8

68.12

188.72

6.6

6.9

7.3

6.9

16

86.96

305.17

8,0

8.4

9.8

8,7

Болгар

4

50.40

69.00

4,2

4,5

4,8

4.5

8

79.67

136.3

7.0

7.2

7,6

7.2

16

93,10

362.78

9.6

9.9

10.8

10.1

При ее первом учете зафиксированы следующие параметры: у Русалка - 97,11 um, у Коринтско бяло - 88,14 um, у Неделчев VI-4 -94,60 um, у Султанина - 98,31 um, у Русалка 1 - 90,44 um, у Болгар - 69,00 um. По последним данным учета длина проросших пыльцевых трубок равняется 310,83 цт у сорта Русалка, 255,00 um у Коринтско бяло, 294,36 um у Неделчев VI-4, 298,18 цт у Султанина, 305,17 um у Русалка 1 и 362,78 um у Болгар. Наивысшей степени жизнеспособности среди бессемянных сортов винограда пыльцевые трубки достигают у сорта Неделчев VI-4, за которым следует семенной сорт Болгар, отличающийся самой большой длиной пыльцевых трубок. Их ширина у всех сортов увеличивается от основания к вершине по часам учета, причем отличия в абсолютных значениях между основанием и серединой менее ощутимы. Средние размеры через 16 часов после посева пробы варьируют в пределах 8,7 um (Русалка, Султанина и Русалка 1) - 10,7 цт (Неделчев VI-4) и 10,1 urn (Болгар). Самыми широкими пыльцевыми трубками обладают сорта Неделчев VI-4 и Болгар.

Выводы

1. Фертильность пыльцевых зерен является специфической и высокой у всех изучаемых бессемянных и семенных сортов винограда и гибридных сеянцев - в среднем 92,20-99,80 %. В фертильных пыльцевых зернах и трубках наблюдаются окрашенные в карминово-красный цвет вегетативные и генеративные ядра, а в стерильных отсутствуют внутриклеточные включения и протоплазма обесцвечена. Жизнеспособность пыльцы у бессемянных сортов характеризуется средними показателями признака 14,20-49,80 %, а ее изменчивость по годам присуща каждому из сортов. Жизнеспособными являются пыльцевые зерна только у семенного сорта Болгар и у гибридного сеянца.
2. Динамика прорастания пыльцы и роста пыльцевых трубок у исследуемых сортов винограда: Русалка, Коринтско бяло, Неделчев VI-4, Султанина, Русалка 1 и Болгар - повышается с четвертого до шестнадцатого часа после посева пробы на питательные среды, больше всего у сорта Неделчев VI-4, Болгар и Коринтско бяло. Длина пыльцевых трубок растет по часам исследований и достигает максимальных значений у сорта Болгар - 362,78 um, за которым следуют Русалка - 310,83 цт и Русалка 1 305,17 цт, а их ширина слабо увеличивается от основания к вершине, причем, ее средняя величина в последний час учета у сорта Неделчев VI14 равняется 10,7 цт, а у Болгар - 10,1 цт.

 

Источник: Мобилизация и сохранение генетических ресурсов винограда, совершенствование методов селекционного процесса: сборник научных статей / ГНУ Всероссийского НИИ виноградарства и виноделия им. Я.И. Потапенко Россельхозакадемии. - Новочеркасск: Издательство ГНУ ВНИИВиВ им. Я.И. Потапенко, 2008.

Литература:
1. Димитро, П.,. Зависимости между опрашването и плодоношението и тяхното значение за селекцията на лозата. София. 1948.-203 с.
2. Раси-3аде Г. М.,. Прорастание пыльцы на рыльце пестика у кишмишных сортов винограда. Ген. и сел. Азербайджане, Баку, 1979.-С.3, 140-141.
3. Ройчев, В... Цитоембриологични и селекционно-генетични изследвания при безсеменнн сортове лози (Vitis vinifera L): дис, Пловдив 1996.- 174 с.
4. Терзийски, Д.,. Метод за приготвяне на трайни микроскопски препарата за in vitro проучване на развитието на мъжкия гаметофит и спермиогенезата при покрито-семенните растения. ВСИ Научни трудове. т. ХХХШ, кн. 4, Пловдив.-1988.-С.45-48.
5. Якимов, Л. М. Фертильность пыльцы винограда в зависимости от гамма-облучения. Научно-технический прогресс в виноградарстве и виноделии /Л.М.Якимов,Ю.Г.Балан.- Кишинев, 1980.-С.75-77.
6. Okamoto, G. Properties of Pollen Tube Growth Inhibitors Extracted from Grape Pistils / G Okamoto.. I. Shibuya, K. Shimamur,. J. Japan. Soc. Hort-1989.. Sci., 58,2, 523-527.
7. Okamoto, G., I. Shibuya, K. Shimamura,. Gametophytic and sporophytic selection. Plant Breeding: Principles and prospects. Edited by M. D. Hayward, N. O. Bosemark and I. Rpmagosa. Published in 1993 by Chapman & Hal / Okamoto, G., I. Shibuya, K. Shimamura, London,-1993.- 332-351.

Метки: селекция |
 
< Учитель сказал бы спасибо…   Филлоксера - проблема мирового виноградарства >
Искать по сайту:
или внутренним поиском:

Translator

Наверх