УДК 634.8:631.527: 57.085.2
Э.Ш. Меметова Национальный институт винограда и вина «Магарач», Украина, г. Ялта
С целью преодоления постгамной несовместимости при отдалённой гибридизации использован метод in vitro на стадии раннего эмбриогенеза. Обсуждаются разные варианты питательных сред для культивирования изолированных зародышей и получения жизнеспособных проростков.
В настоящее время в процессе совершенствования сортимента винограда и интенсификации его производства большое внимание уделяется клоновой селекции, однако генеративной селекции по-прежнему принадлежит ведущее место. Сорт определяет направление использования виноградной продукции и играет главную роль в улучшении ее качества. Обязательный показатель новых сортов винограда - их высокая продуктивность. Не менее важный хозяйственный признак - устойчивость винограда к неблагоприятным условиям среды, болезням и вредителям. Значительный ущерб культуре винограда наносят филлоксера и грибные болезни, в связи с чем основная задача селекции - выведение сортов с групповой устойчивостью, сочетающих в себе не только устойчивость к биотическим и абиотическим факторам среды и высокое качество ягод, но и получение высокого стабильного урожая.
Основной метод при селекции растений, в том числе и винограда, - генеративная гибридизация, эффективность которой в значительной мере обуславливается правильным подбором исходных родительских пар для скрещивания и получением гибридного организма, в котором удается сочетать отдельные полезные признаки родителей или их комплекс. При этом следует опираться на комбинационную способность сортов, установленную на основе изучения закономерностей наследования комплекса признаков (устойчивость к болезням, вредителям и хорошее качество урожая). Для селекции представляют большой интерес не только стародавние сорта, как наиболее адаптированные к разнообразным условиям среды и обладающие в высокой степени интегрированными генотипами, но и роды винограда.
Целью данного исследования является использование метода in vitro для преодоления генетического барьера нескрещиваемости при межродовой гибридизации. Практическая ценность работы заключается в возможности пополнения генофонда винограда новыми генотипами для использования их в дальнейшей иммуноселекции и создания сортов с групповой устойчивостью, с ценными агробиологическими и хозяйственными признаками.
Материалы и методы.
В нашем эксперименте, с целью получения межродовых гибридов, в качестве отцовской формы в гибридизацию были вовлечены два вида, принадлежащих к разным родам винограда - Ampelopsis acontifolia Bunge, отличающийся высокой устойчивостью к филлоксере, и Parthenocissus Inserte Fritsch, который не повреждается филлоксерой, устойчив к грибным болезням и выдерживает морозы до минус 30°С. В качестве материнской формы при гибридизации использовали сорта Vitis vinifera L.: Пикпуль красный -французский технический сорт среднего срока созревания; тетроплоидный сорт Шасла Гро Куляр белая (2п^76) столовый, крупноплодный, раннего сорта созревания; Шасла Рамминга - столовый сорт раннего срока созревания, обладающий повышенной устойчивость к грибным болезням, получен в результате скрещивания сортов и форм трех видов винограда V.amurensis, V.vinifera, V.labrusca; Яхеи - столовый сорт среднепозднего срока созревания, с женским типом цветка, происхождение неизвестно. По цитологической оценке все эти сорта являются миксоплоидами, т.е. с соматическим набором хромосом 2п^38 и 2п= 76, а кариотипы Parthenocissus Inserte Fritsch. и Ampelopsis acontifolia Bunge достаточно близки между собой и состоят из 40 хромосом (2п=40) [1-3].
Результаты и обсуждения.
Как известно, при гибридизации сортов, относящихся к родам Vitis iy.vinifera), Parthenocissus и Ampelopsis, из-за разного набора хромосом ранее семена получить не удавалось. Преодолеть же стерильность гибридных сеянцев возможно путём удвоения у них числа хромосом при обработке колхицином. Колхицин в виноградарстве применяют в роли химического мутагена, который позволяет повысить выход наследственных изменений, не связанных со стерильностью [Г, 3]. В нашем эксперименте развивающиеся почки отцовских форм перед их распусканием были обработаны 0,2 % водным раствором колхицина с целью развития миксоплоидных побегов.
У винограда, как и у различных культур, существует межродовая несовместимость. Результатом закон несовместимости является гибель формирующихся генотипов на этапе эмбриогенеза из-за несоответствия между развитием зародыша и созреванием перикарпия, которое вызывает неполное формирование эндосперма, в результате чего зародыш погибает [4,5]. Для преодоления постгамной несовместимости мы использовали метод in vitro на стадии раннего эмбриогенеза. Ценность данного метода состоит в том, что выращивание зародышей в условиях эксперимента приближается к нативным. В условиях in vitro создаются управляемые и регулируемые условия культивирования зародышей.
При гибридизации были проведены восемь гибридных комбинаций скрещивания. Завязавшиеся ягоды были собраны на 50 и 60 день с момента опыления.
Перед введением в культуру семена с недозрелыми зародышами выдерживали при температуре +5° с экспозицией от 1 до 2 месяцев. При культивировании зародышей большое внимание уделяется подбору и совершенствованию питательных сред. От состава питательной среды в значительной мере зависит успех развития зародышей. Наиболее часто для культивирования зародышей используются среды Мурасиге, Скуга, Нича и Нич, Миллера, Гамбурга [6,7]. Культивирование гибридных семян проводили на пяти жидких питательных средах, четыре из которых представляют модификации среды Уайта: 1- среда с добавлением гибберелловой кислоты 0,4 мг/л; 2-е добавлением глицина 20 мг/л и глутамина 600 мг/л; 3- с добавлением активированного угля 0,1 мг/л; 4 - без добавления активированного угля; 5 - среда Нича и Нич. Культивирование проводили в темноте при t = 24-27°С. Полученные проростки для дальнейшего развития и стимулирования роста побегов и корней были высажены на модифицированную среду Мурасиге и Скуг.
После введения в культуру зародышей на 9-10 день появились проростки (рис. 1) в гибридных комбинациях Пикпуль красный × Parthenonocissus Inserte Fritsch и Шасла Рамминга × Ampelopsis Acontifolia Bunge. Позже на 20-26 день появились проростки в гибридных комбинациях Шасла Гро Куляр белая × Parthenonocissus Inserte Fritsch и Пикпуль красный × Ampelopsis Acontifolia Bunge. На 40-42 день единичные проростки появились в гибридных комбинациях Шасла Рамминга × Parthenonocissus Inserte Fritsch и Яхеи × Parthenonocissus Inserte Fritsch. В гибридной комбинации Яхеи × Ampelopsis Acontifolia Bunge. получить проростки не удалось.
Рис. I. Проросток из семени с недозрелым зародышем
Влияние питательных сред на жизнеспособность зародышей четко прослеживается во всех комбинациях скрещивания. Оптимальной для культивирования зародышей оказалась среда Уайта с добавлением гибберелловой кислоты (0,4 мг/л) во всех гибридных комбинаций скрещивания. Если рассматривать преимущество той или иной среды для получения большего количества жизнеспособных проростков для каждой комбинации отдельно, то следует отметить, что для комбинации скрещивания Пикпуль красный × Parthenonocissus Inserte Fritsch оптимальной является среда 1 и 3 Уйата; в комбинации Пикпуль красный × Ampelopsis Acontifolia Bunge. - среда 1 Уайта; в комбинации Шасла Гро Куляр белая × Parthenonocissus Inserte Fritsch - среда 2 и 3 Уайта и среда 5 Нича и Нич; в комбинации Шасла Рамминга × Ampelopsis Acontifolia Bunge. - среда 3 и 4 Уайта и среда 5 Нича и Нич.
Наибольший процент завязывания ягод и семян получен в комбинациях скрещивания Яхеи × Parthenonocissus Inserte Fritsch., Шасла Гро Куляр белая × Parthenonocissus Inserte Fritsch, Пикпуль красный × Parthenonocissus Inserte Fritsch, Пикпуль красный x Ampelopsis Acontifolia Bunge. Более всего жизнеспособных проростков получено в гибридных комбинациях Шасла Рамминга × Ampelopsis Acontifolia Bunge.(39 %) и Шасла Гро Куляр белая × Parthenonocissus Inserte Fritsch. (19%).
Таким образом, в результате скрещивания сортов, принадлежащих к родам Vitis, Ampelopsis и Parthenonocissus, был получен семенной материал, культивирование которого методом изолированных зародышей на жидкой модифицированной среде Уайта позволило получить жизнеспособные проростки.
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. Смирнов, К.В. Виноградарство /К.В. Смирнов. Л.М.Малтабар. А.К.Раджабов. Н.В. Матузок - М.: изд-во. - МСХА. 1998. - 510 с.
2. Ампелография СССР. T.I.-M.: Пищепромиздат. 1946. - 494 с.
3. Топале. Ш.Г. Полиплоидия у винограда /Ш.Г.Топале - Кишинев: Штиинца. 1983 -215 с
4. Стоев К.Д. Физиологические основы виноградарства /К.Д.Стоев. - София, 1973.-538 с.
5. К вопросу о преодолении и использовании межвидовой несовместимости сельскохозяйственных растений с помощью методов in vitro /И.М. Суриков [и др.] //Сельскохозяйственная биология. - 1986. - № 4. - С. 3-9.
6. Калинин, Ф.Л. Методы культуры тканей в физиологии и биохимии растений /Ф.Л.Калинин, В.В. Сарнашсая, В.Г. Полишук. - Киев: Наукова думка. 1980. - 487 с.
7. Заруйковская-Рихтер, А.И. Получение сортов плодовых растений in vitro методом культуры изолированных зародышей //С.-х. биология. - 1985. -№3. -С. 57-61.
