Влияние сроков изоляции зародышей на выход сеянцев сортов вишни обыкновенной при культивировании in vitro

Перед селекционерами стоит задача наиболее быстрого выведения сортов вишни обыкновенной Prunus cerasus L., которые смогут заполнить нишу среди «страховых» плодовых косточковых культур, дополнив уже имеющийся сортимент. Ускорить этот процесс практически невозможно без применения культуры in vitro. В связи с этим, в задачу данных исследований входило выявление наиболее благоприятных сроков изоляции зародышей сортов вишни кислой и гибридов ее с черешней для их активного развития и роста in vitro. Анализ литературных источников и полученных в настоящем исследовании результатов позволяет заключить, что сроки изоляции зародышей для ввода в культуру in vitro играют очень важную роль для процесса дальнейшего успешного культивирования. В связи с разночтением таких сроков предложена «точка отсчета» – дата оплодотворения (опыления), а при свободном опылении – массовое цветение. Приведены параметры (высота и ширина) семени вишни в зависимости от срока опыления. Вместе с семядолями, зародыши сортов вишни обыкновенной 14-го дня своего развития соответствуют размерам от 1,2 × 0,4 мм до 1,6 × 1,0 мм и, при нормальном оплодотворении, к 28-30-у дню увеличиваются в своем размере от 6,5 × 5,1 мм до 7,2 × 6,3 мм в среднем. В тоже время, семя с зародышем гибридных сортов вишни (дюков) достигает более высоких значений: 11,3 × 8,1 мм. При вводе в культуру зародышей вишни следует ориентироваться на их размер, а также на срок, прошедший от опыления. Выявлено, что сроки изоляции, как ранние, на 14-19-й день, так и поздние, на 44-52-й день, отрицательно влияют на развитие зародышей: они останавливаются в развитии, и, при этом, количество полученных сеянцев снижается. Экспериментально доказано, что наиболее оптимальными сроками забора плодов для выращивания гибридов вишни in vitro является период с 28-го по 32-й день после опыления цветков: активное развитие у них наблюдали на 10-15-й день в пробирках, и большинство из них (83-85%) начали прорастать через 40 дней (на 39-47-й день после ввода в культуру in vitro). В целом это приводит к эффективности проводимой гибридизации и ускорению получения сеянцев в тот же год.

1. Asanica A., Tudor V., Plopa C., Sumedrea V., Peticila A., Teodorescu R., Tudor V. In vitro embryo culture of some sweet cherry genotypes. Agriculture and Agricultural Science Procedia. 2016;10:172-177. DOI: 10.1016/j.aaspro.2016.09.049

2. Balla I., Brozik S. Embryo culture of sweet cherry hybrids. Acta Horticulturae. 1996;410:385-386. DOI: 10.17660/ActaHorticiculturae.1996.410.60

3. Bradbury D. Notes on the dropping of immature sour cherry fruits. In: Proceedings of the American Society for Horticultural Science (1924-25). The American Society for Horticultural Science; 1925. p.105-110.

4. Crane M.B. Report on tests of self-sterility and cross-incompatibility in plums, cherries and apples at the John Innes Horticultural Institution.-II. Journal of Pomology and Horticultural Sciences. 1923;3(2):67-84. DOI: 10.1080/03683621.1923.11513252

5. Чеботарева М.С. Культура зародышей in vitro рода Cerasus Mill. в селекции на устойчивость к коккомикозу. Научно-технический бюллетень ВИР. 1990;204:26-30.

6. Dulić J., Ognjanov V., Ercisli S., Miodragović M., Barać G., Ljubojević M., Dorić D. In vitro germination of early ripening sweet cherry varieties (Prunus avium L.) at different fruit ripening stages. Erwerbs-Obstbau 2016;58:113–118. doi: 10.1007/s10341-016-0265-y

7. Джигадло Г.В., Джигадло М.И., Голышкина Л.В. Методические рекомендации по использованию биотехнологических методов в работе с плодовыми, ягодными и декоративными культурами. Орел; 2005.

8. Еремин Г.В., Алехина Е.М., Кружков А.В., Еремина О.В. Каталог паспортов доноров и источников селекционно-значимых признаков вишни и черешни. Крымск; 2009.

9. Гусев Д.А. Применение метода in vitro для получения полиплоидов вишни и микровишни. В кн.: Косточковые культуры в садоводстве и декоративном озеленении: Сборник материалов IV Всероссийского съезда садоводов. Челябинск; 2012:39-42.

10. Kamlah Н. Untersuchungen über die Befruchtungsverhältnisse bei Kirschen- und Birnensorten. Kühn-Archiv. 1928;19. [In German]

11. Колесникова А.Ф. Селекция вишни обыкновенной в прошлом и настоящем). Орел; 2014.

12. Коваленко Н.Н., Гладких С.В. Культивирование зародышей in vitro гибридов раносозревающих сортов черешни (Prunus avium L.). Вавиловский журнал генетики и селекции. 2019;23(6):765-771. DOI: 10.18699/VJ19.550

13. Коваленко Н.Н., Поливара Н.В. Совершенствование способа получения свободных от сапрофитной микрофлоры зародышей рода Prunus L. для культуры in vitro. Плодоводство и виноградарство Юга России. 2020;63(3):107-120. DOI: 10.30679/2219-5335-2020-3-63-107-120

14. Коваленко Н.Н., Поливара Н.В., Гладких С.В. Получение межвидовых гибридов косточковых плодовых культур биотехнологическими методами: научно-методическое пособие. Краснодар; 2020. DOI: 10.30901/978-5-93491-854-6.

15. Kovalenko N., Gladkih S. Evaluation of seeds quality in the fruits of cherry varieties (Cerasus vulgaris L.) in the process of embryos cultivation in vitro. BIO Web of Conferences. 2020;25:04002. DOI: 10.1051/bioconf/20202504002

16. Кухарчик Н.В., Кастрицкая М.С., Пугачева Р.М. Методика культивирования изолированных зародышей вишни и сливы. Плодоводство. 2006;18(2):157-162.

17. Murashige T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiology of Plants. 1962;15:473-497.

18. Плаксина Т.В., Кульханова Д.С., Матькова Е.Ю. Культура изолированных зародышей in vitro в практической селекции вишни. Достижения науки и техники АПК. 2013;7:17-19.

19. Плаксина Т.В. Эмбриокультура и микроразмножение in vitro вишни степной (Prunus Fruticossa Pall.). В кн.: Материалы VII Междунар. науч.- практ. конф. «Биотехнология как инструмент сохранения биоразнообразия растительного материала (физиолого-биохимические, эмбриологические, генетические и правовые аспекты), посвящ. 30-летию отдела биотехнологии Никитского ботанического сада, Ялта, 25 сент.–1 окт. 2016. Симферополь; 2016. C.116.

20. Подорожный В.Н. Йодид ртути как поверхностно-стерилизующее вещество в работе с культурой ткани плодовых растений. Труды по прикладной ботанике, генетики и селекции. 1998;153:69-72.

21. Roberts R.H. Pollination and the dropping of apples. American Fruit Grower. 1925;45.

22. Спицин И.П. Использование культуры зародыша in vitro в изучении генетики эмбриогенеза, семя- и плодообразования некоторых растений рода Cerasus. В кн.: Использование биотехнологических методов для решения генетико-селекционных проблем: сборник докладов и сообщений XVIII Мичуринских чтений, 27-29 окт. 1997. Мичуринск; 1998. С.96-98.

23. Woo S.M., Wetzstein H.Y. Morphological and histological evaluations of in vitro regeneration in Elliottia racemosa leaf explants media with thidiazuron. Journal of the American Society for Horticultural Science. 2008;133:167-172.

24. Яндовка Л.Ф. Состояние вопроса о систематическом положении видов вишни и черешни (Rosaceae). Известия Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена. 2015;173:125-132.

25. Юшев А.А. Видовой и сортовой потенциал вишни генофонда ВИР. В кн.: Косточковые культуры в садоводстве и декоративном озеленении: сб. материалов IV Всероссийского съезда садоводов. Челябинск; 2012. С.105-111.

26. Заремук Р.Ш. Продуктивность сорта – основа интенсивной технологии возделывания вишни: проблемы интенсивного садоводства. В кн.: Материалы расширенного заседания Ученого совета, посвященного 100-летию со дня рождения д-ра с.х.н. Трусевича Гавриила Владимировича: научные труды. Краснодар; 2010. С.110-116.

27. Здруйковская-Рихтер А.И. Культура изолированных зародышей и некоторые другие приемы выращивания растений in vitro: методические рекомендации. Москва; 1962.

28. Здруйковская-Рихтер А.И. Культура зародышей в искусственных условиях как метод селекции раносозревающих сортов черешни, персика и груши. Научные труды государственного Никитского ботанического сада. 1964;37:256-259.