206. Кирай З., Клемент З., Шоймоши Ф., Вереш Й. Методы фитопатологии. - Москва: Колос, 1974. - 343 с.
7. Метлицкий О.З., Зейналов А.С., Аристов А.Н., Головин С.Е., Романченко Т.И., Метлицкая К.В., Наумова Л.В., Олейник К.Н. Усовершенствованная система фитосанитарии в питомниководстве. Методические указания. - М.: ВСТИСП. - 2001. - 154 с.
УДК 576.354.4 634.11
Микроспорогенез у тетраплоидной формы яблони
Горбачева Н. Г., к.с.-х.н. Клименко М. А., м.н.с.
ФГБНУ ВНИИСПК, Орел, Россия, e-mail: [email protected] Аннотация
В статье приводится характеристика микроспорогенеза у тетраплоидной формы яблони 34-21-38 (4х). Редукционное деление характеризуется правильным прохождением микроспорогенеза. Процент нарушений на последовательных стадиях составляет не более 9,2%. На каждом этапе деления отмечены типичные нарушения. Тетракенез завершается формированием правильных тетрад (97,6%). На основании проведенного исследования делается вывод о возможности использования тетраплоидной формы в интервалентных скрещиваниях в качестве отцовского родителя.
Ключевые слова: полиплоидия, селекция, яблоня, мейоз при микроспорогенезе, тетраплоид.
Microsporogenesis in tetraploid apple
Gorbacheva N.G., candidate of agricultural sciences Klimenko M. A., junior research worker
FSBSI All Russian Research Institute of Fruit Crop Breeding (VNIISPK), Orel, Russia Abstract
The microsporogenesis description in tetraploid apple 34-21-38 (4x) is given in this paper. The reduction division was characterized by a correct process of microsporogenesis. The per cent of disorders at the consecutive stages was not more than 9,2%. Typical disorders were noted at each stage of division. The tetrakenesis was completed by the formation of correct tetrads (97,6 %). On the ground of the research it has been concluded that there is an opportunity to use this tetraploid in the intervalent crossings as a paternal parent.
Key words: polyploidy, breeding, apple, meiosis during microsporogenesis, tetraploid
Яблоня - ведущая плодовая культура для средней полосы России. Для пополнения стандартного сортимента требуются высокоурожайные, устойчивые сорта яблони с высокими товарными и потребительскими качествами плодов. Для яблони оптимальным уровнем плоидности, на котором более полно проявляются все хозяйственно-биологические свойства, считается триплоидный уровень (Бавтуто, 1977; Singh, Wafai, 1984; Седов, 2011). Получению генотипов с тройным набором хромосом способствует целенаправленная селекция яблони на полиплоидном уровне с использованием тетраплоидных форм (Седов, Седышева, Серова, 2008). Ограниченный набор тетраплоидных исходных форм является в определённой мере лимитирующим фактором в развёртывании работ в этом направлении селекции. Выявление имеющихся и создание новых тетраплоидов яблони и их цитологическое изучение позволит располагать достаточно широким набором исходных форм - доноров диплоидных гамет, необходимых для получения триплоидных сортов. Для включения в гибридизацию тетраплоидных форм требуется изучить качество формируемых ими гамет.
Методика проведения исследований. Исследования мейоза при микроспорогенезе проводили у тетраплоидной формы яблони 34-21-38 (4х). Форма получена в 2007 году в семье 6131 [30-47-88 (Либерти х13-6-106 (с.с. Суворовец) х Краса Свердловска]. Плоды: вид 4,3 балла, вкус 4,1-4,2. Выделена в доноры в 2014 году (лаборатория селекции яблони ВНИИСПК).
Мейоз при микроспорогенезе изучали на временных давленых препаратах, окрашенных ацетогематокселиновым методом (Топильская, Лучникова, Чувашина, 1975).
Просмотр препаратов проводили на микроскопе Nikon 50i, с фотокамерой DS-Fi 1. На каждой стадии редукционного деления просматривали от 116 до 1432 микроспороцитов. Результаты исследований
Анализ последовательных стадий мейоза выявил, что форма 34-21-38 характеризуется правильным течением микроспорогенеза (табл. 1, рис. 1).
Таблица 1 - Количество и морфология нарушений в ходе мейоза у тетраплоидной формы яблони 34-21-38 (4х)_
Стадия мейоза Всего изучено клеток В том числе: Морфология нарушений
нормальных с нарушением
шт. % шт. %
Метафаза - I 146 135 92,5 11 7,5 забегание
Анафаза - I 131 125 95,4 6 4,6 отставание
Телофаза - I 176 173 98,3 3 1,7 микроядра
Метафаза - II 131 119 90,8 12 9,2 забегание
выбросы
Анафаза - II 116 109 94,0 7 6,0 отставания
выбросы
Телофаза - II 245 239 97,6 6 2,4 микроядра, мсп в два раза крупнее обычного
Тетрады 1432 1427 99,7 5 0,3 пентада
гексада
Количество нарушений колеблется в зависимости от стадии деления. Во время первого (гетеротипного) деления самый высокий процент нарушений отмечен на стадии метафаза-1 - 7,5%. К моменту завершения гетеротипного деления количество микроспороцитов с анамальными картинами деления снижается и на стадии телофаза-1 составляет - 1,7%. Во втором (гомотипном) делении более высокий процент отклонений наблюдается на стадии метафаза-11 - 9,2%. На стадии тетрад только 0,3% клеток формируют полиады (пентады, гексады).
Рисунок 1 - Правильный микроспорогенез у тетраплоидной формы яблони 34-21-38 (4х): а - метафаза-I; б -телофаза-I; в - метафаза-II, анафаза
На разных этапах микроспорогенеза отмечены следующие морфологические типы нарушений: на стадии метафазы первого и второго мейотических делений - преждевременное забегание хромосом к полюсам веретена деления, в метафазе-П - выбросы (рис. 2а); во время анафазы - отставания и выбросы отдельных хромосом в цитоплазму микроспороцита; для телофазы I и II характерно наличие микроядер и сверхчисленных ядер (рис. 1в). Во время телофазы-П наблюдали микроспороцит в два раза крупнее обычного, содержащий 8 ядер равной величины (рис. 2б).
Рисунок 2 - Особенности микроспорогенеза у тетраплоидной формы яблони 34-21-38 (4х) а - метафаза-II, выброс; б - телофаза-II, микроспороцит в два раза крупнее обычного с 8 ядрами; в - пентада
Тетракинез у формы 34-21-38 завершается формированием правильных тетрад (97,6%) (рис.1д), распадающихся после созревания на нормальные микроспоры, содержащие диплоидный набор хромосом.
Полученные данные позволяют сделать вывод о возможности использования тетраплоидной формы яблони 34-21-38 в интервалентных скрещиваниях качестве отцовского родителя.
Литература
1. Бавтуто Г. А. Новые методы в селекции плодовых и ягодных культур. Минск: Высш.шк., 1977. 188 с.
2. Седов Е.Н., Седышева Г.А., Серова З.М. Селекция яблони на полиплоидном уровне. Орел: ВНИИСПК, 2008. 368 с.
3. Седов Е. Н. Селекция и новые сорта яблони. Орел: ВНИИСПК, 2011. 622 с.
4. Топильская Л. А., Лучникова С.В., Чувашина Н. П. Изучение соматических и мейотических хромосом смородины на ацето-гематоксилиновых давленых препаратах. Бюллетень ЦГЛ им. И. В. Мичурина. 1975. Вып. 22. С. 58-61.
5. Singh R., Wafai B.A. Intravarietal polyploidy in the apple (Malus pumila Mill.). Cultivar Hazratbali // Euphytica. 1984. V. 33. № 1. p. 209-214.
