Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Использование полиплоидов в селекции яблони

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Использование полиплоидов в селекции яблони"

? v б ой

; 6 се«

ШЧУРИНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

На правах рукописи

СЁЙШ1ЕВА ГАЛИНА АЛЕКСЕЕВНА, кандидат биологических наук

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЛИПЛОИДОВ В СЕЛЕНЩ иЫЮНИ

Специальность 06.01.05 - селекция и семеноводство

Диссертация

на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук в форме научного доклада

Мичуринск - 1994

Работа выполнена во Всероссийском НИИ селекции плодовых культу» в 1976-1993 гг.

Официальные оппоненты:

Доктор сельскохозяйственных: наук, профессор А.Ф.Колесник« Доктор биологических наук Н.ИЛувашкна Доктор сельскохозяйственных наук, профессор С.П.Яковлев Ведущая организация - Северо-Кавказский зональный НИИ садоводства и виноградарства

Защита диссертации состоится " № " Ж-гЯ-^иА 1994 в 13 час. 30 мин. на заседании специализированного совета Д 120.18.01 при Мичуринской государственной сельскохозяйственно академии по адресу: 393740, Тамбовская область, г. Мичуринск, ул. Интернациональная, 101.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Отаюы на автореферат в двух экземплярах, заверенные и скр ленные гербовой печать», просим направлять ученому секретарю сов

Ученый секретарь специализированно совета Д 120.18.01, доцент

В.ВДрунов

- !3. -

ОБЦАЯ ХАРАШРИСИКА РАБОТЫ ' Актуальность тети Яблоня - ведущая плодоэая культура ия зоны умеренного климата. 'Создание регулярно плодоносящих сортов яблони с высокими товарными и потребительскими качест-. вами плодов, устойчив« к паршз, продолйаот оставаться веська актуальной задачей. Селекция яблони па полиплоидном уровне представляет в этом плане дополнительные возможности получения большего генетического разнообразия в гибридном потомстве и, следовательно, болызую вероятность отбора новых ценных сортов, ао комплексу хозяйственно-биологических свойств, пригодных для возделывания в садах интенсивного типа.

Цель и задачи исследований. Цзлыо настоящего исследования бшо установление зозмсгпости создания сортов яблони, отвечающих требованиям интенсивного сздозодства, путзм привлечения в гибридизация полиплоидных 1гсход!|<яс форм.

Для осуществления этой цели необходимо реяить слсдувщие задачи:

- провести кариологический анализ исходник форм;

- изучить цитоэмбриологические особенности полиплоид них исходных форм; '. _

-изучить процесс формообразования и создать гибридный фонд от • интервалентных скрещиваний разного типа: 2х.х 4х, 4х х 2х, Зх х 2х, 2х х Зх, 4х х Зх, Зх х 4х, 4х х 4х;

- провести цитологический анализ гибридного потомства от интер-• валентных скретизакий разного типа;

- изучить характер развития гибридных сеянцев от интервалентных скрещиваний;

- определить селекционную ценность гетероплоидных скрещиваний разного типа;

-г -

- на основании проведенных исследований ввделить диплоидные элитные сеянцы, отвечающие требованиям к сортам для интенсивного садоводства.

Научная новизна. Впервые у ряда полиплоидных форм яблони изучено состояние генеративной сферы, особенности формирования мужского и женского гаметофитов в сравнении с диплоидными аналогами, дана их цитоэмбриологическая характеристика, определена ценность конкретных полиплоидных форы яблони для использования в качестве доноров диплоидных гамет.

Определена плоидность более 500 сортообразцов яблони. Выявлен рад полиплоидных форм, пригодных для селекции на полиплоидном уровне с качестве доноров диллоедных гамет.

В результате изучения гибридного потомства от интервалентных скрещиваний определена селекционная ценность комбинаций разного чипа: 2х X 4х, 4х х 2х, Эх х 2х, 2х х Зх, 4х х Зх, Эх х 4х.

Впервые в потомства от гетероплоидных скрещиваний типа 2х а 4х вьщелена гексаплоидная форма яблони с 2п= 6х = 102 хрошсош.

• Практическая ценность работы, От интервалентньх скреш,ивани1 создан большой гибридный фонд. Ввделейы кандидаты в сорта элитные и отборные сеянцы с высокотоварными плодами, высоких вку-созых достоинств, относительно зимостойкие и устойчивые к пар-ые. Два триплоидньк сеянца (Низкорослое, Память Семакину) переданы на государственное испытание. Элитные сеянцы 14-79-80, I4-I30-5&, 14-131-67, 14-131-07, 20-67-8, 23-14-123 и др. проходят первичное изучение.

Дано: цитоэмбркологкчесное обоснование возможности исполь-

эоваяня ряда полиплоидии: ферм яблоки в качестве доноров диплоидных гамет при интервалентнше скрещиваниях в селекции на полиплоидном уровне. *

Предложенная нами модификация методики окраски соматических ' хромосом плодовых растений в значительной степени повышает.эффективность цитологического анализа гибридного потомства от интервалентные скрещиваний ("К методике окраски соматических хромосом у плодовых растений". В сб. "Сорта и технология для современного сада" Тула: 1990. С. 24-27).

Апробация работы. Основные матеркалк исследований долоасе-ны яа Всесоюзной конференции "Биологические основы продуктивности плодовых семечковых культур" Шосква, 1979), на Всесовэ-. ном научно-методическом совещании "Основные направления и методы селекции" (Орел, 1960), на трех съездах ВОГИС (1982, 1987, 1992), на Всесоюзном симпозиуме, посвященном 90-летию со дня роядения академика В.А.Рнбина (Кишинёв, 1983), на Всесоюзном симпозиуме "Морфофизиологические аспекты развития мунсной генеративной сферы" (Симферополь, 1983), на Всесоюзном научно-мето~ дическом совещании "Роль полиплоидии в селекции яблони" (Орел, 1984), на IX Всесоюзном совещании по эмбриологии растений (Ки-пинев, 1986), на Мичуринских чтениях (Мичуринск, 1992), на заседаниях секции садоводства РАСХН по теме "Селекция яблони и груши на продуктивность и качество плодов" (Краснодар, 1992) и по теме "Отдаленная гибридизация и полиплоидия в селекции плодовых и ягодных культур" (Орел, 1993).

Публикация результатов исследований. Основные результаты исследований опубликованы в 34 печатных работах, в том числе в книгах: "Роль полиплоидии в селекции яблони" (Тула,. Цриокское кн. изд-во, 1985. 145 с. в соавторстве) и "Полиплоидия и селек-

ция яблони" (Орел, Изд-во ВНИИСПК, о. 272, в соавторстве).

Структура работы. Научный доклад изложен на 54 страницах машинописного текста, включает 13 таблиц, I рисунок; список опубликованных работ диссертанта включает 34 наименования, общим объемом 35 печатных листов.

. . СОДЕРЖАНИЕ РАШШ

Материал и методика исследований

Работа выполнена на Орловской зональной плодово-ягодноЯ опытной станции (ныне Всероссийский научно-исследовательский институт селекции плодовых культур) в 1976-1993 гг. в соответствии с планом №1? по теме 01 "На основе имеющихся геноресурсов, классических методов селекции и новых методов биотехнологии создать сорта плодовых, ягодных, орехоплодных и цветочно-декоративных культур, отвечающие требованиям интенсивного садоводст-.. ва, превосходящие, районированные сорта по экологической устойчивости, качеству-плодов и устойчивости к заболеваниям, разработать молода ускорения селекционного процесса" г.о разделу "Селекция яблони ка полиплоидном уровне" с целью создания регулярно плодоносящих сортов с высокими .товарными качествами плодов" (номер государственной регистрации 76004181).

Объектами исследования были полиплоидные форш яблони, использованные в кнторвзлеитнкх скрещивания и гибридные сеянцы, полученные в результате такта скрещиваний.

Цитоэмбриологическое изучение состояния генеративной сферы полиплоидных исходных форм (мейоэ при ыикроспорогенезе, мак-рострогенез и формирование зародышевого меака) наркологическое изучение родительских форм, цитологический анализ гибридно-* го потомства проводили самостоятельно. Совместно с селекционе-

рами (E.H. Седов, З.М.Серова) осуществляли подбор исходных форм, составление планов гибридизации и проведение скрещиваний, определение селекционной ценности интервалентных скрещиваний, изучение хозяйственно-биологических свойст гибридов, элитных и отборных сеянцев.

Всего за период работы бьии проведены интервалентные скрещивания по 364 комбинациям, опылено 489412 цветков, получено 66790 семян, выращено 28000 однолетних сеянцев. Плоидность про. верена у 10898 сеянцев.. Около 8 тыс. сеянцев от' интервалентных скрещиваний высажены в селекционные сады института для изучения и отбора по комплексу хозяйственно ценякх качеств.

Проведен цитологический -екеяиз болео 500 сортообразцов исходных ферм.

Цитоэмбриологическая характеристика дана для 7 полиплозд-шяс. исходных форм, привлекаемых нагл для интерйалентннх ифеада-вапий. .

В селекционных исследованиях руководствовались соответствующими методиками БШИС им. И.В.Мичурина (1966, 1973, 1980).

Для кариологических исследований сортов и гибридных сеянцев применяли пропионо-лакмоидный метод (Каятарь, 1967; Руденко, Дудукал, 1972) в напей модификаций Г. (Седшева, 1990).

Мейоз при шкроспорогенезе изучали на временных давление препаратах, приготовленных ускоренным ацето-гематоксилиновш методом (Топильская, Лучникова, Чувашина, 1975) с нашими дополнениями (Седшева, 1981).

Состояние эмбриональных структур женской генеративной сферы изучали на постоянных препаратах, приготовленных по общепринятым методикам (Рыбин, 1967; Еаушева, 1980).

Для цитозыбриологических исследований использовали кикрос-

нош Ш1-И, Ш-3, микрофотонасадку МШ-3 и рисовальный аппарат РА-4.

, РЕЗУДЬТАШ ИССаЗДОВАНИЙ. , •

I. Состояние эмбриональных структур у полиплоидных ; исходных форм . .

Состояние генеративной сферы у яблони непосредственно ска-' зываатся на ее способности форшрозать семена и "плоды и, в конечном итогб, урозшй. В связи с этим изучение цитоэмбриологичес-ких характеристик отдельных сортов и форм, используемых в селекции , явлйетсг йшаой. задачей» Знание зтнх особенностей дает возможность селекционеру более рационально подойти к вопросам постановки генетнко-селекционных работ: к выбору кошфетннх методов иссдедовшай; подбору исходных форм, определению сроз!ов и нужного объема скрещиваний и т.д.

К настоящему времени вопросы морфологии иейоза при микро-сяорогенээе и формирование конского гаштофита у диплоидных и тришгоиднш: сортов яблони исследована достаточно полно. Тет-ргялондще форш в этой отношении изучены крайне слабо. Объясняется это, очештдно, тем, что последние до настоящего времени на нааыш практического применения вследс1вве невысокой, как правила, хсзя&:твеиной ценности. Однако привлечение тетраплоид-ных форм в селекцию достаточно аффективно для кассового получения тришюндов, Цятоэмбриологический контроль в атом случае является непременны?.! условием успешной селекционной работы.

1.1. Мейоэ при микроспорогенезе •Характеристика майоза при микроспорогекезе и формирование

мужского пшетофита у диплоидных и тргаиеидипх сортов яблопи многокраию описаны как в зарубешой, так и в. отечественной литературе (Рыбин, 1927; Darllngtcn, ПрГГе«, 1930; Великанова, 1937; Ивановская, Í962; Орлоза, IS63; Константинов, 1971; Ра-диснонко, 1972; Крылова, 1970, 1981; Гревцова, 1973, 1974;'Ма-•лскевич, 1975, 1981; Романова, 1982; Singlt, Waísi 1984; Koul, SiiiGb, WaXoi, 1984.и др. Singh, Wafal, Koul, 1985, 1987). Сведения о ходе мэйоза у тетраплоидных форы в литературе очень ограничены. Описание отдельных стадий мейоза у тетраплоидных видов ílaltte coronaria и ИаЗдга glauoeeoeng находим в рабрте B.Hebel (1929) и более подробно ход мейоза у тетрап-лоидного сорта Хиберная описал ДЛсйгата (1948). Автор отмечает шгсскую частоту иуяьтигалс:ггг1гс сссоциад:!! у этого сорта. ■ Метафаза - I у тетраплоидкого сорта Хибзрная содержит 62^5 поливалентных ассоциаций, 12% - бивалентов и 4% - унивалентов. Срс~ • ди полизалентов он наблюдал ассоциации, содержащие от 3 до 9 хрокосом. По степени жизнеспособности пыльцы'(49,6*) этот сорт; отнесен к группе опылителей среднего качества.

Объектами наших исследований послужили полиплоидные -формы, йспользуешз в селекционной прогрсгата БНййСПК: диплоидно-тетраплоидные хинеры первого типа: Антоновка плоская (2-4-4-4х), Уэлси тетраплоидный(2-4-4-т4х), Уэлси' тетрагаюидннй-М (2-4-4-4х), Шшировка тетраллоидная (2-4-4-4х), Джаент Спай (2■4-4-4х) и гомогенные тетраплоидше формы Мекинтош тетрапло-идннй (4х) и I3-6-I06 (сеянец сорта Суворовец) (4х).

В селекционном отношении эти форш неравноценны. По нашим дашпд« (Седов, Сэдшева, 1989), количество полиплоидов в гибридном потомстве, комбинаций типа 2х х 4х варьирует от 0 до 100% в зависимости от тетраплоидного отцовского родителя. В связи

- О -

с этим, сведения о ходе мейоза ври микроспорогенезё могут послужить ключом для понимания причин таких различий, дадут возможность оценить эти формы с точки зрения пригодности в качестве доноров диплоидных гамет для массового получения, триплоидов.

В результате изучения срезов бутонов на постоянных препаратах отмечено, что для яблони, как для диплоидных так и для тетраплоидкых форм, характерен асинхронный ход мейоза при мик-роспорогенезе. /.синхронность имеет общую базипетальную тенденцию и проявляется на всех уровнях: на уровне разных цветков одного соцветия, в пределах одного цветка, в пределах разных гнезд одного пыльника и даже в пределах одного гнезда, пыльника. Так, если в верхнем конце гнезда пыльника наблюдается профаза, то ниже встречается метофаза - I, еще ниже - анафаза - I, и затем, в другом конце пыльника - телофаза - I. Таким образом, в одном гнезде пыльника а одно и то же время можно наблюдать 3-4 последовательных фазы мейоза. Подобное явление у диплоидных сортов яблони отмечали Е.В.Великанова (1937), И.К.Эсаулова (1958), А.В.Константинов (I9S0), И.Н.Орлова (1963), А.Я.Радионенко (1964).

A.А.ГревцвЁа (1973), В.В.Ершова (1966, 1981) и др. Однако

B.В.Кршова (1981) подчеркивает, что в пределах одного гнезда пыльника маЕоз у диплоидных сортов яблони протекает синхронно. Тем не менее, подобное явление - асинхронный мейоз в одном гнез-де-наблкдали у кизила ( Kornus aas Ь. ) Г.Д.Дудукал, И.С.Ру-денко (1984). Таким образом, асинхронный мейоз, очевидно^характерен не только для всех представителей рода Malus t но так_ же и для-других плодовых культэдр, например, кизила.

По -нашим наблюдениям, мейоз при формировании микроспор у всех полиплоидных форм протекает со значительным числоп нарушений на всех последовательных стадиях. Процент нормальных микроспороцитов колеблется от 3,9& до 98,3% в зависимости от

- 9) - .

стадии мейоза и формы (таблица I).

' Таблица I

Характеристика мейоза у'полиплоидных форм яблони (% нормальных микроспороциотов)

Стадия мейоза

вf!,i!uf

!§Л ¡13 ¡¿Т

ч . |gt!gt jst it*

\ ! sg w ! к<н « . 13 ot n си l ® ад «

■< a | ^г-— |3S _p ^ t >> ^ j>» j n

1 Sit ®

irst

метафаза - I 39,9 36,6 24,5 64,5 38,0 34,0 81,5 82,6

анафаза - • I .59,9 66,0 48,7 69,5 66,9 33,3 63,6 85,6

телофаза - I 66,Î 86,2 74,4 95,1 77,6 ео.о 77,2 98,8

метафаза- - II 54,7 46,1 48,8 91,0 56,6 48,2 45,4 83,4

анафаза - • II 55,3 60,7 44,4 85,5 71,4 55,7 75,8 91,7

телофаза - II 77,6 83,8 28t0 96,7 93,6 65,5 77,6 98,8

тетрады 93,6 92,5 3,3 98,3 81,4 72,0 91,3 99,6

Из всех изученных нами форм наиболее правильным ходом мейоза отличается дипловдно-тетраплоидная химера сорта Папировка (2-4-4-4х). Число нарушений у нее в несколько раз меньше, чем у других полиплоидных Аорм, а количество нормальных микроспс-.роцитов на разных стадиях мейоза соответственно больше. Количество нормальных тетрад (с четырьмя микроспорами) у нее составляет 98,3$. Наиболее нарушенный ход мейоза характерен для тет-раплоидной формы сорта Мекинтош (4х).

У всех полиплоидных форм наблюдается такая закономерность: кривая, характеризующая ход мейоза, имеет два четко выраженных пика. Первый пик приходится на стадию телофаза - I (самый высокий процент нормальных микроспороцитов в гетерстипи-

- 10- - ' часксы делении). На стадии метофаза-П кривая резко идет вниз: число нормальных картин деления заметно уменьшается, затем вновь--начинает расти и достигает-максимума к моменту завершения мейо-эа. Исключением является тетраплоидная форма сорта Мекинтои (4х). Гетеротидическое деление у этой формы протекает по- обшей для всех полиплоидных форм схеме. А начиная о метафаэы-П число нор, мальных мякроспороцитов у нее начинает постепенно снижаться и к моменту завершения ыейоэа достигает минимума (рис.1). Количество нормальных, тетрад у Мекинтшга тетраплоидного составляет лишь 3,3$. Различия в хода 'иейоза у тетраяаовдния форы тесно взаимосвязаны с разнообразием морфологических типов нарушений у них (табл. 2). Чем правильнее ход ыейоза, тем меньший спектр наруше- . ний свойственен данной форме. У большинства полиплоидных- форм морфологические типы нарушений на соответствующих стадиях иейоза проявляют; определенный параллелизм. У татрапяоидной форма сорта Мскинтош (4х) кроме обычных типов нарушений, свойственных всем остальным формам, часто наблюдается формирование трехполосных веретен.'Следствием атого отклонения является массовое формирование полиад. Число полвад, содержащих от 5 до 9 микроспор с одной елораде, уЫешштошв (4х). составляет 94,2%.

Заслуживает внимания факт завершения мейоза у диплоидно-тетраплоидной химеры Уалси-Ц (2-4-4-4х) формированием значительного числа гаплоидных гамет, что подтверждается данными цитологического анализа гибридного потомства Узлси-М. По нашему мнению, к такой двойной редукции числа хромосом приводит расщепление веретена на стадии анафаза-П.

Анализ конъюгации хромосом и структуры поливалентных ассоциаций у полиплоидных форм свидетельствует о том, что наиболее правильная ноньюгация наблюдается у сорта Лапировка (2-4-4~4х).

Таблица 2

Тисы нарушений на последовательных стадиях кейоэа у полиплоидных $оры яблони

Форма

Стадия

ыейо-' за

!

Метафаза-1 £,2,3, 4,18

Анафаза-1

Телофаза-1 Метафаза-П

Анафаза-П

Телофаэа-П Тетрады

1,10, 12

15

1,2,5, 8,10, 18

ю Д1, 12

3,15

20,21

11 i пн ! £ *! 1,1

1 Н ! ! - —' » 1 я

1,2,3, 4,5,11,

18

1,2,7, 10,12,

[8

[0,15,. Е6

,2,3, ft.II,

Ш

1*2, И.12,

[8

[5

17,20

1,2,3, ,5,13, 8

1,2,5, 7,10.

\г

7 ДО,

15,16

I,2,5, 6,8,10,

II,18

2,5,6,7 8,10,11 12

15,16, 17,19

20,21, 22,23 .

1

3

,2,18

£,7,12. [5,16

[,2,3, [8

^2,7,12

15 20

1 5

§

§ N >> ^

» !

! , _ ! ® ад! со

,2,3, 4,18

2,7,12

15,16

1,2,3, 7,18

2,3,6, ПД2, [4

3,15 20,15

1,2,4 18

2гЗ,7, 9,12

7,15

1,2,3,1 4,8, 18

2,7, 10,12

8,15

15,20 21

1,2,4

1,2,12, 18,7,9

15

I,2,3, 18

2,12,18,

II,10,7

15

20

Примечание: Типы нарушений: - I - забегание одной или нескольких хромосом к полюсам фигуры деления; 2 - выброс одной или нескольких хромосом за пределы ахроыатинового веретена; 3 - диффузное размещение хромосом по веретену; 4 - двух-трезсярусное размещение хромосомных ассоциаций на стадии нетофазы; 5 - трехпо-

люсное веретено; 6 - расщепленное веретено;-7 - мост в одной из фигур деления;' 8 - мост между фигурами деления; 9 - неразде-лившийся биватент в анафазньк или метафазных группах; 10 - неравные по величине группы хромосом или дцра; II - сверхчисленные ' фигуры деления; 12 - запоздалое деление одной или нескольких ассоциаций хромосом на стадии анафазы; 13 - микроспороцит без хроматина; 14- - асинхронное деление в разных веретенах одного микроспороцита; 15 - микроядра - одно или несколько; 16 - ядра •неправильной формы (трехлопастные, гантелевидные и др.); 17 -ядра без адрышек; 18 - комбинация из нескольких нарушений; "19 - начало разделения микроспороцита на микроспоры при неза-вершившемся делении ядра; 20 - полпадн; 21 - многоядерные мик-. роспоры; 22 - безъядерные микроспоры; 23 - недоразделившиеся микроспоры. ' ___. _ __ ___ ____ __

В среднем на один микроспороцит приходится 33,6 ассоциаций, в 63,микроспороиитов наблюдается правильная бивалентная конъюгация. Соответственно, самые низкие показатели отмечены у сорта Мекинтош (4х). Число ассоциаций в среднем на один микроспороцит у него составляет 28,3. Число клеток в правильной . бивалентной коньпгацией составляет лишь 7,3$. То-есть этой форме в большей степени свойственна поливалентная конъюгация. Ас- • социации хромосом с валентностью выше шести у изучаемых нами полиплоидных форм яблони не отмечено. Тем не менее, у большинства форм встречается определенное число микроспороцитов с правильной бивалентной конъюгацией (от 7,3? у Мекинтоша (4х) до 63,3% у Папировки (2-4-4~4х) и, следовательно, есть основание ожидать, что определенный процент мужских гамет будет содержать диплоидный набор хромосом, что важно для использования этих гЬорм в селекции на полиплоидном уровне.

Сравнительное изучение ыейоза при микроспорогенезе у полиплоидных форми и их диплоидных аналогов позволило установить,' что обычно у тетраплоиднай и ее исходной диплоидной формы зстре-чатеся одни и те ке типы нарушений. Различается лишь кх-частота. Как правило,у полиплоидной форыа они встречаются значительно чаще, .нежели у юс диплоидных аналогов* Кро^е того, характерно , что диаметр зрелых пшьцеввх зерен у полиплоидных форм в среднем больше, чем у диплоиднвх, в 1,12-1,3 раза (табл. 3).

Диаметр зрелых пальцевых зерен у диплоидных форм яблони

Таблица 3 полиплоидных и

| Диаметр мкм | Отноше- •нае -

Сорт 1 га i идх 1 2х:4>: ( | | из «зии | } 1 {Измерен)

1:2,12

Антоновка аюская (2-4-4-4х) .26,0 58,5

Антоновка обыкновенная (2х) 26,0 50,5

Альфа - 68 (2-4-4-4х) 13,0 70,0

Дкае'нт Спай (2-4-4-4х> 34,0 65,5

Мекинтоы тетраллоидный (4х) 27,5 . 75,0

Мекинтош (2х) 21,5 54,0

Папировка тетраплоидн&я (2-4-4-4x29,0 58,5

Папировка (2х) 25,0 45,0

Уэлси тетраплоидный-? (2-4-4-4х) 33,0 58,5

Уэлси (2х) . 22,0 63,0

13-6-106 (с. сорта Суворовец)

(4х) 27,0 70,5 43,5

44,52*1 39,51/

43,3 48,2 46,3" 35, 42,4' 33,

44,781 39,

>,84/

••п

5,8 ) ^,781 »-2.1

1:1,3 1:1,3 1:1,14

Средн.

2х

4х

37,09 \ т.т ? 44,70 )

'.. Такое явление отмечено и у других культур, например, у дурмана, паслена, кортофеля, ромашки и др. (Лаптев, 1984).

Следует от?,гатить, что количество нарушений, а, следовательно , и процент аномальной пыльцы сущоствсшо подрастает при неблагоприятны» погодных условиях во врега мейоза, но особенности его, присущие отдельна фермам', сохраняются.

Таким-образом, на оснозанш проведенных исследований в качестве доноров диплоидных гамет для селекции- на полиплоидном уровне можно рекомендовать Аятонсйку тоскую (2-4~4-4х), Джаент Спай (2-4-4-4х), Панировку тетраплоид^ю (2-4-4-4х)( Уэлск тет-рапловдный - Р (2-4-4-4х) и форму I3-6-I06 (сеянец сорта Суворовец) (4х). Две другие форма, «зучяттча кзуи, I'эяся тетрап- • лоидннй - Ы (2-4-4-4х) и Исшгсош тогрвплоздннй (4х) б результате своеобразных отклонений б ходе'койоза iipn ышфоспорсгеносс, приводящих к формирование значительного количества гаплоидной пыльцы, дают очень низкий внход полиплоидного потомства в ин- . тервальнкх скрещиваниях и, вследствии stroro, использование их в таких скрещиваниях следует ограничить.

•1.2. Макроспорогенез и Формирование зародышевого •мешка

Большая часть сведений, касающихся канроспорогенеза и развития женского гаметофита у яблони, относится к диплоиднш сортам (Мейер, 1959; Константинов, 1958, I960, 1961; Радионеико, 1964, 1968, 1968а; Грсвцова, 1968, 1971, 1974, 1976; Нестеров, Седдаева, 1972, Лизнев, Сухарева, 1972; Крылова, 1968, 1970,' 1971, 1981 и др.). Ряд исследований выполнены с цель® выяснения причин высокой стерильности кенсной генеративной сферы у трип-

-галоидных сортов яблони С Е1ВЗИШ, Teh, 1931; Steinagger, 1933; Gore гуляку, ,1934; Iffanacher , 1939; Schneider, 1953). Некоторые ограниченные сведения, характеризующие женскую генеративную сферу тетраплоиднвх форм приводятся в работе H.SJel-mqviot'a, 1957« В то же время, использование тетраплоидных форм в селекции ставят нас перед необходимостью детального изучения, их генеративной сфера. Эти сведения позволят определить ценность каждой конкретной формы в качестве донора диплоидных гамет, что имеет решающее значение при подборе исходных форм для гибридизации с*целью массового получения триплоидов.

Состояние женской генеративной сферы у диплоидно-тетрап-локдках химер I типа: Антоновка плоская (2-4-4-4х), Пелировка тетраплоидная (2-4-4-4х), Дкаент Спай (2-4-4-4х), Уэлси тетрап-лоидннй - Ы (2-4-4-4х), Уэлси тетраплоидный - Р(2-4-4-4х) и гомогенного гетраплоидного сорта Мекинтош (4х) изучали на фоне их диплоидных аналогов - сортов: Антоновка обыкновенная (2х), Папировка (2х), Уэлси (2х), Мекинтоа (2х).

Следует отнетнть, что как диплоидным так и тетраплоиднш формам яблони в норме свойственна одна и та же -схема развития женской генеративной сфера. Как и у тех, так и у других форм семяпочки закладываются весной в год цветения. В средней полосе России ото наблюдается, в последней декаде апреля. В конце апреля - начале мая (в зависимости от погодных условий) происходит дифференциация семяпочки, обособляется многоклеточный археспорий. В начале первой декады мая завершается мейоз в материнской клетке макроспор, происходит формирование гаметофи-та, которое к середине мая у большинства рассматриваемых форм завершается.

- ь:-

Для яблони, и для полиплоидных форы в том числе, характерно наличие многоклеточного женского археспория. Однако поведение его у разных форм различно. Для однйх форм, например, для диплоидной и полиплоидной форм сорта Панировка характерна повышенная активность археспориального комплекса. Нередко прихо-далось каблгдаггь, что одновременно несколько клеток археспория находятся в состоянии мейоза. В результате в семяпочках как диплоидной, так и полиплоидной форм образуются две и даке три тетрада. Это, в свою очередь, приводит к формированию множественных зародышевых мешков (до пяти) в однем нуцеялусе. У Мекин-тота (4х) почти не наблюдали доволнителышх клеток эрхеспория в активном состоянии. Сверхчислекшз зязодкзезкз мешки, которые в том или ином количестве встречаются у всех рассматриваемых нш полиплоидных форм, у сорта Иэкинтоа (-Ъ:) отсутствуют.

Сорт Дяаект Спай (2-4-8-4х) характеризуется, тем, что располагает мощным археспориальным комплексом (от б до 20 клеток). Однако активность его, по сравнению с другими полиплоидными фермами, низкая. В активном состоянии нередко наблюдали 2,4,6 клеток археспория , ко в своеа развитии они обычно достигают лишь стадии профазы, а затем дегенерируют. К моменту образования зрелого макрогаметофита большинство клеток археспория подвергаются деструкции и постепенно поглощаются развивающимся зародышевым мешком.

Как правило, мейоз при макроспорогенезе у яблони проследить довольно сложно из-за ограниченного количества удачно ориентированных срезов семяпочек. У большинства изучаемых на~-ми полиплоидных форм наблюдаемые картины мейоза - правильные. Наиболее полно ход мейоза прослежен у диплоидно-тетраплоидной химеры сорта Папировка (2-4-4-4х). Нарушений на разных стадиях

мейоза при макроспорогвнезе у нее не отмечено. На стадии' метафа-38-П в каждой из меток диади насчитывается по 34 хромосомы. 4 "

Сроки прохождения отдельных- фаз мейоза у полиплоидных ' форм и их диплоидных аналогов либо совпадают, например, у сортов Антоновка плоская (2-4-4-4х) и Антоновка обыкновенная (2х), Уэлси-И (2-4-4-4х) и Уэлси (2х), Иекинтош (4х) и Мекинтош (2х), • либо несколько сметены в сторону более позднего наступления соответствующих фаз у полиплоидной, йормы, например, ,у сортов Папировка (2-4-4-4хГ и Папировка (2х). Последнее явление отмечает у индуцированных тетраплоидов яблони Г.А.Баатуто (1977). Эти наблюдения согласуются с данными Д.В.Соловьевой (1987),. которая отмечает, что у тетраплоидных форм яблони клеточный цикл завершается на 10-12 часов позднее, чем у диплоидных. Тр^плоиды, по ее данным, занимают промежуточное положение. Замедление клеточного цикла у полиплоидных форм, очевидно, и приводит в результате к сдвигу в сроках наступления фенофаз у отдельных полиплоидных йорм в сравнении с их диплоидными аналогами.

Характерной особенностью женской генеративной сферы полиплоидных форм является увеличение линейных размеров ее структур по сравнению с диплоидными сортами в среднем в 1,2-1,4 раза. Причем на ранних стадиях развития эти различия значительно более выражены, а к моменту завершения формирования гаметофита - несколько сглаживаются (табл. 4).

Другой характерной особенностью женской генеративной сферы полиплоидов является частое присутствие дополнительных ядрышек в ядрах гаметофита, чем диплоидные зародышевые мешки четко отличаются от гаплоидных, где каждое ядро гаметофита содержит только одно ядрышко. Дополнительные ядрышки чаще всего

л ■

"-Я5ЯЙЛИ в адрах глоток яйцевого аппарата, либо в ядрах центральной клетки зародышевого мешка.

Таблица 4

Линейные размеры эмбрионалышх структур, иснской генеративной сферы у диплоидных и полиплоидных форм лблЬни (в делениях окулярмикрометра)

Сорт,форма

jСтадия двухьядерного jСтадия аосьмиадерного iзародкяевого мешка jзародышевого мешка

| Зар. ;2х: |Нуцея|2х:| Зар. ¡2х:4х |Нуцел|2х: ¡мешок j:4х ¡лус j:4х¡мешок | ¡лус |:4х

Антоновка обыкновенная (2х) • 13,7 78,3 42,0 138,9

Антоновка плоская (2-4~4-4х) 24,5 1,8 • 95,0 1,2 49,8 1,2 1,14 158,8 '

Дкаент Спай <2-4-4-4х) 18,6 _ 100,0 - 55,5 - 183,4 -

Мекинтои (2х) Мекиктош (4х) 21,4 24,8 1,2 118,2 - 52,6 63,0 1,2 147,3 1,3 187,0

Папировка (2х) 20,0 Папировка (2-4-4-4*25,7 1,3 102,6 108,9 1,06 46,2 58,7 1.3 167.0 ' 1,03 172.1

Уэлси (2х) Узлси (2-4-4-4х) 15,0 25,7 1,7 97,3 131,7 1,4 44,4 59,9 1,3 147,2 1,3 193,0

Среднее 2х 2-4-4-4х 17,5 25,2 92,7 1,44 . ИЗ,5 1,2 45,3 57,9 1,3 150,1 1,2 177,7

В процессе формирования женского гаметофита у всех изученных нами полиплоидных форм наблюдаются различные нарушения. Однако, количество и спектр этих нарушений существенно различаются в зависимости от сорта (табл. 5).

Наиболее правильно формирование женского гаметофита проте-

- т - ч

кает у Антоновки плоской (2-4-4-4х) и ее диплоидного аналога. Антоновки обыкновенной (2х). Процент аномальных зародышевых мешков у них также самый низкий - II, 1% и 29,0$ соответственно. У других форм он значительно вше. Больше всего аномальных зародышевых мешков формируется у сорта Джаент Спай (2-4~4-4х) - 34,9$.

Таблица 5

Тины нарушений в жснсксй генеративной сфере у диплоидных и полиплоидных форм яблони . -

С0р'г [Типы нарушений \% аномальных i3ap. мешков

Антоновка обыкновенная (2х) 5,12 ПД

А, Антоновка плоская (2-4~4-4х) 5,4 20,0

Дяаент* Спай (2-4-4-4х) 1,3,4,11,12,14. 34,9

Мекинтош (2х) 3,4,5,6,14 14,3.

Мскинтош (4х) 3,4,5,6,12,13 25,0

Пашррвка (2х) 1,3,4,5,6,7,8,9,10,11, ►

12,13,14,15 . 27,3

Папироска (2-4-4-4х) 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,

- 11,12,13,14,15 26,1

Уэлси (2х) 3,5,11,12,13,14,15 26,9

Уэлси (2-4-4-4х) 3,4,9,11,12,15 • 34,8

Примечание: I- дегенерация всей генеративной ткани; 2 - дегенерация яйцевого аппарата; 3 - сверхчисденные ядра в зародышевом мешке; 4 - аномальная дифференциация клеток зародышевого мешка; 5 - сложные семяпочки; б - уродливые семяпочки; 7 - асинхронное развитие семяпочек в одной завязи; 8 - несколько (более двух) зародышевых ыешков в одной семяпочке; 9 - асинхронное развитие клеток диады; 10 - развитие двух макроспор в одной тетраде;

II - дегенерация тетрады; 12 - дегенерация зародышевого мешка; 13 - асинхронное развитие ядер зародышевого мешка; 14 - дополнительные зародьшевые мешки;' 15 - две тётрады в одном нуцеллусе.

По состоянию женской генеративной сферы заметно отличается от других полиплоидных форм сорт Папировка (2-4 4-4х). Во-первых, как полиплоидная, так и диплоидная формы сорта Папировка характеризуются тем, что в процессе формирования женского гаме-тофита у них встречается все многообразие нарушений, отмеченных у других форм. Однако,, количество аномальных зародышевых мешков к моменту завершения гаметофитогекш, у них даже несколько меньше, чем, например, у тетраялоидяой фориа Уэлси (2-4-&-4х) и Дяаеит Спай (2-4-4-4х). Далее, обвчно процент аномальных зародышевые мешков у полиплоидных форм з 1,5-2 раза больше чем у их диплоидных аналогов. В отличие от этого у обеих форм сорта Папировка оно примерно одинаково. У диплоидной формы даже несколько больие (табл.5). Кроме того, у полипяоидязй формы сорта Папировка часто встречается такая аномалия, кок дегенерация всей генеративной ткани в семяпочке на ранних стадиях , в результате чего форщрзпотея стерильные семяпочки. У Шшировки (2-4-4-4х) их отмечено 05, у Яеяировки (2ж) - только 1,4%. Вероятна увеличение числа наборов хромосом, а, следовательно, и кассу гене-, уяческого материала значительно услокяяет процессы, связанные с дифференциацией •женской генеративной сферы.

Кроме того, для некоторых форм характерно образование сложных семяпочек. Единичные случаи нябящаяи у обеих форы (диплоидной и полиплоидной) сортов Антоновка, Ыекинтош. Но особенно часто сложные семяпочки образуются у диплоидной и полиплоидной форм сорта Пашрозка. А.8.Константинов (1960), В.В.Крылова (1961) считаю? этот признак сортовой особенностью сорта

= 22 = . - ' • V

Папкроака <2х). То, что при переходе на тетраплоидный уровень сорт Панировка сохранил эту особенность и не только в морфоло- '■' гическом, но и в количественном выражении, дает основание считать справедливым данное утверждение, и кроме того, предположить, что признак находится под генетическим контролем.*

Семим распространенным нарушением является аномальная дифференциация структур зародышевого.мешка: увеличенное число яйцеклеток, увеличенное число синергид, дифференциация всех или отдельных клеток антиподального комплекса по типу синергид и др. Такие нарушения встречаются в том или ином количестве почти у всех форм, причем у полиплоидных 4срм значительно чаце, чем у диплоидшк. Таким образом, для полиплоидных форм яблони характерны многочисленные нарушения в ходе формирования макрогаметс-фита. 5' большинства форм эти нарушения проявляют определенное сходство. В отдельных случаях в результате своеобразных аномалий (например, формирование сверхчисленных ядер & зародышевом мешке) образуется некоторое количество гаплоидных яйцеклеток, что при скрещивании с'диплоидными сортами приводит к формированию диплоидного потомства. Это вносит существенные коррективы в планируемые результаты гибридизации. Такое явление отмечено у двух форм, у дкшюидно-тетраллоидной химеры сорта Узлсв-М (2-4-4-4х) и у тетраплоидной формы сорта Мекинтош (4х). ,

Тем не менее, у большинства изученных нами полиплоидных форм образуется достаточное количество нормальных диплоидных зародышевых меаков, что подвергается анализом плоидности их потомства. Следовательно, их с успехом можно использовать в селекции на полиплоидном уровне. Особенности конкретных полиплоидных форм следует учитывать при планировании объема гибридизации. .

II. ЩШЗПШЖЙ КОНТРОЛЬ В ШЕИЩ НА ПОШПШЖДНШ УРОВНЕ

■ .

II.I. Цитологическая оценка сортов, элитна* гЬорм и отборных сеянцев яблони

Инвентаризация плоидности м;!рового сортимента яблони в настоящее враля становится систематическим явлением ( Binset, 1вЬо-fe, 1947, 1949; EIneet, ЬаяЪ, jagj. Batra, Pratt, Eineet,

1963; Лозицкий, 1970; Туз, Лозицкий, 1970; Соловьева, 1973, 1976, 1979; Туз, 1974; Pratt и др., 1978; Васина, Шовчук, 1978; Туз, Варшанина, Романова, 1979; Калшков, 1982; slnsh и др., 1984; Соловьева, Алексеев, I9i?7; Волгина, 1207; Соловьева, Алексеев, Куделич, 1991 и др.).

Во ЕШШЖ наркологическое из} чйние коллекционных насавдс-ний яблони проводится на протяжении рада лет (Секакин, Седов, 1971, 1974; Седшева, Седов, 1980; Седшева, 1981; Седшева, Седов,' 1984; Седьшева, 1992). За этот период нами изуэдаа яловд-пость более чем у 500 сортообразцов. В том число диплоидов оказалось подавляющее большинство;- 88,7,8$ - тряплоидов, и 3,9% - тетраплоиды и диплоидяо-тетраплоидкые химеры. Из 20 сортообразцов последней группа для селещиошшх целей в качестве доноров диплоидных гамет пригодна 16 форм, в том числе II -гомогенные тетраплоиды и 5 - дгзшоидно-тетравловдгааэ химеры I типа с чередованием плоидности в гистогенных слоях конуса роста 2-4-4-4х.

II.2. Анализ плоидности потомства от интервалентных скрещиваний

Целенаправленные интервалентные сгфецивания с целью массового получения тришюидоз и по ел едущего отбора среди них хозяЕст-

венно-полезных форм ведутся во ВНИЖШН с 1972 года. В обпей сложности в разных "типах скрещиваний проведен цитологический анализ более чей у 10 тыс", гибридных сеянцев (табл. 6).

Таблица б

.Плоидность потомства от интервалентных скрещиваний

Типы ! '! ¡Всего ! -— ;-------—1 в том числе, % ■г— ——- ■

с крещивания!сэян- ! !цев, 1 ВТ. ! 2х ! ! ! ! Зх ! 4х ! ! ! ! 5х ! 1 6х ! |Ане-|упл.

2х х 4х 8702 29,91 69,85 0,20 - 0,01 0,03

4х х 2Х 1150 29,83' 55,13 14,96 - . - 0,08

4х х 4х 189 0,53 1,06 98,4 - - -

4х - св. опыл 276 39,5 43,5 17,0 - - - -

Зх х 2х 224 36,6 • 0,9 - - - ■ 62,5

2х х Зх 252 96,0 0,4 - - - 3,6

Зх х 4х 47 2,15 - 2,15 - 95,7

4х х Зх 179 59,8 3,3 7,3 - - 29,6

II. 2.а. Потомство от скрещивания ортоплоидныу форм

К этой группе относятся скрещивания типа 2х х 4х и 4х х 2х, 4х х 4х.

В качестве дишоидного компонента участвовали сорта народной селекции, канадские, американские сорта, большая группа сортов селекции ВШИСЛК, отличающиеся высокими хозяйственно-полезными свойствами. Значительный объем скрещиваний выполнен с использованием иммунных к парите форм: 814 н 0523 и их производных, полученных во ВШЙСПК: 18-62-79, 22-25-91. 18-62-104,

18-69-98, 13-65-59, РЬфус, Чистотел, 18-11-73, 1&-57-83, 13-51-65 и др.

Как доноры диплоидных гамет испольЬовали тетраплоидные сорта и переклимальные диплоидно-тетраплоидкке химеры I типа:, (по классификации Айнсета) Антоновка плоская (2-4-4-4х), Джаент Спай (2-4-4-4х), Мекинтоа (4х), Панировка (2-4-4-4х), 13-6-106 (Сеянец ■ сорта Суисровец } 4х), Голден Дзлшес (2-4-4-4х), Узлси-М (2-4-4-4.х), Узлси-^ (2-4-4-4х). Следует отметить, что все перечисленные полиплоидные фор:лы существенно различаются по своей селекционной ценности..Количество полиплоидов в их гибридном потомстве варьирует в значительной степени (табл. 7)'. Наиболее высокой активность» обладают., диплоидные гаметы у тстрапловд- ■ но Л форма 13-6-106 (с. сорта Суворове!'). Выход полиплоидов в скрещиваниях с его участием достигает 63,7^. Далее, хорошими опылителями в интервалентньк екреотсаниях были Джаент Спай (2-4~4-4х) - 83,7^ полиплоидов в гибридном потомстве и Уэлси - р (2-4-4-4х) - 83,Несколько нияе, чем у этих форм, но также достаточно высокий выход полиплоидов наблюдается в гибрвдном потомстве тех семей, где опылителем служила диплоидно-тетрап-лоидная химера - Антоновка плоская (2-4-4-4х) - 68,9%. Формы -- Годдек Делшес (2-4-4-4х), Уэлси-М (2-4-4-4х>, Мекинтош (4х) . дают самый низ гаги Я выход полиплоидов - П,9; 27,9 и 31, соответственно. Когда тетраплоидный родитель использовался как материнская форма, выход триплоидов был значительно меньше. Но кроме триплоидов в скрещиваниях типа 4х х 2х образуется значительное количество тетраплоидные потомков. Оно составляет от 8,3£ (Антоновка плоская) до 37,2$ (Узлси-Р ). В сумме выход полиплоидов (триплоидны + тетраплоиды) в скрещиваниях типа тет-

Таблица 7

Выход полиплоидная сеянцев в семьях типа 2х х 4х, 4х х 2х Исходные формы'""

т

Ц том числе оказалось,".Г"

* Число ........

!изучен-!диплои-!триплойТтет- !гекса-!анеу-!ных !ды !ды ¡сеянцев! !

ТВоего1 Г '¡полип-!

|рапло?плоиды|пдовды !лоидов!

Тип

скрещивания

в?»

!иды I

2х х 4х Диплоидные сорта --.-—г Антоновка плоская 2036 31,0 68,7 0,2 0,1 68,9

(2-4-4-4x5 - - 1403

4х х 2х Антоновка плоская Диплоидные сорта 680 30,4 61,3 8,3

(2-4-4-4*) - - 473 69,6

2х х 4х Диплоидные сорта Джаент Спай (2-4-4-4х) 732 16,3 83,7 - - 613 83,7

4х х 2х Джаеит Спай Диплоидные сорта 1.3 77,2 21,5 78 98,7

(2-4-4-4х) 79 - -

2х х 4х Диплоидные сорта Мекинтош (4х) 655 68,5 31,3 0,2 - - 206 31,5

2х х 4х Диплоидные сорта Папировка (2-4-4-4х) 1963 20,8 78,8 0,4 - - 1555 79,2

4х х 2х Папироэка (2-4-4~4х) Диплоидные сорта 17 5,9 64,7 23,4 - - 16 94,1' к»

2х х 4х Диплоидные сорта 13-6-106 (е.Сувор.) (4х! 97 11,3 88,7 - - - 86 88,7«

2х х 4х Диплоидные сорта Голден Делишес (2-1-4-Зх) 176 87,5 11,2 0,6 21 1 11,2

2х х 4х Диплоидные сорта Уэлси-М (2-4-4-4х) 620 72,1 27,9 - - 173 27,9

4х х 2х Уэлси41(2-4-4-4х) Диплоидные сорта 167 80,2 9,6 10,2 - - 33 19,8

2х х 4х Диплоидные сорта Уэлси-Р 52-4-4-4х) 2426 15,95 83,93 0,08 0,04 - 2039 84,0

4х х 2х Уэлси -Р(2-4-4-4х) Диплоидные сорта 207 .. 62,3 ■ 37,2 0,5 •206 99,5

В среднем:

2х х 4х Диплоиды Тетраплоиды 6705 29,91 69,84 0,2 ¡>,01 0,04 6098 70,1;

4х х 2х Тетраплоиды Диплоиды 1150 29,33 55,13 14,96 - 0,08 806 70,1

раллоид х диплоид в большинстве случаев составляет от 69,6$ до 99,55?. Лишь Уэлси-М (2-4-4-4х), даже взятый в качестве, материнской формы, деет в своем потомстве- всего 19,855 полиплоидных растений, остальные 80% • потомков - дкдловды.

Кроме того, иногда выход полиплоидия: сеянцев, в некоторой степени, может зависеть и от диплоидного родителя. Так если в среднем по группе диплоидные сорта х Антоновка плоская (2-4-4-4х) образуется 68,75 триллоидов, то в семье Скрижапель (2х) х Антоновка плоская (2-4-4-4х) - всего 26^, в семье ®игу-, левское (2х) х Антоновкб. плоская (2-4-4-4х) - лишь 14,55?; по группе диплоидные сорта х Датировка (2-4-4-4х) в среднем 78,8? тривдоидов, а в комбинации Красгюз ршшео (2х) х Папкрсзка (2-4-4-4х) только 15,4$, в комбинации 12-7-71 (2х) х Полировка (2-4-4-4х) - всего 3,8^. Есть и другие подобные примеры. Объяснить это явление высокой самоплодносгью диплокднкх исходных форм нет-достаточных оснований. По данным С.П.Недрина и Т.М.Кед-рикой (1979)^ сорт Жигулевское завязывает от самоопыления не более 3,3£ плодов. В наших опытах (Седов, Седшева, 1985) при • сравнении плоидности гибридов в комбинации Скрщапель (2х) х х Антоновка плоская (2-4-4~4х) в варианте с кастрацией материнской формы выход триплоидных сеянцев составил 27,4$, в ва- . рианте без кастрации - 24,0?. Разница мелду вариантами 3,4% не представляет существенной величины. По всей вероятности, в подобных случаях играет роль повняенная избирательность отдельных сортов к оплодотворению гаметами с соответствующей их генетической конституции плоидноетыо, то-есть здесь проявляется селективность оплодотворения. Подобный факт преимущественного оплодотворения гаплоидной пыльцой при совместных посевах диплоидной и тетраплоидной сахарной свеклы отмечает С.Т.Вережко

(1972). В.В.Кичина (1967) считает, что селективность оплодотворения у яблони регулируется сложным, еще недостаточно изученным, генетическим механизмом.

Стабильно высокий выход (72 - 100%) полиплоидных сеянцев наблюдается в гибридно.; потомстве формы Уэлси-Р (2-4-4-4х). Другая диплоидно-тетраплоидная химера - Уэлси41 (2-4-4-4х) в среднем дает лишь 27,9^ полиплоидных сеянцев. Таким образом, для использования в селекции на полиплоидном уровне предпочтительнее форш Уз л си- Р(2-4-4-4х). Меньше всего триллоидных растений образуется в гибридных потадствок семзй, где в качестве тетрашюидкого компонента брали сорта Яекинтои (4х) а Гол-ден Деякзес'(£-4-4-4х). Тем ко иснее, рекомендовать совершенно отказаться от их использования в селекции на полиплоидном уровне не следует, так как высокие качества плодов этих исходных фора позволяв1? надеяться на получение потомства, унаследовавшего эти качества,

В гетероплоидных скрещиваниях типа 2х х 4х отмечен случай образования гексаплоидного растения с 2 п = 6х = 102 хромосомы. Гексаплоид был обнаружен в семье <054 jj8-53-22 (Скрыжапель х х 0ÍJ. I8T13) х Узлси-^ . Двухлетний сеянец характеризовался нормальным ростом и после предварительного отбора был признан пригодным для высадки в селекционный сад с целью дальне toe го изучения (селекционный !р 56263). По всей вероятности обе гаметы, участвовавшие в образовании зиготы в данном случае, были нередуцировашыни. Подобное явление откечено впервые. В литературе упоминается лишь случай образования гексаплоидкого растения при обработке колхицином триллоидньк семян ( Cranball, Olden, 1951), Факт образования гексапдоида интересен в плане

изучения свойст плодового растения на более высоком уровне плоидности. 4

Потомство от скрещивания типа тетраплоид х тетраплоид в подавляющем большинстве имеет тетраплоидкнй набор хромосом в соматических тканях (табл. 8). В общей сложности по всем комбинациям скрещивания типа 4х х 4х из 1Е9 сеянцев-186 (98,4$) оказались тетраплоидами. Единичные растения с диплоидным и трип-лоидным набором хромосом возникли,по всей вероятности, либо в результате случайного попадания гаплоидной пыльцы, либо в результате возникновения у исходных тетраплоидных форм гаплоидных гамет, что не исключено при наличии определенных нарушений в ходе мейоза (Седьшева, 1983).

Таблица 8

Плсидность гибридного потомства в скрещиваниях типа тетраплоид х тетраплоид

Название семьи

Антоновка плоская х

Всего }' сеянцев¡~ шт.

! шт- !

В том числе

--!-Зх~

"Т--т~

i шт. i

4х

шт. | %

х Уэлси- Р' 14 I- - - 14 .100

Джаент Спай х Уэлси-'р 13 - 13 100

Папировка х Уэлси-Р II - - ■ II 100

Уэлси-р х Антоновка _ плоская ■ 62 I 1,6 I 1,6 60 . 96,8

Уэлси-р х Джаент Спай 39 - - ' - 39 100

Уэлси-рх Папировка 50 I 2 49 98,0

Среднее 189 I 0,53 2 1,06 186 98,41

Скрещивание тетраплоидных форм с их диплоидными аналогами удается з различной степени как в зависимости от сорта, так и в зависимости от направления скрещивания (табл. 9).

Следует' отметить, что если некоторое количество плодов

Таблица 9

Результаты скрещивания тетредлоццных форм с их диплоиДнъми аналогами

Опылено ¡Получено (Получено |Вь®ащ.(Определе ¡цветкоа¡плодов, ¡семда, ¡раст.,]на

• тт/% ( шт. (шт/5? (плоидн.

Название семьи

шт.

Антоновка обыкновенная (2х) х х Антоновка плоская (2-4-4-4х)

Уэлси (2х) х Уэлси-М (2-4-4-4х)

660

2440 1200

Уэлси-Р (2-4-4-4х) х Уэлси (2х) 2494

Уэлси (2Х) х Уэлси-Р'(2-4-4"-4х) 4126

Папировка (2-4~4-4х) х Папировка (2х)2596

Папировка (2х) х Папировка (2-4-4-4х)2233

Антоновка плоская (2-4-4-4х) х х Антоновка обыкновенная (2х)

79/3,2 249/6,0 69/3,4 27/1,2

2/0,3

66/2,9 32/2,7

шт. 121 681 78 37

б

112

60

16/13,0 314/46,0 0/0 ' 0/0

0/0

20/18,0 17/28,0

22 2X0

19 16

в том числе

2х Зх

Т

4»;

49

13 9

161

6 7

22

ы о

завязывается во всех изученных нами комбинациях такого типа -от 0,35» (Антоновка плоская, 2-4-4~4х х Антоновка обыкновенная, 2х) до (Уэлси, 2х х Уолси- р , 2-4-4-4х), то жизнеспособность гибридных семян от таких скрещиваний существенно различается. Так, в реципрокных комбинациях скрещивания диплоидных и тетрап-ловдных форм сорта Папировка жизнеспособных растений не получено. Нежизнеспособными оказались семена;полученные от скрещивания Антоновка плоская (2-4-4-4х) х Антоновка обыкновенная (2х). Относительно высокой жизнеспособностьо характеризовались гибридные семена от скрещивания диплоидной и полиплоидннх форм Уэлси.

Получение триплоидов возможно также и от скрещиваний типа диплоид х дкплоид. В результате анализа гибридных растений, предварительно отобранных по косвенным признакам, ввделены три-плоидяыв сорта Низкорослое (Скрыясапель, 2х х Пепин шафранный, 2х) и Память Семакину. Уэлси, 2х х 11-24-28 (сеянец Голден Грайма ) 2х .

Таким образом, от скрещивания ортоплоидных форм яблони (2х х 4х, 4х х 2х, 4х х 4х) получено в среднем более ЗОЖ дип-ноидных, 60$ - триплоиднык и около 4% тетрзллоидннх сеянцев. Диплоидные и триплоиднне гибридные сеянцы служат материалом тля отбора новых хозяйственно-ценных сортов. Тетрапловдные сеян-■ды представляют большой интерес для дальнейшей селекции на полиплоидном уровне, как новые исходные формы - доноры диплоидных ?амет. Из семьи Орловская гирлянда (2х) х Уэлси- Р(2-4-4-4х) зьделен отборный тетраплоидный сеянец 25-37-45 с крупными (150г), румяными плодами (оценка внешнего вида 4,4 балла), вкусовые сачества оценены на 4,3 балла. Сеянец заслуживает использования ;го в качестве источника диплоидных гамет для получения трипло-

1дов.

-Sg.-

II- 2.6. Потомство от скозщивания анортсплоидных форм ябяони

Многие триплоидные сорте яблони благодаря своим высоким качествам привлекают внимание селекционеров как исходный материал для получения новых сортов. Попытки селекционного использования триплокдов яблоки предпринимались неоднократно. Однапо,. чаще всего исследователи приходили к выводу, что в потомстве тришоидов образуется преимущественно анеуплоидные растения, которые не имеют практического значения (Hoffett, 1931; Hebel, 1933}. Тем не менее, позднее с участием некоторых триплоидных сортов получено значительное число .новых сортов. Например, Early Goldeii Гра%шге йкское х Голден Дел инее); Babbitt (сеянец сорта Болдуин), Ауксис (Мекиктош к Графекштейнское), Спартак -(сеянец сорта Иаропай), Удмуртское осеннее ^Шаропай х (Боровинка х Бельфлер-китайка)J. Большое количество новых сортов получено в Англии с использованием известного трйплсидного сорта Пепин Рибстона: Earon Liebig, Bedford Pippin, Bexly Pippin, Сох'в Pomona, Bowel'о Pippin, Freiherr von Berlepsch и др. (Седов, Краеова, 1981).

С целью выяснения ценности триплоидов в качестве исходных форм для получения новых хозяйственно полезных сортов во ВНИИСБН проводили интерваленткыз ■"' скрещивания по типу Зх х 2х, 2х х Зх, Зх х 4х, 4х х Зх. В качестве анортоплоидного компонента использовали такие известные триплоидные сорта, как Бобовое, Болдуин, Веллингтон, Вильгельм, Витязь, Делкон, Красное Айзера, Мутсу, Пепин Рибстона, Слава мира, Старг;, Шаропай, Штеттинское красное. Часть скрещиваний проведены в селекционных садах ВНИИСПК часть на Волгоградской опытной станции ВИР, на Крымской помо-

логической станции ВИР и в Украинском НИИ орошаемого садоводства. Всего были выращены и проанализированы гибридные сеянцы от. 25 гибридных семей.

Цитологический анализ гибридов из этих семей показал, что в среднем, по всем комбинациям получено 61,5$ - диплоидных, 13/5 - тришоидных, 1,9% - тетраплоидных, 0,1% пентаплоидных и 35,255 анеуплоидных сеянцев, Следует отметить, что более высокий процент анеуплоидов наблвдается в семьях, когда триплоид используется в качестве материнской исходной формы (табл.6). В группе скрещиваний Зх х 2я он достигает 62,5%, а в группе Зх х 4х - 95,72 от общего числа растений в гибридной семье. Когда в качестзе материнской формы взят ортоплоидный компонент, доля анеуплоидных сеянцев значительно меньше всего 3,6 - 29,6$, а число диплоидных сеянцев существенно'возрастает - от 59,Щ до 96%. Происходит это, по всей вероятности, в результате предпочтительного оплодотворения пыльцой со сбалансированным числом хромосом. Анеуплоидные сеянцы в подавляющем бользкнстве случаев развиты слабее, чем диплоидные. Так в скрещиваниях . 2х х Зх и Зх х 2х средняя высота диплоидных растений 60,9 см, а анеуплоидных лишь. 33,1 см. Часто наблюдается гибель анеуплоидных гибридных сеянцев на ранних стадиях. ■

III. РЕЗУЛЬТАТЫ ЩЛЕШШРАВЖШОЙ СЕЛЕКЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПОЛИПЛОИДНЫХ ФОРМ ЯБЛОЩ

III. I. Селекционная ценность гетероплоидных скрещиваний разного типа'

Целенаправленная селекция яблони с использованием полиплоидных форм во ВНИИСПК начата с 1950 года (Седов, 1981, 1983,

1885; Седов, Седыаева, 1979, 1983) . Общий объем скрещиваний по этоау разделу к настоящему • времени приближается к 500 тыс. цветков. От гибридизация подучено почти 67000 (66971) семян и выращено £8000 однолетних сеянцев (Седышева, Седов, 1994).

Результаты гибридизации по основная группам скрещиваний -представлены в таблице 10,

р

Таблица 10

Результативность скрещиваний с использованием полиплоидных форм яблони .

Типы скрещиваний ¡Опылено ¡Получено семян ; Выращено сеянцев ' '

!цветков ! шт.' 1 к ^ ! ошрен-! цв.! ; I ШТ'. !в % от !высеян-!ных се-!ыян 'в % к от ! легаш 'цветком !

4х х 4х 8495. 775 9 Д 312 . 4^ 3,7

4х х Зх 1363 23 1,7 4 17,4 0,3

4х х 2х 90061 8335 9,3 3143 43,0 . 3,5

Зх х 4х 2779 128 4,6 50 33,1 1,8

Зх х Зх 720 0 0 0 0 0

Зх х 2х 8566 2039 23,8 514 . 25,7 6,0

2х ж 4х 329070 50951 15,5 22070 48,9 6,7

2х х Зх 26684 1762 . 6,6 1193 67,7 4,5

2х х 2х* 309473 118001 38,1 57030 57,3 18,4

Примечание: х Взяты данные только за 1989-1991 гг.

Следует отметить, что самый низкий выход семян получен в комбинациях скрещивания с участием триплоидов. В среднем по всем таким комбинациям он составляет 9,8% семян по отношению к числу опыленных цветков. В разных типах скрещиваний этот показатель варьирует от О (Зх х Зх) до 23,8% (Зх х 2х). Послед-

.•; ■ V' -35 - .

ний тип С1фещивания по результативности (выход семян по, отношению к числу опыленных цветков) уступает лишь группе валентных скрещиваний (2х х 2х), где получеко 38,1$ семян. Однако жизнеспособность семян в скрещиваниях Зх х 2х значительно ниже^чем в других комбинациях. Кроме того,.часть сеянцев в комбинациях с участием, триплоидов гибнет на"ранних стадиях развития,вероятно^ потому, что нарушения в составе генома у них очень велики. В результате, если при скрещивании диплоидных сортов (2х х 2х) получено 18,4% сеянцев по отношению к числу опыленных цветкоз, то виход сеянцев в комбинациях с участием полиплоидных (ортоплоид-ных) форм составляет всего 6,05? т.е. в 3 раза меньше, а с участием анортоплоиднш: форм и того меньше - лнпь 4,4%. Эти даптв свидетельствуют о том, что в практической селекции с участием полиплоидных форм для получения достаточного гибридного фонда объем гибридизации необходимо увеличить з 3-4 раза, а по отдельным комбинациям скрещивания аба более раз, по сравнения с объемом гибридизации на диплоидном уровне.

III. 2. Развитиэ сеянцев от гегероплокдтос скрещиваний в селекционной школке

О характере роста сеянцев от скрещиваний разного типа и разной плогщности судили по промерам их в школке сеянцез к концу вегетации на второй год жизни. Установлено, что самые слабые и кал ожизне с по с об низ сеянцы погибают в первый год жизни, особенно в комбинациях с участием триплоидов. После такой естественной Еыбракозки остальные сеянцы мало отличаются по силе роста от сеянцев диплоидных сортов. Тем не менее, следует отметить следующее: четкой закономерности в различиях по силе роста а эа-

висшости от плоидности потомства не набледается. Так в шести из одинадцати комбинаций скрещивания типа 2х х 4х диплоидные сеянцы развивались лучше трицлоидашх, в пяти комбинациях, наоборот, тришюиднке растения превосходили по силе роста диплоидные из тех се самых семей. Так, что на наш взгляд, нет достаточных оснований утверждать, что орипловдньи растениям свойственно более мощное развитие.

В скрещиваниях типа 4х х 2х потомство состоит в основном из триплоидов и тетрадяоидоз. Во всех изученных нами семьях тетраплоидные растения в 1,5 - 4 раза уступают по силе роста триплоидным из той ае семьи. Как правило, тетраплоиды от таких скрещиваний отличаются карликовш ростом. Мы предполагаем, что они возникли в результате самоопыления и угнетенность в росте -- результат.ийреданрй депрессии. В отличие от этого, тетраплоидные сеянцы, формирующиеся в скрещиваниях типа 4х х 4х, по силе роста не уступают дкплоидгаы и тршловдкш растениям. По всей вероятности, здесь благотворно сказывается опыление пыльцой другого сорта. Среди этих сеянцев, можно будет ввделить тетраплоадные формы, цредставдящие ценность как исходные для дальнейшей селекции на полиплоидном уровне.

Характер развития гибридных сеянцев от скрендоанкя с три-пловдаии проследили на нескольких семьях типа 2х х Зх, Эх х 2Ьс, 4х х Зх, Зх х 4х. В таких скрещиваниях формируются гнбрцдявз растения с диплоидным, трицзоццшвг, тетраплоидкам и анеуллоцд-кым набором хромосом. Отмечено, что анеуплоядше сеянцы (сеянцы с числом хромосом, не^фатшм основному) развеваются значительно слабее, чем эуплоиднне. Причем, в том случае, когда материнская форма имеет ертопкопдпое число хршоссм, анеушоид-

ное гибридное потомство развивается несколько лучше. Сделанные выводы подтверждаются статистически (табл. II). По всей вероятности, можно предположить, что наличие нормального (гаплоидного или диплоидного) числа хромосом в гаметах материнской исходно'! Форш более благотворно сказывается на развитие гибридного потомства,. нежели нормальное число хромосом в отцовских гаметах. В общей сложности в гибридных семьях, полученных с участием триплоидов, выбраковывается более 90£ растений, в то время как в семьях, где скрещивались ортоплоидные формы - лишь 502.

Таким образом, результативность селекционной работы с использованием триплоидных- форм весьма невысока. Чтобы получит! достаточное для отбора по комплексу хозяйственно ценных признаков количество гибридного материала, нужно многократно увеличить объем гибридизации по сравнении с объемом гибридизации ортоплоиднкх форм. Тем не менее, и среди анэуплоядного потомства возможно ввделить экземпляры, не уступающие по своему развитию эуплоиднш растениям. Как правило, это формы, имеющие набор хромосом близкий, к эуплоидному.

III.3. Развитие сеянцев от гетероплоидннх скрещиваний в селекционных садах

В селекционном саду также как и в селекционной школке, четких закономерных различий по силе роста сеянцев разной плоид-ности не наблюдается. Было проанализировано 460 триплоидных и 249 диплоидных сеянцев (табл. 12). В результате, в восьми сетясх из четырнадцати деревья триплоидных растений имели больший диаметр штамба (в том числе в двух случаях разница была, существенной), в пяти семьях триплоидные сеянцы уступали по аиаметру атакба диплоидным (в двух случаях существенно) и в

Таблица II

Высота двухлетних сеянцев от разноплоидньи скрещиваний -гг—г~п:—

г г г г т

%-Х1 ГХю-Х^Хц-^ ! I

№№ '¡Тип скре-п/п(шивания 1 Плоидность1^° !

I. 2х х Зх Диплоиды 191

2. Зх х 2х Диплоиды 79

3. 2х х Зх Триплоиды I

Й. Зх х 2х Триплоиды 2

5. 2х х Зх Анеуплоиды 9

6. Зх х 2х Анеуплоиды 86

7. 4х х Зх Диплоиды 97

8. Зх х 4х Диплоиды I

9. 4х х Зх Триплоиды 6

10. 4х х Зх Тетрашоиды 7

И. 4х х Зх Анеуплоиды 45

12. Зх х 4х Анеуплоиды 41

?

I

70.0 -

60.1 9,9 24,0 46,0 76,0 -6,0 58.9, 11,1

28.2 41?3

36,1 -15,9 -52

1,2 -34,9 17,1 - - - ' мм т

31,9 -4,2 47,8 30,7 -114,8 -44,Т -54,Т -90,§-38,8 -55,Т-86,1Г -

124,0-54,0 -63,9-100,0-48,0-65,1-95,8-9,2 ** *

1Г9.2 -49,2 -59,1 -95,2 -43,2-60,3 -91,0 ^4,4 24,1 45,9 36-0,1 51,9 34,8 4,1 90,7

** . I«

48,6 21,4 11,5 -24,6 27,4 10,3 -20,4 6б,2

«ом * вЬе*

43,6 26,4 16,5 -19,6 32,4 15,3 -15,4 71,2

-4,8 - . • « ***

99,9 65,1

75,4 70,6

80,4' 75?Г

I

1лЗ

■О?

-24,5 -19,5

5,0

Условные обозначения; * разница доказывается с Ьероятностью 0,95

' 1 разница доказывается с вероятностью 0,99

»' , "

* * * разница доказывается с вероятностью 0,999

одной семье деревья разной плоядности не различались по диаметру штамба. '

- Таблица. 12

Сравнительная характеристика сил« роста сеянцев яблони, разной плоидности (примеры 1992 года)

Название гибридной семьи ^сти" ,цев, - »

¡'Уровень ¡Учтено ¡Диметр штэм-¡Высота ------ ----------¡дерева,м

7 ——г=—~

! х 1Х1"Х2

плоид- "сеян- ¡ба, мм

шт. I I

,—_——_

!Х1_Х2

I 2 3 4 3 6 7

Селекционный сад Р 20 посадки 1982 г.

Коричное полосатое х Уэлси тетраплоидный Зх 18 119 - 5,1 -

Коричное полосатое х Уэлси тетраплоидный 2х 26 94 25** 4,7 0,4

Скршапель х Антоновка плоская Зх 9 107 - 4,4 -

Скрыкапелв х Антоновка плоская 2х 24 99 8 4,3 0,1

Антоновка обыкновенная х к Уэлси.тетраплоидный Зх 4 117 _ 5,2 -

Антоновка обыкновенная х с Уэлси тетраплоидный 2х 18 103 14 4,4 0,8*

Зетеран х Антоновка плоская Зх . 38. 89 . - 4,0 -

ветеран х Антоновка плоская 2х 10 85 4 3,7 0,3

)рлик х Антоновка плоская Зх 35 6й - 4,1 -

флик х Антоновна плоская 2х 0 109 -24 0,6

Селекционный сад № 22 посадки 1984 г •

0523 х Антоновка плоская Зх 85 70 - 3,3 _

■К 0523 х Антоновка плоская 2х 21 90 -20*** 3,9 0,6х*

814 х Антоновка плоская Зх 10 61 - .. 3,2 -

814 х Антоновка плоская 2х 5 89 -28* 4,3 1,1

- 4 С> -

Продолжение таблицы 12

I ] 2 ! 3 1 « ! 5 ! ! 5 ! ,6 | 7

814 х Мекинтод тетрап- ЛСЗД1ШЙ Зх 4 99 4,7

814 х Мекиятош тетрап-лоидный .21 128 102 -3 4,1 0,5

814 х Иьлирсвка теграп-лоидная ' ЗХ " 15 100 - 4,3

814 х Пашровха тетрап-лоидная 2х 41 93 7 4,5 0,2

Селекционный сад 26 посадки 1987 г.

Антоновка обыкновенная х,. Джаент Спай Зх 31 48 - 2,8 _

Антоновка обыкновенная Дкаент Спай 10 40 8 2,3 0,5*

П-24-26 х Уэлси яет-рацлоидний Зх 58 47 - 2,8 -

11-24-28 х Уэлеи тет-раплоидный 2х 3 29 18х 2,6 0,2

Северний синап х Уол-си тетрапяовдный Зх 77 48 - 2,8 -

Севера синап х Уэлси тетраплоидный 2зс II 42 6 2,7 0,1

Орловская гирлянда х Антоновка плоская Зх 51 41 - 2,5 -

Орловскся гирлянда х Антоновка плоская 2х 31 41 0 2,5 0

Орлик х Антоновка плоская Зх 25 37 - 2,4 -

Орлик х 'Антоновка плоская 2х 13 48 -II 2,7 0,3

По высоте дерева в восьми семьях триплоиды превосходили диплоидные растения, в пяти семьях, наоборот, триплоиды уступали диплоидам и в одной семье те и другие сеянцы не различались по силе роста. Следовательно, и среди триплоидных сеянцев можно

тобрать растения с более низкими показателями силы роста (капри-ер, триплоидный сорт Низкорослое), что является важным услови-м для создания интенсивных садов. Отмечено, однако, что в боль-инстве случаев триплоиднке сеянца имеят более широкую листовув ластинку, характеризуются большей площадью листа по сравнению диплоидными, большей массой листа, большими удельным весом иста (Седшева, Седов, 1994), что дает основание предположить, то листья триплоидоз обладают более высокой фотосинтетической пособностью.

Существенные преимущества триплоидов по сравнению с диплои-ами отмечены при изучении товарных качеств плодов.

Таблица 13

Характеристика плодов у сеянцев разной плоидности

Комбинация скрещивания

| 2л »

I

Число ¡Средн.¡Высота ¡Ширина

¡раст., ¡вес I ¡плода, ¡плода,

' пт„ плода, ( мм ; мм I I" \

Индекс плода

Узлси х Антоновка плоская (2х х 4х)

Зх 2х

Антоновка обык- Зх ксвенязя х Уэлсй--М (2:о:4х) 2х

17 3 16 2

194 82 169 102

65 52 62 55

78 58 75 62

0,8 0,9 0,8 0,9

¡Сак правило, плоды триплоидных сеянцев более крупные, по сравнению с плодами диплоидных сеянцев. Средний вес одного пледа триплоидов существенно превышает таковой у диплоидных растений той же семьи (Табл. 13), хотя б пределах одной семьи масса плода может варьировать в довольно широких пределах.

Наблюдается тенденция уменьшения индекса плода у триплоидных форм, то есть плоды их более плоские, чем у диплоидных из той же семьи.

Таким образом анализ данных изучения товарных качеств плодй у сеянцев разной пяоидности убедительно показывает перспективность триплоидных сеянцев и свидетельствует о больших возможностях создания высокотоварных крупноплодна сортов яблони на тр$:плоидноы уровне.

1У. Хозяйственно-биологическая характеристика тригшоидных сортов я элитных сеянцев яблони

В результате изучения гибридного фонда по разделу селекция яблони на полиплоидном уровне яццелени ряд элитных сеянцев и отборный форм-, представляющих интерес либо как кандидата в сорта, либо как исходные формы. -

Низкорослое (Зх). Получен от скрещивания в 1354 г. двух диплоидных сортоЕ -Скртапсль х Пепин шз^ранный. Предположительной нередуцированной бвча яйцеклетка сорта Скрижапель,

. Деревья - естественные полукарлики, Сорт-зимостойкий, скороплодный, высокоурожайный. Привлекательность плодов оценивается на 4,3 балла. Дегустационная оценка 4,0 - 4,2 балла.

Созревает во второй половине сентября. Плода сохраняются до конца февраля.

Сорт проходит государственное испытание в ряде областей.

Память Семакину (14-133-45) Получен от скрещивания в 1974 году двух диплоидных сортов Уэлси х 11-24-28 (сеянец Голден Грайыа) . Сорт достаточно зимостойкий в условиях Орловской области. Плоды крупные (средняя масса 211 г), одномерные. По внешнему виду плоды оцениваются на 4,5 балла, по вкусу - на 4,2 балла. К парше плодов и листьев сорт устойчив. Урожайность высокая, регулярная по годам.

Сорт представлен на государственное испытание и интенсивно размножается для производственного испытания.

У

Элитный сеякея 14-79-80 (Зх). Получая от скрещивания диело-дного сорта с тетрЕПЛоидшм Антоновка обыкновенная х Уэлси тзт-аллоидннй.-

Сеянец с плодами ¡тоздпеосеннего срока созревшкя. Вполне iKMOCToeií в условиях Орловской области. Среднеустойчив к парше.

Плоды крупные (140 г), по-знешнсму виду оцениваются на I,-4, балла, по вкусу - на 4,1 балла. Отличается регулярный плодоношением.

Элитный сеянец 14-130-56-(Зх). Получен от скрещивания дип-юидного сорта с тетраплоидным. Антоновка обыкновенная х Уэлси гетраплоидннй. '

Плода вшзсредкей величины (I20-I5Q г). Внесший вид оцени-1ается на 4,3-4,4 балла, вкус - 4,0-4,1 балла. К парие плодов [ листьев устойчив.. Сорт достаточно зимостойкий з условиях Ор-:овской области с ежегодным плодоношением, зимнего срока созре-;ания.

Элитный сеянец 14-131-67 (Зх). Получен от скрещивания элси х Антоновка плоская (2х х 4х). Деревья достаточно зимос-ойкиэ в условиях Орловской области.

Плоды крупные (170-240 г). По внешнему виду оцениваются а'4,3 балла,- по-вкусу - на 4,2 балла.

Сорт урожайны^ с регулярным плодоношением. Съемная зре-ость наступает в начале сентября. Плоды хранятся до конца де-абря. К парше плодов и листьев устойчив.

Элитный сеянец 14-131-87 (Зх). Получен от скрещивания сор-ов Уэлси х Антоновка плоская (2х х 4х).

Плоды крупные (140-180 г), выглядят нарядно (по внешнему иду оцениваются на 4,3-4,5 балла). Дегустационная оценка -: балла. Сравнительно устойчив к парше.

Элитный сеянец 20-67-8 (Зх). Получен от скрещивания сортов Мантат з Папировка тетраплоидная (2х х 4х).

Плоды крупные (130-165 г), средней одномерности. Внешний вид - 4,3-4,4 балла, вкус - 4,2 балла. Характеризуется высокой ежегодной -урожайность».

Элитный сеянец 23-14-123 (Зх). Получен от свободного опыления диплоидного сеянца 814. Характеризуется поэднелетниы созреванием ,#обладает иммунитетом к яарае (ген*У^ ). Урожайный, с плодями вьпесреднего размера (120-340 г). Привлекательность плодов оценивается на 4,3 балла, вкус - также на 4,3 балла. Съемная зрелость наступает во второй половине августа.

Отборный сеянен 26-47-105 (Зх). Получен от скрещивания сортов Мантет ж Папировка тетраплоидная (2х х 4х).

Плоды летнего срока созревания, крупные (140 г). По внешнему виду оцениваются на 4,4 балла. Вкус приятный с гармоничным сочетанием сахара и кислоты, оценен в 4,3 балла.

Сеянец заслуживает немедленного размножения и дополнительного изучения.

Отборный сеянец 26-47-161 (Зх). Получен от скрещивания сортов Мелба х Папировка тетраплоидная (2х х 4х).

Плоды крупные (180 г), золотистые без покровной окраски. Оценка внешнего вида 4,3 балла,вкуса - 4,2 балла. Срок созревания плодов летний (первая декада августа). Сеянец заслуживает размножения и дальнейшего изучения.

Отборный сеянец 25-37-45 (4х). Получен от скрещивания сортов Орловская гирлянда х Уэлси тетраплоидный (2х х 4х). По всей вероятности, тетраплоид возник в результате объединения нередуцированной яйцеклетки и диплоидной пыльцы отцовской формы.

Плоды 1фупные (150 г), румяные. Оценка внешнего вида -

-45 -

-4,4 балла, вкуса - 4,3 балла.

Сеянец заслуживает изучения и использования в качестве донора диплоидных гамет с высокими товарными и потребительскими качествами плодов.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДИ

I. Проведенные исследования позволили разработать рациональную селекционную схему создания триплоидных форм яблони с использованием тетрашгоидов в качестве исходного материала.

'¿. Большинство изученных нами тетраплоидных (Тюрм характеризуются относительно правильной конъюгацией. В среднем на I МКП приходится от 28,3 (Мекинтта, 4х) до 33,Ь (Напировка, 2-4-4-4х) ассоциаций. (В норме - 34 ассоциации). Судя по распределению хромосом на стадии анофаза-П мейоза, тесло микроспор, содержащих 34 хромосомы (П. = 2х) составляет от 20$ (Антоновка плоская) до 65,5$ (13-6-106, сеянец сорта Суворовец).

3. В качестве доноров диплоидных гамет для селекции на полиплоидном Уровне можно рекомендовать следующие формы: Антоновку плоскую (2-4-4~4х), Джаент Спай (2-4-4-4х), Папировку тет-раплсидную (2-4-4-4х), УэЛси тетраплоидный- Р (2-4-4~4х) и форму 13-6-106 (сеянец сорта Суворовец) (4х). Две другие формы -•

- Уэлси тетраплоидныЙ-М (2-4-4-4х) и Мекинтоп (4х) в результате своеобразных отклонений в ходе мейоза, приводящих к формированию значительного количества гаплоидной пыльцы, дают очень низкий выход полиплоидных сеянцев в интервалентных скрещиваниях и, вследствие этого, использование их с целью получения трипло-вдов следует ограничить.

4. Сравнительное изучение мейоза при микроспорогенезе -у полиплоидных форм и их диплоидных аналогов позволило установить,

•-46-

что у тех и у других встречается одни и те же типы нарушений, различается лишь их частота. У полиплоидной формы нарушения отмечаются значительно чате, чем у ее диплоидного аналога.

5. Увеличение линейных размеров структур генеративной сферы полиплоидных форм в 1,03 - 1,3 раза по сравнению с диплоидными является характерньзм признаком полиплоидного состояния изучаемой форма. ' *

6. У полиплоидных форм количество аномальных зародышевых мешков в 1,5-2 раза больше,-чей у их диплоидных аналогов. Вероятно, увеличение числа наборов хромосом, а следовательно,.и массы генетического материала,- значительно усложняет цроц-зссн, связанные с дифференциацией женской генеративной сферы.

7. Несмотря на наличие разного рода нарушений в процессе„ формирования женского гаметофита у большинства полиплоидных фор; образуется от 80% (Антоновка плоская, 2-4-4-4х) до 65% (Джаент Спай', 2-4-4-4х) нормальных длплоидикх зародышевых мешков. У сортов Мекинтош (4х) и Уэлси тетраплоадный-Ы (2-4-4-4х) образуется некоторое количество гаплоидных яйцеклеток, что необходимо учитывать при планировании объема гибридизации.

8. Гетероплоиднне скрещивания ортопловдшй форм типа

2х х 4х; 4х х 2х являются наиболее эффективными для массового получения триплоидов с целью последующего отбора среди них новых ценных сортов. В гибридном потомстве таких с(фещиваний в среднем получено около 70% полиплоидных растений. Однако получение триплоидов возможно и от скрещиваний типа 2х х 2х в случае способности одного из родителей формировать нередуцированные гаметы.

9. Цитологический анализ гибридного потомства, полученного с участиал триплоидов (Зх х 2х, 2х х Зх, 4х х Зх, Зх х 4х)

>

оказал, что б среднем по всем комбинациям получено 61,5% дип-оиднкх, Ш триплокдннх, 1,9ь тетраплоиднкх 0,155. пентаплоидкых 35,2$ анеуплоидных сеянцев- Белее высокий процент анеуплоидов аблюдэется, когда триплоид используется как материнская форма, груше скрещиваний Зх х 2х он составляет 62,5$, а в группе х х 4х - 93,7^. Таким образом,...гётерошюидныо скрещивания с частаем триплоидов не могут иметь,- большого практического зка-ения, так как сеянцы с несбалансированным числом хромосом ха-актеризуются в подавляющем большинстве случаев слабым развити-

10. Выход сеянцев по отношению к числу опыленных цветков т скрещивания диплсидов (&с х 2х) составляет 28,4%, в комбина-нях интервалентных скрещиваний с участием тстрапдоидных форм 2х х 4х, 4х х 2х) - 6,0% с участием триплоидних форм (Зх х 2х, 2х х Зх, 4х х Зх, Зх х 4х) - лишь 4,6$, Эти данные сэидетельст-уют о том, что в практической селекции с участием полиплоидных орм для получения достаточного гибридного фонда объем гябриди-ации необходимо увеличивать в 3-4 и более раз по сравнению с бъемом гибридизации на диплоидном уровне.

XI. По результатам изучения характера развития гибридного этсмства от гетероплоидных скрещиваний в селекционной школке в селекционном саду четких закономерных различий по силе роста зависимости от уровня плоиднойти потомства не наблюдается. Вн-зта гибридных, сеянцев варьирует в широких пределах . Как среди шлоидоэ, так и среди триплоидон йотою отобрать и сильнорослые ¡степил, и растения со сдержанным ростом.

Анализ данных изучения товарных качеств плодов у сеянцев-юной плоидности убедительно показывает перспективность три-юидных сеянцев. Все это свидетельствует о больших возможностях

создания высокотоварных, крупноплодных сортов яблони на трипло-идном уровне.

12. По результатам изучения гибридного фонда по разделу селекция яблони на полиплоидно« уровне вццелено II триплоидных элитных и отборных сеянцев (в том числе 2 формы переданы на государственное испытание), отличающихся высокотовартми плодами . в сочетании с их'высокими вкусовыми достоинствами, относительной зимостойкость», устойчивостью к парше и регулярным плодоношением.

13. Селекционным путем, от скрещиваний типа 4х х 4х,

4х х 2х, 2х х 4х созданы новые тетраплоидные формы яблони - источники диплоидшгх гамет, что позволит значительно расширить набор исходных форм для дальнейшей селекционной работы на полиплоидном уровне.

14. Эффективность практической селекции яблони на полиплоидном уровне и научная ценность цитозмбриорогических исследований в значительной степени определились комплексностью, синхронностью и целенаправленное«» выполнения селекционных и цитоэмбриояоги-ческих разработок на всех этапах селекционного процесса, от подбора исходных форы до вьделения кандидатов в сорта.

РЕЮМЩАЩЙ ДНЯ ПРОИЗВОДСТВА И СЕЛЕКЦИИ

I. Для массового получения триплоидов рекомендуются интервалентные скрещивания ортоплоидннх форм диплоид х тетраплоид, тетраплоид х диплоид.

2. В качестве исходных форм - доноров диплоидных гаает рекомендуются полиплоидные формы: Антоновка плоская (2-4-4-4х), Дтаент Спай (2-4-4-4х), 13-6-106 (сеянец сорта Суворовец) (4х), Уэлси тетраплоидный-р(2-4-4-4х), Папировка тетраплоидная (2-4-4-4х).

3.. Рекомендуется модифицированная кетодика опаски соматических хромосом (Седылева, 1990). значительно повышающая результативность работы при массовых анализах плоидности гибридного потомства от интервалентных скрещиваний.

4. Рекомендуется ускоренно р&зшожить и испытать в условиях средней полосы России триплоидныз сорта Низкорослое, Память Сема-кину, в условиях института - .триплоидные элитные сеянцы (кандидаты в сорта): 14-79-80, 14-130-56, Г4-131-67, 14-131-8?, 20-67-8, 23-14-123, отборные триплоидные сеянцы: 26-47-105, 26-47-161 и тетраплоидшл? сеянец 25-37-45.

- SD - '

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЭЖ ДИССЕРТАЦИЙ

1. Седов E.H., Седшева Г,Л. Использование тетраплоид нкх форм в -селекции яблони// Седекция, сортоизучение, игротехника плодовых и ягодных культур. - Орел: Приокекое кн. изд-во. 1979. Т. 9. Ч. I. С. З-И.

2. Седоа E.H., Седышэва Г.Д. -Полиплоидия - один из путей повышения продуктивности яблони //Биологические основы продуктивности плодовых семечковых культур. (Материалы конференции) -М, изд-во "Наука". 19'«, С.83-84.

3. Седшева Г.А., Седов E.H. Цитологическое изучение сортов яблони и груши //Наука - производству. - Орел: Приокекое кн. изд-во. 1980. Т.10. Ч. I. С. 35-41.

4. Седов E.H., Седкшева Г.А. Селекция яблони на полиплоидном уровне //Садоводство. 1981, Е> 3. С.20-21. •

5. Седшева Г.А., Седов E.H. Цитологический анализ гибридных сеянцев яблони, полученных с участием диплоидно-тетраплоид-ных спортов //Наука - производству. Орел: Орловск. втд. Приокс-кого кн. изд-ва., 1981, Т. XI. С.25-29.

6. Седышева Г.А. Особенности мейоза у диплоидно-тетраплоид-ного спорта яблони Антоновка плоская //Наука - производству. Орел: Орловское отд. Приокск, кн. изд-ва. 1981. Т. XII. С.51-57.

7. Седышева Г.А. Цитологическая и цитоэмбриологическая характеристика сортов. Возможности использования полиплоидных форм в селекции //Каталог сортов яблони. Орел:. Орловск. отд. Приокского кн. изд-ва. 1981. С.95-104.

8. Седшева Г.А. Полиплоидия и селекция яблони //Селекция яблони в СССР. Орел. 1981. С.192-198

у- 51 -

9. Седшева Г,А. Влияние полиплоидии на состояние генера-ивноЯ сферы у яблони //Четвертый съезд ВОГиС им. Вавилова, ишинев. 1-5 февраля 1982 г. Тез. докл. Кшииев: Итиинца. IS82. .3. С. 166-167. \

10. Седшева Г.А. Состояние аэнской генеративной сферы у блони в зависимости от степени плондноста //Селекция, сорто-зучение, агротехника плодовых и ягодных культур. Орел: Орловс-ое отд. Приокск. кн. изд-ва. 1982. С.27-35.

•II. Седшева-Г.А. Особенности мсйоза при микроспорогенезе полиплоидных форм яблони //Развитие ?.!ут?.ской генеративной феры растений (морфо-фиэиологические аспекты). Всесоюзный галпозиум 26-28 апреля 1983 г. Сигзферополь. 1983. С.79.

12. Седов E.H., Ссдкзеаа Г.А, Исходные формы при селекции 5лони на полиплоидно« уровне //Основы подбора родительских

ар для скрещивания. Тез. докл. научн. конфер, Орел. 1983. C.I3.

13. Садшеаа Г.А., Седов E.H. Наркологическое изучение сор-эв яблони и груши //Прогрессивные приема возделывания и иоу-гкие сортимент^-плодовых и ягодных растений. Тула, Приокск.

и изд-зо. 1984. С.8-14.

14. Седов E.H., СеднцеЕа Г.А. Совещание по селекции ябло-1//Садоводство. 1984,, № 12. С.42-43.

15. Седов E.H., Седшева Г.А., Зеданов В.В. Состояние и ;рспективы селекции яблони на полиплоидном уровне //Селекция !лони на улучшение качества плодов. Орел. 1985. С. 169-178.'

16. Седов E.H., Седшева Г.А. Значение полиплоидии в-селенги яблони //Плодоовощное хозяйство.- М. агропрокиздат. 1985. 7. С.36-40.

17. Седов S.H., Седкпэза Г.А. Роль полиплоидии в селекции лонк.- Тула: Приокское кн. изд-во. 1985. 145 с.

18. Седшева Г.А, Особенности микроспорогенеза и формирования кзнского гакзтофита у диплоидно-тетраплоидной химеры сорта Панировка //Селекция, сортоизучевие, агротехника плодовых и ягодных культур. Тула: Прмокск. кн. изд-во, 1985. С.36-45.

19. Седов E.H., Седышева Г.А. Результаты использования полиплоидна* форы в селекции яблони //Интродукция, отдаленная гибридизация растений, озеленение. - КиЕЯнев. Штиинца. 1986, С.41-47. .

20. Седышева Г.А. Изучение микроспорогенеза и формирование женского гаметофита у яблони в связи с полиплоидией //Гаметоге-нез, оплодотворение и эмбриогенез семенных растений, папорт-ников, кхов. Тез. докладов 9 Всесовзн. совещания по эмбриологии растений. Кишинев, 1-2 декабря 19Э6 г. - Кишннзв, Штиинца. 1986. С. 70.

21. Седшева Г.А. Гетероплоидныз «фещиваяия в селекции яблони //Пятый съезд BOFhC им. Вавилова. Москва. 24-28 ноября 1987 г. Тез. докл. - М. 1997. Т.4. 4.4. C.I9I.

22. Седов E.H., Седышева Г.А. Селекция на полиплоидном уровне //Седекция яблони.- М. ВО Агропромиздат. 1989. C.I97-248.

23. Седышева Г.А. Особенности развития женского гаметофи-та у некоторых сортов яблони в связи с полиплоидией //Пути интенсификации садоводства и селекция плодовых и ягодных культур.-Тула: Приокекое кн. изд-во, 1989. С.41-48.

24. Седов E.H., Седышева Г.А. Перспективы селекции яблони с использованием полиплоидных форм //Вестник сельскохозяйственной науки.- И., агропромиздат, 1990, № I. С.140-144.

25. Седышева Г.А,Седов E.H., Серова З.М. Особенности роста полиплоидных сеянцев в гибридной школке //Сорта и технология

для современного сада. - Тула: Приокское кн. изд-во, 1990. С. 16-23.

26. Седдаева Г.А. К методике окраски соматических хромосом у плодовых растений //Сорта и технология для современного сада.-Тула: Приокское кн. изд-во, 1990. С.24-27.

27. Седышева Г.А,, Седов E.H., Серова 3М. Использование триплоидных форм яблони в селекции //Селекция,, сортоизучение, репродукция, агротехника плодовых культур.-Тула: Приокское кн. изд-во, 1992. С.10-21.

28. Седшева Г.А., Седов E.H. Задачи и возможности селекции яблони на полиплоидном уровне //Управление генетической изменчивостью сельскохозяйственных растений. Тез. докладов междукар. симпоз. Ялта 29.09 - 1.10. 1992 г. - Ялта. 1992. С.79-80.

29. Седышева Г.А. Цитологический анализ полиплоидных форм яблони //Шестой съезд БОГиС им Вавилова. Минск 24-27 ноября 1992 г. Тез. докл. - Минск. СЛ36.

30. Седьшева Г.А. Плоидность сортов и гибридных форм яблони //Селекция и сорторазведение садовых культур. - Орел: Приокское кн. изд-во, 1992. С.58-63.

31. Седов E.H., Седшева Г.А. Полиплоидия в селекции яблони //Отдаленная гибридизация и полиплоидия в селекции плодовых и ягодных культур. Тез.. докл. на секции садоводства РАСХН. Орел, 3-6 августа 1993 г. Орел.' 1993. С.49.

32. Седышева Г.А. Состояние эмбриональных структур у полиплоидных форм яблони //Отдаленная гибридизация и полиплоидия в селекции плодовых и ягодных культур. Тез. докл. на секции садоводства РАСХН. Орел, 3-6 августа 1993 г. Орел, 1993. С.50.

33. Седов E.H., Седшеза Г.А. Некоторые рузультаты.по селек-

ции яблони на полиплоидном уровне (в печати).

34. Седшева Г.А., Седов E.H. Полиплоидия и селекция яблони. - Орел, йзд-во ВНИИСПК, 1994. С.272.

Отп". в отделе оперативной полиграфии Орловского, областного управления статистики. Тира*/,/' экз. Закаа