Фертильність і життєздатність пилкових зерен безнасінних і насіннєвих сортів винограду та гібридних саджанців

УДК 634.8:631.521.3

В. Р. Ройчев. Аграрний університет, Болгарія, Пловдив

Наведено результати досліджень з визначення фертильності та життєздатності пилкових зерен безнасінних і насіннєвих сортів винограду та гібридних саджанців, вирощених з метою селекції.

Фертильність пилкових зерен специфічна і висока в усіх досліджених безнасінних і насіннєвих сортів винограду та гібридних сіянців – у середньому 92,20-99,80%, життєздатність – 14,20-49,80%. Енергія проростання пилку і розвитку пилкової трубки у дослідних сортів зростає з четвертої по шістнадцяту годину після висіву зразка на поживні середовища. Найбільшого розміру їх довжина досягає у сорту Болгар (362,78 мкм), далі йдуть Русалка (310,83 мкм) і Русалка 1 (305,17 мкм), а ширина дещо збільшується від основи до вершини, найбільше у сортів Недельчев В1-4 (10,7 мкм) і Болгар (10,1 мкм).
Дослідження щодо виявлення фертильності та життєздатності пилкових зерен безнасінних сортів розкриває можливості їх використання в селекційній роботі по комбінаціях схрещування з метою виведення нових сортів і форм елітного винограду. Пилок є об’єктом морфологічних, цитоембріологічних, скануючих електронно-мікроскопічних та інших видів досліджень [1-5]. Згідно з Okamoto et al. [6], рильця виноградної лози містять деякі низькомолекулярні гідрофільні речовини, які пригнічують проростання пилку та ріст пилкової трубки. Геном пилку контролює, хоча й частково, мікроспорогенез, проростання насіння та ріст пилкової трубки [7].

Виявлення життєздатності та фертильності пилкових зерен у всіх безнасінних сортів винограду, що вирощувалися в ампелографічному сортименті, проводили в період 2002-2006 рр. в науковій лабораторії кафедри виноградарства Аграрного університету в Пловдиві. Досліджено 56 безнасінних сортів, два насіннєві та три гібридні сіянці, що відрізняються типом квітки. Пилок збирали в період дружного цвітіння лози. Плодючість визначали опосередковано за допомогою ацетокармінового фарбування за методом Шардакова, а життєздатність – безпосередньо методом пророщування in vitro на предметному склі, покритому шаром агар-агару та 20% розчином сахарози. З метою більш точного визначення здатності пилку до запилення досліджували енергію його проростання та ріст пилкових трубок методом вологої камери в термостаті за температури 28°С (Терзійський, 1988). Через 4, 8 і 16 годин реєстрували пророслі пилкові зерна.

У дослідницькій і особливо в селекційній роботі з усіма культурними рослинами часто виникає необхідність визначення фертильності та життєздатності пилку. Значення цих двох показників неоднакові за роками досліджень (табл. 1).

Таблиця 1
Фертильність і життєздатність пилку в перевірених безнасінних і насіннєвих сортах винограду та гібридних саджанцях з різними типами квіток

Продовження таблиці 1

Кінець таблиці 1

Специфіка плодючості полягає в тому, що вона залишається значно високою у всіх сортів. Його середні значення коливаються від 92,20% для сорту Рауча Бяла до 99,80% для сортів Ділайт, Кишмиш Молдавський, Кишмиш Ранній, Кишмиш Хишрау, Нишава, Коларовец, Гібрид В-6 і Кишмиш Ваткана. Лише у сорту Мускат Султаніна значення ознаки плодючості у відсотковому співвідношенні протягом усіх років досвіду залишається відносно низьким – у середньому 61,60%, а також у Кишмишу чорного – 66,00%. У всіх сортів після фарбування ацетат-карміном спостерігається особлива структура пилку. Висока плодючість і у насіннєвих сортів — у середньому 98% у сорту Болгар і 93,20% у сорту Чауш. Слід зазначити, що у сорту Чауш із функціонально жіночим типом квітки пилкові зерна забарвлені в світло-рожевий колір. Для гібридних саджанців характерні різні типи квіток: Гібрид 30-2 - двостатевий саджанець, Гібрид Ш-4 - саджанець з функціонально жіночим типом зацвіття, Гібрид 11-12 - безнасінний саджанець з функціонально жіночим типом зацвіття. У рослин усіх трьох груп, незалежно від типу квітки, фертильність пилку дуже висока — 99,40-99,80%.
Життєздатність пилку всіх досліджуваних сортів коливається в більш широкому діапазоні порівняно з їх фертильністю – в середньому від 14,20 % для Кишмишу чорного до 49,80 % для Русалки 1. Цей показник ще яскравіше виявляє сортові відмінності за роками досліджень та отримані середні значення. У деяких сортів різниця досить помітна, але середні значення в більшості випадків досягають приблизно 30-40%. З насіннєвих сортів пилкові зерна життєздатні тільки у сорту Болгар - в середньому 50,40%, що перевищує всі показники випробуваних безнасінних сортів винограду. У сорту Чауш зростання пилкової трубки не спостерігається через функціонально жіночий тип квітки, а показник життєстійкості не враховано. Така ж тенденція спостерігається і у гібридних проростків, у яких життєздатними є лише пилкові зерна двостатевого проростка Гібрид 30-2. Сіянці з функціонально жіночим типом квітки – насіннєвою та безнасінною – Гібрид II1-4 та Гібрид II-12 не мають життєздатних пилкових зерен за всі роки досліджень (табл. 2).
У таблиці 2 наведено динаміку проростання пилкових зерен та росту пилкових трубок у досліджуваних безнасінних та насіннєвих сортів винограду. Він є специфічним для окремих сортів і в більшості випадків поступово зростає з часом, оскільки його зберігають у чашках Петрі та в термостаті. Через 4 години після поміщення зразків у сприятливі для проростання умови життєздатність пилку сорту Русалка становить 40,80 %, Коринцко Бяло – 23,40 %, Неделчев VI-4 – 25,20 %, Султанін – 39,40 %, Русалка 1 – 49,80 %, Болгар – 50,40 %. Через вісім годин життєздатність значно підвищується, а через 16 за останнім підрахунком значення цього показника для сортів наступні: для Русалки - 83,87%, для Коринцко Бяло - 87,50%, для Неделчева VI-4 -94,12%, для Султаніна - 72,73%, для Русалки 1 - 86,96%, для Болгара - 93,10. %. Зростання пилкових трубок пов'язане з проходженням стадій спермогенезу. Їх довжина, що спостерігається в однакові проміжки часу, зростає з різною інтенсивністю в різних сортах.

Таблиця 2
Динаміка проростання пилку та росту пилкової трубки

During its first recording, the following parameters were recorded: for Rusalka - 97.11 um, for Korintsko Byalo - 88.14 um, for Nedelchev VI-4 -94.60 um, for Sultanin - 98.31 um, for Rusalka 1 - 90.44 um, for Bolgar - 69.00 um. According to the latest accounting data, the length of germinated pollen tubes is 310.83 um for the Rusalka variety, 255.00 um for Korintsko Byalo, 294.36 um for Nedelchev VI-4, 298.18 um for Sultanin, 305.17 um for Rusalka 1 and 362.78 um for Bolgar. The pollen tubes reach the highest degree of viability among seedless grape varieties in the Nedelchev VI-4 variety, followed by the seed variety Bolgar, which is distinguished by the longest pollen tube length. Their width in all varieties increases from the base to the top according to the recording hours, and the differences in absolute values ​​between the base and the middle are less noticeable. The average sizes 16 hours after sowing the sample vary between 8.7 um (Rusalka, Sultanina and Rusalka 1) - 10.7 ct (Nedelchev VI-4) and 10.1 urn (Bolgar). Найбільш широкі пилкові трубки мають сорти Неделчев VI-4 і Болгар.

1. The fertility of pollen grains is specific and high in all studied seedless and seed grape varieties and hybrid seedlings - on average 92.20-99.80%. In fertile pollen grains and tubes, carmine-red vegetative and generative nuclei are observed, while in sterile pollen grains there are no intracellular inclusions and the protoplasm is discolored. The viability of pollen in seedless varieties is characterized by average indicators of the trait of 14.20-49.80%, and its variability over the years is inherent in each of the varieties. Пилкові зерна життєздатні тільки в насінні сорту Болгар і в проростку гібрида.
2. The dynamics of pollen germination and pollen tube growth in the studied grape varieties: Rusalka, Korintsko Byalo, Nedelchev VI-4, Sultanina, Rusalka 1 and Bolgar - increases from the fourth to the sixteenth hour after sowing the sample on nutrient media, most of all in the Nedelchev VI-4, Bolgar and Korintsko Byalo varieties. The length of the pollen tubes grows over the hours of research and reaches maximum values ​​in the Bolgar variety - 362.78 um, followed by Rusalka - 310.83 um and Rusalka 1,305.17 um, and their width slightly increases from the base to the top, and its average value in the last hour of recording in the Nedelchev VI14 variety is 10.7 um, and in Bolgar - 10,1 кар.

Джерело: Мобілізація та збереження генетичних ресурсів винограду, удосконалення методів селекційного процесу: збірник наукових статей / ДУ «Всеросійський науково-дослідний інститут виноградарства і виноробства ім. Я.І. Потапенка Російської сільськогосподарської академії. - Новочеркаськ: Вид-во ГНУ ВНІІВіВ ім. Я.І. Потапенко, 2008.

Література:
1. Дмитро, П.,. Взаємозв'язок між запиленням і плодоношенням - це значення селекції для Лозати. Софія. 1948.-203 с.
2. Расі-Заде Г. М.,. Проростання пилку на рильці маточки у сортів винограду Султана. Ген. і сів. Азербайджан, Баку, 1979.-С.3, 140-141.
3. Ройчев, В... Цитоембріологічні та селекційно-генетичні дослідження безнасінної лози (Vitis vinifera L): дис., Пловдив 1996.- 174 с.
4. Терзійський Д.,. The method was prepared on a three-microscopic preparation for in vitro study on the development of the small gametophyte and spermiogenesis in the seed-bearing plant. ВСІ Трудові науки. т. XXXIII, кн. 4, Пловдив.-1988.-С.45-48.
5. Якимів Л. М. Фертильність пилку винограду в залежності від гамма-опромінення. Науково-технічний прогрес у виноградарстві та виноробстві / Л.М.Якимов, Ю.Г. Балан. – Кишинів, 1980. – С. 75-77.
6. Окамото, Г. Властивості інгібіторів росту пилкових трубок, витягнутих з маточок винограду / Г. Окамото.. І. Шибуя, К. Шімамур,. J.Японія. Соц. Hort-1989.. Sci., 58,2, 523-527.
7. Окамото, Г., І. Сібуя, К. Сімамура,. Гаметофітний і спорофітний відбір. Селекція рослин: принципи та перспективи. Під редакцією M. D. Hayward, N. O. Bosemark та I. Rpmagosa. Опубліковано в 1993 році Chapman & Hal / Okamoto, G., I. Shibuya, K. Shimamura, London, -1993.- 332-351.