Разработка метода эмбриокультуры для сохранения зародышей косточковых культур (Prunus L.) от различных комбинаций скрещиваний и популяций от свободного опыления

Изучено влияние различных по минеральному составу питательных сред и регуляторов роста на приживаемость зародышей косточковых культур (Prunus L.) при изоляции в культуру in vitro. Исследования проводились в 2022-2023 гг., в первый год на 364 инициальных эксплантах, во второй – на 380. Изоляция зародышей от различных комбинаций скрещиваний (слива домашняя, алыча, абрикос и терн) и популяций свободного опыления проводилась в III декаде июня – II декаде июля. В исследовании использовались 4 модифицированные питательные среды: Мурасиге-Скуга (MC) (75 % от полного содержания макроэлементов) с добавлением: 1 – 0,5 мг/л форхлорфенурон (CPPU), 2 – 0,5 мг/л индолилмаслянная (ИМК) + 0,5 мг/л индолилуксусная кислоты (ИУК); Кворина-Лепуавра (QL) с добавлением: 3 – 0,5 мг/л CPPU, 4 – 0,75 мг/л ИМК + 0,75 мг/л ИУК. Установлено, что для сохранения зародышей внутривидовых и межвидовых гибридов косточковых культур возможно применение как MC с разбавленной минеральной частью макроэлементов до 75 % (от полного), так и QL. Показано, что на этапе изоляции в культуру in vitro зародышей использование питательных сред MC с разбавленной минеральной частью макроэлементов до 75 % (от полного) и QL позволяет получать качественные изолированные экспланты косточковых культур (Prunus L.). На питательной среде QL приживаемость была выше, если в родительских формах присутствовал сорт алычи ‘Кубанская Комета’. Отмечено, что для большинства комбинаций скрещиваний Prunus L. более высокая (до 100 %) частота развития инициальных зародышей достигается добавлением в питательные среды CPPU в концентрации 0,5 мг/л (независимо от минерального состава). При введении в культуру in vitro зародышей косточковых культур от контролируемых комбинаций скрещиваний и популяций от свободного опыления представляется целесообразным использовать как среды на основе MS, так и QL в равных пропорциях, что гарантированно позволяет получать более 33 % развитых эмбрионов.

1. Krishna R., Khandagale K., Benke A. P. et al. Chapter 11 - Embryo rescue: A potential tool for improvement of economically important crops, Advances in Plant Tissue Culture. 2022:259-282. DOI: 10.1016/B978-0-323-90795-8.00009-6.

2. Morimoto T., Kitamura Y., Numaguchi K. et al. Characterization of post-mating interspecific cross-compatibility in Prunus (Rosaceae), Scientia Horticulturae. 2019;246:693-699. DOI: 10.1016/j.scienta.2018.11.045.

3. Gradziel T. M. Exotic genes for solving emerging peach production challenges, Scientia Horticulturae. 2022;295:110801. DOI: 10.1016/j.scienta.2021.110801.

4. Nicolás-Almansa M., Ruiz D., Salazar J. A. et al. Phenotypic and molecular characterization of new interspecific Japanese plum× apricot hybrids (plumcots), Scientia Horticulturae. 2023;318:112131. DOI: 10.1016/j.scienta.2023.112131.

5. Zhou H., Wang X., Amar M. H. et al. Abscisic acid induces PpeKIL1 to terminate fruit growth and promote fruit abortion in peach (Prunus persica), Plant Physiology and Biochemistry. 2024;212:108761. DOI: 10.1016/j.plaphy.2024.108761.

6. Wu Y. J. Song Q. Q., Yuan Y. et al. In vitro effi ciency of embryo rescue of intra-and interspecific hybrid crosses of sweet cherry and Chinese cherry cultivars, Scientia Horticulturae. 2021;275:109716. DOI: 10.1016/j.scienta.2020.109716.

7. Sallom A. Fatahi R., Zamani Z. et al. Optimization in vitro conditions for plum× apricot embryo rescue and modeling some critical factors by using artifi cial neural networks technology, Scientia Horticulturae. 2021;289:110487. DOI: 10.1016/j.scienta.2021.110487.

8. Rogo U., Fambrini M., Pugliesi C. Embryo Rescue in Plant Breeding, Plants. 2023;12(17):3106. DOI: 10.3390/plants12173106.

9. Liu W., Chen X., Liu G. et al. Interspecific hybridization of Prunus persica with P. armeniaca and P. salicina using embryo rescue, Plant Cell, Tissue Organ Culture. 2007;88:289-299. DOI: 10.1007/s11240-007-9201-z.

10. Dulić J., Ognjanov V., Ercisli S. et al. In vitro germination of early ripening sweet cherry varieties (Prunus avium L.) at different fruit ripening stages, Erwerbs-Obstbau. 2016;58:113-118. DOI: 10.1007/s10341-016-0265-y.

11. Şan B., Yildirim A. N., Yildirim F. An in vitro germination technique for some stone fruit species: the embryo isolated from Cotyledons successfully germinated without cold pre–treatment of seeds, HortScience. 2014;49(3):294-296. DOI: 10.21273/HORTSCI.49.3.294.

12. Asănică A., Tudor V., Plopa C., et al. In vitro embryo culture of some sweet cherry genotypes, Agriculture and Agricultural Science Procedia. 2016;10:172-177. DOI: 10.1016/j.aaspro.2016.09.049.

13. Park S. Chapter 10 - Embryo rescue, Plant Tissue Culture (Fourth Edition), Techniques and Experiments. 2021:123-128. DOI: 10.1016/B978-0-12-821120-5.00012-2.

14. Morimoto T., Ohta D., Matsuda Y., et al. Effects of species and varietal differences on intergeneric cross-compatibility between apple and pear, Scientia Horticulturae. 2023;321:112346. DOI: 10.1016/j.scienta.2023.112346.

15. Бурменко Ю. В., Симонов В. С. Генетическая коллекция сливы ВСТИСП как основа для селекции культуры в Подмосковье, Селекция и сорторазведение садовых культур. 2019;6(2):7-9.

16. Рихтер А. А., Рихтер В. А., Рихтер Ан. А. Эмбриокультура растений в создании новых сортов. Научное достояние док. биол. наук А. И. Здруйковской-Рихтер: монография. Симферополь: ИТ «Ариал», 2022, 332 с.

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

18. Grigolo C. R. et al. Culture media and bap concentrations in the embryo culture of ‘BRS Kampai’peach, Revista Brasileira de Fruticultura. 2020;42(6). DOI: 10.1590/0100-29452020661.

19. Burmenko J., Simonov V., Vysotsky V. The Role of Inter-Species Hybridization In Expanding The Sortiment Of Plum. 1st International Symposium Innovations in Life Sciences (ISILS 2019), Atlantis Press. 2019, 176-179 с.

20. Бъядовский И. А., Упадышев М. Т. Клональное микроразмножение плодовых культур: методические рекомендации. Под науч. редакцией акад. РАН И.М. Куликова. М.: ФГБНУ ФНЦ Садоводства, 2020, 69 с.

21. Алексеенко Л. В., Высоцкий В. А. Методика регенерации плодовых и ягодных растений в культуре эксплантов различного происхождения. Под редакцией академика РАСХН И. М. Куликова. М.: 2008, 26 с.