Научно-методические подходы в создании генофонда косточковых культур

Введение. Существуют разные способы длительного сохранения генетического материала – хранение в виде подсушенных семян, в культуре in vitro при оптимальных температурах с постоянными пересадками на свежие питательные среды, при пониженных положительных температурах с редкими пересадками, резервирование меристематических тканей и семян в жидком азоте или в виде полевых коллекций. У каждого способа хранения есть свои преимущества и недостатки. Вегетативно размножаемые культуры – абрикос, персик и миндаль, как правило, гетерозиготны и при пересеве семенами не сохраняют своих свойств. При хранении генетического материала в культуре in vitro не всегда сохраняется генетическая однородность [1], часто возникают трудности при возникновении контаминации и избыточной оводненности тканей [2, 3]. Перед использованием в селекции, сортоизу-чении или питомниководстве генетический материал из культуры in vitro необходимо довести до стадии регенерантов, дорастить до репродуктивного возраста, провести испытания на отличимость и однородность.

Создание полевых коллекций оздоровленных экземпляров имеет ряд неоспоримых преимуществ, таких как быстрое использование материала для закладки новых садов в селекционных и научных целях.

Цель исследования – создание коллекции доноров и источников хозяйственно ценных признаков абрикоса, персика и миндаля на основе чистосортного и оздоровленного посадочного материала для реализации возможности быстрой закладки промышленных садов качественным посадочным материалом, а также скорейшего получения сортов с комплексной устойчивостью к био- и абиотическим стрессорам.

Материалы и методы исследования. Материальной базой для создания в лаборатории полевой коллекции сортов абрикоса, персика и миндаля служила кадочная коллекция частного селекционного питомника Голубевых, в основном полученная из Никитского ботанического сада и Крымской опытной станции садоводства. Исследование в культуре in vitro органов и тканей растений проводилось по общепринятым методикам на среде Мурасиге и Скуга (MS) [4–6].

Результаты исследования. Под коллекцию косточковых культур выделен участок карантинного питомника вдали от плодовых насаждений. На выделенном участке никогда не возделывались плодовые культуры, что исключает возможность почвенного заражения посадочного материала. Чистосортный материал, полученный из Никитского ботанического сада, Крымской опытной станции, Украины и Чехии, несколько лет изучался по комплексу хозяйственно-ценных признаков.

У косточковых культур достаточно много грибных, бактериальных и вирусных болезней. Среди грибных болезней косточковых культур карантинным объектом является Monilinia fructicola (G. Wint.) , как более агрессивная и устойчивая к фунгицидам разновидность мони-лиоза [7]. Из вирусных заболеваний самым опасным карантинным объектом является шар-ка сливы, вызываемая вирусом Plum pox virus (PPV) (род Potyvirus , семейство Potyviridae ) и поражающая все косточковые культуры. В России очаги шарки сливы обнаружены в Республике Адыгея, Краснодарском крае и Белгородской области [8].

Прививка коллекционных сортов проводилась с обязательной стерилизацией инструментов спиртом после каждого генотипа (табл. 1).

Таблица 1

Генофонд абрикоса в Лаборатории молекулярно-генетической селекции плодовых культур

Генофонд абрикоса
А-20 ( P. sibirica )	Киевский красень	Роксана	Gonci Magyar
Адриана	Крымский Амур	Саратовский рубин	6-10-45/А
Бессея × абрикос 4	Лефко	Сирена	Kechemet Rozsa
Ананасный Цурюпинский	Лакомка	сл. Светлана × × A. dasycarpa	H-II-45/21
Бриг	Манитоба–604	Соргин	LE – 2267
Бриол 38	Магистр	Триумф северный	LE – 5500
Бригантиака×Махтоби	Мамури	Уссур. сл. × P.armeniaca	LE – 8555
Вогнык	Нарядный	Фаворит	LE – 8711
Гулистан	Оранжеред	Фараон	LE – 8806
Голдрич	Оригинал	Хендерсон	LE – 10816
Десертный Голубева	Племкот Кубанский	Шедевр	LENOVA
Жигулевский сувенир	Приусадебный	Щедрый	LE Golda iz monilia
Заводской № 1	Поздноцветущий ЭМ	Чемальский плодородный	Nagycorosi Orias
Зард	Ранний Мишкина	Эдельвейс	SEO
Искорка Тавриды	Ритаусма	Big red	Harlayne

В коллекцию вошли генотипы абрикоса, устойчивые к монилиозу (Ананасный Цурюпин-ский, Вогнык, Голдрич, Зард, Искорка Тавриды, Магистр, Сирена, Фараон, SEO, Harlayne, H-II-45/21, Саратовский рубин) [9–15], к клястерос-пориозу (Голдрич, Гулистан, Магистр, Ранний Мишкина, Эдельвейс, Kechemet Rozsa, Gonci Magyar Kaiszi, Nagycorosi Orias и др.) [15–17], к шарке сливы (Harlayne, Голдрич, Хендерсон, Orangered, SEO) [18, 19], с поздним цветением (Бригантиака × Махтоби, Заводской № 1, Зард, Искорка Тавриды, Поздноцветущий ЭМ, слива Светлана × A. Dasycarpa, Роксана, Lenova и др.) [16], с длительным покоем (Заводской № 1, Ананасный Цурюпинский, Зард, Хендерсон, Саратовский рубин) и др. [15, 16].

В коллекцию персиков вошли сорта, устойчивые к клястероспориозу (Крымский Фейерверк, Осенний румянец, Юбилейный ранний, Киевский ранний и Spring Crest) [20–22], к курчавости листьев (Вайн Голд, Ветеран, Крымский фейерверк, Осенний сюрприз, Памяти Родионову, Памяти Симиренко, Топ Свит, Флеминг Фьюри, Фрост, Т2) [22–24], к мучнистой росе (Вайн Голд, Осенний румянец, Юбилейный ранний, Фрост, Кзыл Шалили, 40 лет Узбекистану) [22, 25], с высокой зимостойкостью (Новоселковский, Донецкий белый, Киевский ранний, Осенний румянец, Памяти Родионову, Ранний Сычова, Харнас, Сеянец Шлихта, Памяти Шевченко) [27, 28], с высокой зимостойко- стью цветковых почек (Памяти Симиренко, Новосельский, Донецкий белый, Осенний румянец, Памяти Родионову, Бельмондо, Крымский фейерверк, Фаворита Мореттини, Эрли крест) [26, 29], с длительным покоем (Ветеран, Крымский фейерверк) [30], с поздним цветением (личные наблюдения) (Вайн Голд, Фрост, Карлик, PF 24 C), с очень ранним созреванием (Эрли крест, Эрли Роял, Юбилейный ранний, Киевский ранний, Spring Crest, Sun brite) и с высокими вкусовыми качествами (Вайн Голд, Т2, Фрост, Топ Свит, Донецкий желтый, Флеминг Фьюри, Крымский Фейерверк, Юбилейный ранний, Память Симренко) [31–33] (табл. 2).

Таблица 2

Генофонд персика
Абрикосовый	Крымский фейерверк	Памяти Симиренко	Флеминг Фьюри
Бельмондо	Кустовой Воронежский	Памяти Шевченко	Франция
Бубновский	Латвийский ранний	Ранний Сычова	Фрост
Вайн голд (Т3)	Маньчжурский	Реконевецкий	Харнас
Ветеран	Некталейт	Сварга	Эрли крест
Китайский	Новосельский	Сеянец Шлихта	Эрли Роял
Донецкий белый	Онтарио	Сеянец Коболова (Челябинск)	Юбилейный ранний
Донецкий желтый	Осенний сюрприз	Сеянец Латвийского раннего	Flavor Gold
Карлик	Осенний румянец	40 лет Узбекистану	SPR CREST
Карнавальный	Памяти Родионову	Т2	Sun brite
Киевский ранний	Памяти Бабенкову	Топ Свит (Т5)	Vate 1007
Кзыл Шалили	Памяти Вавилову	Фаворита Мореттини	13-1
Генофонд миндаля
Алыча × × минд. Калмыкова	Миндаль Посредник	Миндаль Кармель	Прибрежный
Выносливый	Миндаль × персик ВК-5	Никитский 62	Улучшенный
Делон	Миндаль × персик 40	Персиковник Кубанский	–
Миндаль × × персик ГНБС	Миндаль Георгика 081	Приморский	–

Коллекция генотипов персика и миндаля

Коллекция миндаля представлена в основном отдаленными гибридами и поздноцвету-щими крымскими сортами с длительным эндогенным покоем.

С целью перезакладки коллекции оздоровленным материалом нами проведена работа по отработке технологии апикальных меристем абрикоса, персика и миндаля. Для введения в культуру in vitro черенки, срезанные в марте, ставились в сосуды с раствором для быстрого пробуждения почек и выгонки побегов [34]. Отросшие побеги (5–10 мм) поверхностно стерилизовались 5 % раствором гипохлорита натрия, а затем из них выделялись меристемы размером 0,1–0,3 мм. Для оптимизации состава сред с целью повышения жизнеспособности мери- стем были проведены десятки экспериментов. Наиболее подходящей средой для меристем абрикоса, персика и миндаля оказалась среда MS с добавлением в качестве кондиционирующего фактора трипептида-глутатиона в концентрации 50–100 мг/л [34]. При этом резко повышалась жизнеспособность меристем.

В процессе введения в культуру, а иногда и после длительного культивирования тканей и органов растений, обнаруживается внутриклеточная бактериальная инфекция, которая выходит на поверхность питательной среды и начинает прогрессировать. Для освобождения эксплантов от внутренней инфекции нами испытаны некоторые антибиотики широкого спектра действия – гентамицин и цефотаксим (рис. 1, 2).

-♦-Ингибирование побегообразования, %

-■-Высота побегов, в % к контролю

-^-Степень пожелтения листьев, в % к контролю

^Общее состояние, в % к контролю

Рис. 1. Фитотоксический эффект антибиотика гентамицина на декоративный миндаль Пурпурная мантия в культуре in vitro после 10 дней культивирования

Рис. 2. Фитотоксический эффект антибиотика цефотаксима на декоративный миндаль Пурпурная мантия в культуре in vitro после 11 дней культивирования

После 10–11 дней культивирования на антибактериальных препаратах микропобеги без симптомов заражения пересаживались на среду без антибиотиков для дальнейшего размножения. В ходе эксперимента установлено, что для химиотерапии гентамицином оптимальной концентрацией является 50–60 мг/л., а цефотаксима – 400–500 мг/л.

Эффект противовирусный препарата рибавирина показан на рисунке 3.

-•-Ингибирование образования микропобегов,%

-■-Высота микропобегов, в % к контролю

-*-Степень пожелтения листьев, в % к контролю

-*-Общее состояние, в % к контролю

Рис. 3. Фитотоксический эффект противовирусного препарата (рибавирин) на декоративный миндаль Пурпурная мантия в культуре in vitro после 12 дней культивирования

Оптимальной концентрацией рибавирина в культуре тканей следует считать 35–50 мг/л.

Выводы. В результате проведенного исследования впервые в Саратовской области создана сортовая коллекция абрикосов, персиков и миндалей. Разработаны составы питательных сред для меристемной культуры абрикоса, персика и миндаля. Найдены оптимальные концентрации антибактериальных и противовирусных препаратов для борьбы с внутренней (латентной) инфекцией эксплантов. Ведется мониторинг за карантинными заболеваниями косточковых культур. На базе созданной коллекции начата селекционная работа по созданию сортов абрикоса и персика с комплексной устойчивостью к монилиозу, клястероспориозу и шарке сливы. Нарабатывается материл, оздоровленный через меристемную культуру, для перезакладки коллекции сортов.