Перспективы ускорения селекции корнеплодных культур при использовании биотехнологических методов

Актуальность. Актуальность ускорения селекции корнеплодов продиктована двумя глобальными вызовами: необходимостью обеспечения продовольственной безопасности для растущего населения в условиях ограниченных ресурсов и неспособностью классических методов, отличающихся длительностью и трудоемкостью, оперативно на них реагировать. Интеграция биотехнологий в селекционный процесс позволяет кардинально ускорить достижение целей селекции. Материал и методы. В качестве растительного материала использовали перспективные сортообразцы овощных корнеплодных культур селекции ФГБНУ ФНЦО. Отбор бутонов проводили с донорных растений, выращенных как в поликарбонатной теплице, так и в климатической камере из корнеплодов, прошедших яровизацию. В исследованиях использовали общепринятые методы культивирования клеток и тканей in vitro согласно разработанным в ФГБНУ ФНЦО протоколам для культуры неопыленных семяпочек, культуры изолированных микроспор in vitro, технологии «спасения зародышей/ "embryo rescue"», клонального микроразмножения корнеплодных культур. Результаты. Показана эффективность получения линий удвоенных гаплоидов (DH-линий) с использованием культуры изолированных микроспор и неопылённых семяпочек in vitro, а также рассмотрены возможности использования в селекционном процессе технологий микроклонального размножения и «спасения зародышей». Для свеклы столовой достигнут выход до 25 эмбриоидов, а для моркови столовой до 55 эмбриоидов на 100 введенных в культуру in vitro неопыленных семяпочек. При использовании культуры изолированных микроспор у представителей семейства Brassicaceae для редиса максимальная эффективность технологии составила – 8 эмбриоидов на чашку Петри, для репы – 53 эмбриоида, а у представителей семейства Apiaceae для моркови – 161 эмбриоид, для пастернака – 20 эмбриоидов. С использованием технологии «спасения зародышей» получены межвидовые гибриды между капустой белокочанной (Brassica oleracea L.) и устойчивым к киле дайконом (Raphanus sativus L.), а также межвидовые гибриды от скрещивания капусты белокочанной с репой (♀ B. oleraceae L.× ♂ B. rapa). Для редиса, свеклы и моркови столовой оптимизирован метод клонального микроразмножения, в том числе и для линий с мужской стерильностью. Практическим результатом проведённых исследований стало создание и регистрация новых сортов и DH-линий: моркови столовой Соната, редиса (Жегалов, Веня, Персей), и получение патента на изобретение № 2807444 «Способ изоляции микроспор для получения удвоенных гаплоидов семейства Brassicaceae в культуре микроспор in vitro». Заключение. В работе представлены результаты применения современных биотехнологических методов in vitro для ускорения селекционного процесса овощных корнеплодных культур семейства Amaranthaceae Juss. (свёкла столовая), Apiaceae Lindl. (морковь столовая, пастернак), Brassicaceae Burn. (редис, дайкон, репа). Сроки создания сортов и гибридов корнеплодных культур могут быть существенно сокращены за счет внедрения биотехнологических методов в селекционный процесс при тесном содружестве биотехнологов и селекционеров.