CC BY
59
УДК 575.224:581.154:634.2
ИНДУКЦИЯ ПОЛИПЛОИДИИ У ВИШНИ СТЕПНОЙ И МИКРОВИШНИ ПЕСЧАНОЙ ЧЕРЕЗ КУЛЬТУРУ IN VITRO
О.В. MОЧAЛОВA, доктор биологических наук, зав. лабораторией (e-mail: [email protected]) Д.А. ГУСЕВ, научный сотрудник Научно-исследовательский институт садоводства Сибири им. M.A. Лисавенко, ул. Змеиногорский тракт, 49, Барнаул, 656045, Российская Федерация
Резюме. Цель исследований - создать полиплоидные клоновые линии гибридных триплоидов вишни степной и отборных форм микровишни песчаной, оптимизируя условия культивирования in vitro. Объектами послужили оригинальные триплоидные генотипы из Центрального сибирского ботанического сада от скрещивания вишни степной (Prunus fruticosa Pall.) с редкими восточно-азиатскими видами (P. œnescens Bois, P. serrulata Lindl., P. incisa Thunb.). Для культуры микровишни песчаной (P. pumila L.) использовали одну триплоидную и две диплоидные отборные формы селекции НИИ садоводства Сибири имени M.A. Лисавенко. Исходные экспланты стерилизовали хлорсодержащим средством «Доме-стос». Вишню культивировали на модифицированной питательной среде Mурасиге-Cкуга с поливитаминным комплексом «Ундевит», 2 мШ 6-бензиламинопурина (6-БАП) и 0,2 мШ нафтилуксусной кислоты (НУК); микровишню песчаную - на среде Кворина-Лепуавра с 2 мШ 6-БАП и 0,2 мШ ß-индолилмасляной кислоты (ИMK). Для укоренения микропобегов обеих культур в среду добавляли 2 мШ ИMK. В качестве амитотическихагентов использовали трифлура-лин и колхицин в концентрациях от0,005до 0,02%. Использование 0,005% трифлуралина и 0,01% колхицина при экспозиции 14 дней позволяет получать до 65,0% жизнеспособных эксплантов вишни и до 98,2% микровишни при обработке колхицином, и до 17,5% вишни идо 70,0% микровишни - в варианте с трифлуралином. Для получения полиплоидов оптимальная концентрация трифлуралина составляет 0,01%, колхицина - 0,02%. Созданы адаптированные ex vitro тетраплоидные (для микровишни) и гексаплоидные (для вишни и микровишни) клоновые линии. Плоидность оценивали по морфологическим признакам или прямым подсчётом числа хромосом в клетках меристем. Полиплоиды характеризовались замедленным развитием, извитым краем, более плотными и тёмными тканями листа, толстыми стеблями и корнями, плохим укоренением. В полевые условия высажены 17 гексаплоидных клоновых линий гибридов вишни степной и 107предположительно тетраплоидных клоновых линий микровишни песчаной. Ключевые слова: вишня степная, микровишня песчаная, отдалённый гибрид, индуцированный полиплоид, трифлуралин, колхицин, культура in vitro.
Для цитирования: Mочалова О.В., Гусев Д.А. Индукция полиплоидии у вишни степной и микровишни песчаной через культуру in vitro //Достижения науки и техники АПК. 2016. Т. 30. № 9. С. 36-39.
Расширение генетического разнообразия косточковых растений имеет большое значение для создания принципиально нового генофонда вишни и микровишни, устойчивого к суровым биотическим и абиотическим факторам внешней среды. В частности, создание сортов нового поколения на основе генома вишни степной (Prunus fruticosa Pall.), не имеющего иммунитета к грибным заболеваниям, невозможно без отдалённой межвидовой и межродовой гибридизации с дикорастущими видами. Скрещивание культурных тетраплоидных и имеющих иммунитет к заболеваниям диплоидных видов вишни обычно ведёт к появлению устойчивых, но стерильных триплоидных гибридов. При участии в оплодотворении нередуцированных мужских или женских гамет возможно формирование пентаплоидов или гептаплоидов, также имеющих пониженный репродуктивный потенциал [1]. Гексаплоидный хромосомный набор у отдаленных гибридов вишни, по аналогии с домашней сливой, позволяет получать высокофертильные генотипы, обладающие значительной генетической изменчивостью хозяйственно-
ценных признаков и дающие определённые полезные новообразования для последующего селекционного отбора [2]. Для диплоидной микровишни песчаной (P. pumila L.) проблема с фертильностью возникает при скрещивании с тетраплоидным тёрном в целях получения устойчивых к выпреванию гибридных тернослив. Триплоиды от таких комбинаций часто проявляют себя перспективными устойчивыми подвоями, но почти полностью бесплодны [3].
Для выведения плодовитых отдаленных гибридов косточковых растений с комплексом хозяйственно-полезных признаков актуально использование методов культуры in vitro, которые позволяют проводить направленную индукцию полиплоидии в контролируемых условиях внешней среды. Результаты патентного поиска показывают, что за последние 50 лет объём научно-исследовательских работ по полиплоидизации на искусственной питательной среде возрос с 6 публикаций в 1960-70 гг. до 1В3 - в 2000-2010 гг. За весь период исследований обработке полиплоидогенами в условиях in vitro подвергали представителей 54 семейств (более чем 200 видов и сортов), среди которых плодовые растения составили порядка 24%. Наиболее интенсивно работы в этом направлении проводят в таких странах как Россия, США, Китай, Германия, Латвия, Нидерланды, Индонезия, Тайланд, Бразилия, Иран, Пакистан [4, 5, 6, 7, В].
В НИИ садоводства Сибири имени М.А. Лисавенко собран уникальный генофонд стерильных полигеномных гибридов вишни степной, а также диплоидных и триплоидных отборных форм микровишни песчаной, для расширения возможностей селекции которых необходимо удвоение числа хромосом. В перспективе это даёт возможность создания нового поколения устойчивых сортов косточковых растений, пригодных для выращивания в суровых климатических условиях Сибири, Урала и северо-западной европейской зоны РФ. Особенно перспективны для этой цели триплоидные гибриды вишни степной от скрещивания с редкими восточно-азиатскими видами (P. oanescens Bois, P. serrulata Lindl., P. incisa Thunb.), которые имеют хорошее качество плодов и устойчивы к грибным заболеваниям [9].
Цель исследований - создать в условиях in vitro полиплоидные клоновыелиниитриплоидныхгибридных генотипов вишни степной с редкими диплоидными восточно-азиатскими вишнями, а также оригинальных диплоидных и триплоидных форм микровишни песчаной.
Для её достижения решали следующие задачи:
оптимизировать условия культивирования оригинальных генотипов косточковых культур in vitro на питательных средах с добавлением полиплоидогенов;
провести цитологический анализ числа хромосом у созданных клоновых линий и выделить индуцированные полиплоиды.
Условия, материалы и методы. Исследования выполняли в лесостепной зоне Алтайского края (г. Барнаул). Их объектами служили триплоидные гибриды вишни степной с вишнями седоватой P. canescens Bois (№ 12-1-1, № 12а-2-53), остропильчатой P. serrulata Lindl. (№ 12-1-2) и надрезанной P. incisa Thunb. (№ 12-4-17), полученные из Центрального сибирского ботанического сада от В.С. Симагина. Опыт по полиплодизации культуры микровишни песчаной проводили на диплоидных генотипах ВП № 4 и ВП № 2-24-07, а также на триплоидном генотипе ВП № 9.
Оптимизацию технологии in vitro по индукции полиплоидии у гибридов вишни степной (2n = 24) и отборных форм микровишни песчаной (2n = 16 и 24) осуществляли в несколько этапов. На первом этапе (2012 г.) на основе результатов патентного поиска уточнили методику культивирования и микроразмножения in vitro гибридов вишни 12-1-1, 12-1-2, 12-4-17, а также отборных форм микровишни № 4 и № 9. Для каждой культуры определили лучшие питательные среды и регуляторы роста. Изолированный материал перед введением в культуру in vitro стерилизовали хлорсодержа-щим средством «Доместос» в разведении 1:3 в течение 5 мин в условияхламинар-бокса с последующей трёхкратной промывкой дистиллированной водой. Для культивирования вишни использовали питательную среду Мурасиге-Скуга (MS), дополненную поливитаминным комплексом «Ундевит» и регуляторами роста: 2 мкМ 6-бензиламинопурина (6-БАП) и 0,2 мкМ нафтилуксусной кислоты (НУК). Микропобеги микровишни песчаной культивировали на питательной среде по прописи Кворина-Лепуавра (QL). Для регенерации побегов микровишни песчаной in vitro в питательную среду вводили 2 мкМ 6-БАП и 0,2 мкМ р-индолилмасляной кислоты (ИМК). Для укоренения микропобегов обеих культур добавляли ИМК в концентрации 2 мкМ. Кислотность сред перед автоклавированием доводили до 5,7-5,8 ед. рН. Питательные среды стерилизовали при давлении 0,1 МПа и температуре 119-121 оС в течение 20 мин.
На втором этапе (2012-2013 гг.) в модифицированную питательную среду ^S - для вишни, QL - для микровишни) добавляли полиплоидогены колхицин и трифлуралин в концентрации 0,01%, с экспозицией до 31 дня. Концентрацию амитотика выбирали по сведениям из литературы [4-8], как наиболее эффективную для многих культур. На третьем этапе (в 2014 г.) использовали концентрацию трифлуралина 0,01 и 0,005%, колхицина - 0,01 и 0,02%. Экспозиция составляла 14 дней. Амитотики вводили в состав среды до автоклавирования,
Для обработки полиплоидогенами брали апикальные части зрелых микропобегов длиной 5 мм. Экспланты полностью погружали в питательную среду с амитотиче-ским агентом. После обработки их переносили на среду без амитотика для получения побегов-регенерантов. С целью микроразмножения делали 1-3 пассажа. Микропобеги при последующем пассаже нумеровали и учитывали как отдельные клоновые линии.
Укоренение проводили на питательной среде, на которую высаживали хорошо развитые микропобеги длиной не менее 1,5 см. В дальнейшем укоренённые микрорастения использовали для оценки клоновой линии на уровень плоидности. Регенеранты, высаженные в вегетационные сосуды (пластиковые стаканы), адаптировали в условиях искусственного климата.
Экспланты культивировали в светокультуральной комнате при интенсивности освещения 3,5-4,0 тыс. лк (свет верхний, лампы ЛБ-40 и «Флора» в соотношении 1:1), температуре 25±1 оС, с фотопериодом 16 ч день, 8 ч ночь.
Каждую клоновую линию оценивали на уровень плоидности по отличительным морфологическим признакам (табл. 1).
Число хромосом генотипов вишни и микровишни подсчитывали прямым цитологическим методом в меристематических тканях кончиков корней растений-регенерантов, извлеченных из питательной среды in vitro после введения в среду амитотиков и последующего укоренения (2012-2013 гг.), и молодых листочков вегетативных почек, на стадии «зеленого конуса», уже у адаптированных ex vitro растений (2016). Давленные временные препараты готовили по методике ВНИИГиСПР [10].
Таблица 1. Отличительные морфологические признаки микрорастений вишни и микровишни разного уровня плоидности
Морфологический признак Низкий уровень плоидности Высокий уровень плоид-ности
Толщина стебля тонкий толстый
Длина междоузлий длинные короткие
Ширина листовой
пластинки узкая широкая
Длина корней длинные укороченные
Толщина корней тонкие утолщенные
Развитость корневых слабо сильно
волосков развитые развитые
Статистическую обработку результатов выполняли по общепринятым методам [11] с применением программы Microsoft Office Excel 2007.
Результаты и обсуждение. На втором этапе исследований (2012-2013 гг.) обнаружено большое различие в степени проявления токсичности обоих полиплоидогенов для эксплантов вишни в зависимости от конкретного генотипа (12-1-1, 12-1-2 или 12-4-17) и амитотика (колхицин или трифлуралин). В среднем, доля погибших при обработке 0,01% трифлуралином эксплантов варьировала от 90 до 100%, подвергшихся воздействию 0,01% колхицина - от 55 до 94%. На 31-й день культивирования с 0,01% трифлуралином количество жизнеспособных (регенерировавших) эксплантов для гибрида 12-1-1 составило 12,0%, для 12-1-2 - 6,7%. У гибрида с вишней надрезанной 12-4-17 на 31-й день культивирования на среде с 0,01% трифлуралином живых эксплантов не найдено.
В течение всего периода культивирования на втором этапе исследований (2012-2013 гг.) на среде с ами-тотиком у триплоидных гибридных генотипов вишни степной жизнеспособность эксплантов варьировала в значительных пределах. Для гибрида 12-1-1 наблюдали снижение количества регенерировавших эксплантов по мере увеличения экспозиции с 74,0 до 5,0%, для 12-1-2 -с 50,0 до 7,0%, для 12-4-17 - с 30,0 до 0,0% (рис. 1).
Экспозиция обработки, дни
Pис. 1. Средняя жизнеспособность (%) эксплантов гибридов вишни степной после обработки полиплоидогеном трифлуралином в зависимости от экспозиции: □ - 7-11; - 14-16; - 31.
После обработки 0,01% трифлуралином в течение 14 дней двух генотипов вишни доля регенерировавших эксплантов составила 0-10,0%, после обработки 0,01% колхицином при той же экспозиции - 55,8-65,0% (рис. 2).
Для микровишни песчаной ВП № 9 на среде с добавлением 0,01% трифлуралина жизнеспособность эксплантов также была низкой - от 0 до 33,0%, что свидетельствует о большей токсичности этого амитотика, по сравнению с колхицином. Однако эффективность по-липлоидизации растительных тканей, как показали дальнейшие цитологические подсчеты, при использовании 0,01% трифлуралина была выше. Среди обработанных
70
60
50
40
30
20
12-1-1 12-4-17 12-1-1 12-4-17
Трифтуралин Колхицин
Рис. 2. Жизнеспособность (%) эксплантов гибридов вишни 12-1-1 и 12-4-17 после обработки полиплоидогенами триф-луралином и колхицином после 14 дней культивирования.
0,01% колхицином линий морфологически измененных растений (полиплоидных или химерных), к числу которых относили образцы с замедленным развитием, более толстым стеблем, плотными тканями, извитым краем и тёмной окраской листа (рис. 3), не обнаружено.
Рис. 3. Микропобеги триплоидной вишни 12-1-1: слева - исходная, справа - после обработки полиплоидогеном с признаками гексаплоидии.
В связи с тем, что для генотипа вишни степной 12-4-17 на втором этапе в 2012-2013 гг. не были получены регене-ранты с морфологическими признаками полиплоидизации (хотя на среде с 0,01% колхицином выжили и регенерировали до 65,0% эксплантов), мы предприняли попытки найти более эффективную концентрацию амитотиков для индукции удвоения числа хромосом.
На третьем этапе (в 2014 г.) под действием обработки в течение 14 дней 0,005-0,01% трифлуралином и 0,01-0,02% колхицином жизнеспособность эксплантов после первого пассажа варьировала у вишни от 0 до 45,8% и у микровишни - от 29,2 до 98,2% (табл. 2).
Полученные после микроразмножения побеги и растения-регенеранты отсортировали по морфологическим признакам, указывающим на низкий или высокий уровень плоидности (см. табл. 1). Также в качестве критерия отбора использовали скорость роста и развития микропобегов. Как правило, самые быстрорастущие (быстро удлиняющиеся) образцы имеют низкий уровень плоидности, а образцы с замедленным ростом и развитием - высокий.
Итоговый выход предположительно тетраплоидных клоновых линий для микровишни песчаной ВП № 4 после обработки 0,005 и 0,01%-ным трифлуралином составил
11,7 и 18,3%, соответственно; 0,01 и 0,02%-ным колхицином - 15,5% и 18,3%, соответственно. Для диплоидной формы микровишни ВП № 2-24-07 величины этих показателей были равны 5,0 и 10,0%, 5,5 и 7,5%, соответственно. Таким образом, для микровишни наиболее эффективной оказалась концентрация трифлуралина 0,01%, а колхицина - 0,02%. Всего в опыте по индукции полиплоидии у диплоидных генотипов микровишни песчаной (ВП № 4 и ВП 2-24-07) получено 107 предположительно тетраплоидных линий, отобранных по морфологическим признакам.
Итоговый выход предположительно гексаплоидных линий гибридной вишни 12-1-1 при использовании 0,005 и 0,01%-ного трифлуралина составил 4,8 и 20,0%, соответственно; 0,01%-ного колхицина - 1,8%. После обработки генотипа 12-4-17 предположительно гекса-плоидные линии отобраны только в вариантах с колхицином: при использовании 0,01%-ного раствора амитотика
- 4,5%, 0,02%-ного - 25,0%. Для генотипа 12а-2-53 опыт был проведен только на концентрации трифлуралина 0,005%, при которой выход жизнеспособных эксплантов составил 10,8%. Таким образом, для вишни, также как и для микровишни, наиболее эффективной оказалась концентрация трифлуралина, равная 0,01%, а колхицина
- 0,02%. Всего в опыте по индукции полиплоидии у три-плоидных гибридных вишен получено 17 гексаплоидных линий, отобранных по морфологическим признакам и в результате прямого подсчета числа хромосом.
Для подсчета числа хромосом были взяты индуцированные in vitro клоновые линии: вишни (12-1-1, 12-1-2, 12-4-17) - 18 номеров, микровишни песчаной (ВП № 9)
- 4 номера. Подсчёт числа хромосом в корневых меристемах регенерантов вишни и микровишни для точного определения уровня плоидности наэтапе их укоренения in vitro (2012-2013 гг.) оказался неудачным. У большинства линий в меристемах не было обнаружено делящихся клеток. Число хромосом после индукции полиплоидии удалось подсчитать всего у 3-х клоновых линий вишен (12-1-1Т1, 12-1-1Т2, 12-1-2Т2) и у 7-и линий микровишни ВП № 9 (Т4, Т6, Т7, Т8, Т9, Т23, Т24). За исключением двух генотипов все они оказались триплоидными. У клоновых линий 12-1-1Т2 и ВП №9Т8 метафазные пластинки состояли из двух лежащих отдельно групп по 24 хромосомы. Веретено деления было разрушено.
Более успешным оказалось использование в 2016 г. молодых листочков, взятых из вегетативных почек у адаптированных к открытому грунту микрорастений. Из 18-и генотипов гибридов вишни 12-1-1 и 12-1-2 выделено 7 линий индуцированных трифлуралином полиплоидов с гексаплоидным набором хромосом: 12-1-1Т, 12-1-1Та, 12-1-1Тб, 12-1-1Т2, 12-1-1Т3, 12-1-1Т6, 12-1-2Т3. Одна линия (12-1-1Таб2) оказалась химерой (2n = 24 и 48). По морфологическим признакам химерные растения похожи на полиплоиды, поэтому для генотипов вишни и микровишни с признаками полиплоидии желательно подтверждать число хромосом прямым цитологическим анализом. Для микроТаблица 2. Жизнеспособность эксплантов генотипов вишни и микровишни после обработки полиплоидогеном (первый пассаж), %
Питательная среда Генотип
вишня микровишня
12-1-1 12-4-17 12а-2-53 ВП №4 ВП 2-24-07
к 0
17,5 0,0 10,8 70,0 29,2
8,3 0,0 — 67,5 39,1
45,8 20,0 — 98,2 71,8
26,4 3,6 - 85,0 55,8
Т - трифлуралин, К - колхицин, (-) - опыт не проводили. Достижения науки и техники АПК. 2016. Т 30. № 9
Таблица 3. Распределение числа хромосом у адаптированных in vivo клоновых линий вишни и микровишни (прямой цитологический подсчет), (2016 г.)
Исхо- Количество клоновых линий
дные в том числе
гибриды всего триплои-ды (2n = 24) гексаплоиды (2n = 48) химеры (2n = 24 и 48)
12-1-1 8 2 5 1
12-1-2 8 6 2 0
12-4-17 2 2 0 0
ВП № 9 4 2 1 1
вишни песчаной гексаплоидное число хромосом после воздействия трифлуралином подтверждено у одной линии (ВП № 9Т14) и одна линия (ВП № 9Т4) показала себя химерной (табл. 3). Гексаплоидов после воздействия колхицином в результате прямого подсчета хромосом у микровишни песчаной не обнаружено.
Выводы. В результате проведенных исследований с использованием культуры in vitro получены оригинальные гибридные гексаплоидные клоновые линии от скрещивания вишни степной с редкими восточно-азиатскими видами вишни для создания устойчивых к биотическим и абиотическим факторам сортов нового поколения. Индуцированы автополиплоидные тетраплоидные клоновые линии микровишни песчаной для расширения генетической изменчивости и межвидовых скрещиваний с тетраплоидным терном или терносливами.
Для гибридной вишни и микровишни оптимизированы методические приёмы in vitro на этапах введения апикальных эксплантов в культуру, культивирования и микроразмножения. Для вишни оптимальна среда MS, дополненная 2 мкМ БАП, 0,2 мкМ НУК и поливитаминным комплексом
«Ундевит», а для микровишни - среда QL, дополненная 2 мкМ БАП и 0,2 мкМ ИМК.
Выявлено, что обработка верхушек зрелых микропобегов амитотиками трифлуралином и колхицином в концентрациях 0,005-0,01% и 0,01-0,02%, соответственно, приводит к образованию предположительно полиплоидных по морфологическим признакам клоновых линий. Продолжительность обработки, согласованная с физиологией роста эксплантов in vitro, составляет 14 дней. При увеличении времени воздействия трифлуралина (в концентрации 0,01%) с 2 до 31 дня количество жизнеспособных эксплантов вишни и микровишни песчаной имеет тенденцию к уменьшению. Их жизнеспособность после обработки значительно варьирует в зависимости от генотипа и концентрации амитотического агента. Для индукции гексаплоидов вишни и микровишни оптимальна концентрация 0,01% трифлуралина, а для получения тетра-плоидов микровишни - 0,02% колхицина. При этом более 20% регенерантов вишни и микровишни песчаной имеют морфологические признаки удвоения числа хромосом.
Возможен предварительный отбор полиплоидных клоновых линий не только после прямого цитологического подсчета числа хромосом, но и по морфологическим диагностическом признакам. Как показал последующий прямой подсчет числа хромосом, индуцированные полиплоидные и химерные генотипы, были легко отличимыми от исходных по габитусу и скорости роста вегетативных органов.
Адаптированы к условиям in vivo и высажены в полевые условия 17 гексаплоидных клоновых линий гибридов вишни степной и 107 предположительно тетраплоидных, отобранных по морфологическим признакам, клоновых линий микровишни песчаной.
Литература.
1. Мочалова О.В. Матюнин М.Н. Цитоэмбриология и селекция отдаленных гибридов и полиплоидов косточковых растений на Алтае. Новосибирск: ГУП ПРО СО РАСХН, 2002. 229 с.
2. Мочалова О.В. Гексаплоиды - новые исходные формы для селекции вишни //Достижения науки и техники АПК. 2008. № 7. С.20-22.
3. Еремин Г.В. Отдаленная гибридизация косточковых плодовых растений. М.: Агропромиздат, 1985. 280 с.
4. Mitotic chromosome doubling of plant tissues in-vitro / E. Dhooghe, K. Van Laere, T. Eeckhaut, L. Leus, J. Van Huylenbroeck // Plant Cell Tissue Organ Culture. 2011. 104. Pp. 359-373.
5. Kazi N.A., Dawane P.T., Patil U.H. Polyploidy in ornamentals // Journal of Global Bioscieitces. 2015. V. 4. N 3. Pp. 1768-1773.
6. Rego L. do Valle, de Faria R.T. Tissue culture in ornamental plant breeding: A review// Crop Breeding and Applied Biotechnology. 2001. V. 1. No 3. Pp. 283-300.
7. Predieri S. Mutation induction and tissue culture in improving fruits//Plant Cell, Tissue and Organ Culture. 2001. No 64. Pp. 185-210.
8. Yemets A.I., Blume Y.B. Progress in plant polyploidization based on antimicrotubular drugs //The Open Hort. J. 2008. No 1. Pp. 15-20.
9. Симагин В.С. Перспективы использования отдаленной гибридизации в селекции вишни в связи с новыми представлениями о структуре рода Cerasus // C-х. биология. 1999. № 5. С. 15-22.
10. Цитологические исследования плодовых и ягодных культур: методические рекомендации / под ред. Г.А. Курсакова. Мичуринск: ЦГЛ, 1976. 104 с.
11. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1979. 415 с.
INDUCTION OF POLYPLOIDY FOR FRUTESCENT CHERRY AND BESSEY CHERRY BY IN VITRO CULTURE
O.V. Mochalova, D.A. Gusev
Lisavenko Research Institute of Horticulture for Siberia, ul. Zmeinogorskii trakt, 49, Barnaul, 656045, Russian Federation Summary. The aim of this study is to develop polyploid clonal lines of hybrid triploids of frutescent cherry and selected forms of Bessey cherry by optimization in vitro conditions. The objects for the research were original triploid genotypes, bred at the Central Siberian Botanical Garden from crosses of frutescent cherry (Prunus fruticosa Pall.) with rare East-Asiatic cherry species (P. canescens Bois, P. serrulata Lindl., P. incise Thunb.). Two diploid and one triploid selected forms of Bessey cherry (P. pumila L.), bred at the M.A. Lisavenko Research Institute of Horticulture of Siberia, were also used. Initial explants were sterilized by the chlorine-containing preparation "Domestos". Cherry was cultivated on modified Murashige and Skoog medium with polyvitaminic complex "Undevit", 2 mcM 6-benzylaminopurine (6-BAP) and 0.2 mcM naphthyl acetic acid (NAA). Bessey cherry was cultivated on Quoirin and Lepoivre medium with 2 mcM 6-BAP and 0.2 mcM beta-indolebutyric acid (IBA). For rooting of both cultures, 2mcM IBA was added in media. Trifluraline and colchicine amitotic agents were investigated within 0.005-0.02% concentration range. Explants were exposed for 14 days. The 0.005% trifluraline enabled to obtain up to 17.5% of viable cherry explants and up to 70.0% of Bessey cherry explants. For colchicines concentration of 0.01% these values were 65.0% and 98.2%, respectively. To obtain polyploids the optimal concentrations are 0.01% for trifluraline and 0.02% for colchicine. Adapted ex vitro tetraploid (for Bessey cherry) and hexaploid (for frutescent cherry and Bessey cherry) clonal lines were developed. Ploidy level was estimated by means of indirect morphological features analysis and direct chromosome count in cells of meristem. Polyploids are characterized by slower development, denser and darker tissues, leaf line winding, thick stems and roots, low rooting capacity. Seventeen hexaploid clone lines of hybrids of frutescent cherry and 107 presumably tetraploid clone lines of Bessey cherry were planted under field conditions.
Keywords: frutescent cherry, Bessey cherry, remote hybrid, induced polyploid, trifluraline, colchicine, in vitro culture. Author Details: O.V. Mochalova, D. Sc. (Biol.), head of laboratory (e-mail: [email protected]); D.A. Gusev, research fellow. For citation: Mochalova O.V., Gusev D.A. Induction of Polyploidy for Frutescent Cherry and Bessey Cherry by in vitro Culture. Dosti-zheniya nauki i tekhniki APK. 2016. V. 30. No. 9. Pp. 36-39 (in Russ.).
