Наследование признака розовая окраска венчика у крупноплодной земляники fragaria ananassa duch.

На правах рукописи

КУЗНЕЦОВА ЛЮБОВЬ ЛЕОНИДОВНА НАСЛЕДОВАНИЕ ПРИЗНАКА «РОЗОВАЯ ОКРАСКА ВЕНЧИКА» У КРУПНОПЛОДНОЙ ЗЕМЛЯНИКИ FRAGARIA ANANASSA DUCH.

03.02.07 – генетика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук

Новосибирск 2012

Работа выполнена в лаборатории популяционной генетики растений Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института цитологии и генетики СО РАН, г. Новосибирск.

Научный консультант:

кандидат биологических наук Батурин Сергей Олегович

Официальные оппоненты:

Дорогина Ольга Викторовна, доктор биологических наук, профессор, заведующая лабораторией интродукции редких и исчезающих видов, Центральный сибирский ботанический сад СО РАН, г. Новосибирск Мочалова Ольга Владимировна, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории селекции и генетики плодовых культур, ГНУ НИИ Садоводства Сибири им. М.А. Лисавенко, г. Барнаул Ведущее учреждение:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный аграрный университет", г. Новосибирск

Защита диссертации состоится «» _2012 г. на утреннем заседании диссертационного совета Д 003.011.01 по защите диссертаций на соискание учёной степени доктора наук в ИЦиГ СО РАН в конференц-зале Института по адресу: 630090, г. Новосибирск, проспект Ак. Лаврентьева, 10, тел/факс: (383) 333-12-78, e-mail: [email protected]

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИЦиГ СО РАН.

Автореферат разослан «» _2012 г.

Учёный секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук Хлебодарова Т.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Крупноплодная (садовая) земляника Fragaria ananassa Duch. (2n = 8x = 56) возникла в Европе в первой половине восемнадцатого века при спонтанной гибридизации октоплоидных дикорастущих американских видов F. virginiana Duch. и F. chiloensis (L.) Mill.

(Darrow, 1966). В настоящее время преобладающее число сортов октоплоидной крупноплодной земляники F. ananassa имеет белую окраску венчика.

Появление розовоцветковых образцов в сортименте F. ananassa произошло достаточно спонтанно, в результате удачных экспериментов J. Ellis (1962) по межродовому скрещиванию садовой земляники F. ananassa (2n = 8x = 56) и лапчатки болотной Potentilla palustris L. (Comarum palustre (L.) Scop.) (2n = 6x = 42), имеющей лепестки бордового цвета. Мировой сортимент земляники с розовыми цветками насчитывает около 20 сортов и гибридов. Все они находят исключительно декоративное применение и не способны давать удовлетворительный урожай плодов с приемлемыми вкусовыми качествами (Mabberley, 2002). Именно поэтому в селекционной работе с розовоцветковой земляникой наиболее важной является задача повышения продуктивности и улучшения качества плодов. Однако, несмотря на все недостатки, существующие розовоцветковые сорта пользуются большим спросом садоводов любителей, и, кроме того, находят широкое применение в ландшафтном дизайне (Bentvelsen, Bouw, 2006). Одним из перспективных направлений селекции крупноплодной земляники стало создание розовоцветковых сортов с ремонтантным типом плодоношения, которые имели бы ценность не только как декоративные, но и как ягодные культуры. Именно это двойное назначение делает розовоцветковые сорта земляники особо привлекательными для использования в садоводстве, хотя их создание затруднено последствиями межродового происхождения, такими как повышенная женская стерильность, приводящая к развитию деформированных плодов и гибель проростков и ювенильных растений при семенной репродукции (Батурин, Кузнецова, 2010).

Несмотря на все трудности, в Европе, Америке, Канаде уже достигнут определенный успех в этом направлении (Khanizaden, 2000;

Bentvelsen, Bouw, 2006).

В известных нам научных публикациях не упоминается о генетическом анализе признака «розовая окраска венчика» у F. ananassa. Отсутствие понимания характера наследования нового для октоплоидной крупноплодной земляники признака «розовая окраска венчика» делает работу селекционеров скорее поисково-экспериментаторской, чем планомерной, базирующейся на прогнозируемых результатах скрещиваний. Именно поэтому возникла необходимость проведения данного исследования. Настоящее исследование представляет интерес для частной генетики крупноплодной земляники и изучения наследования признаков у полиплоидов в целом.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы являлось изучение характера наследования розовой окраски венчика в потомствах F.

ananassa при различных способах семенной репродукции и создание исходного материала для селекции розовоцветковой земляники ягодно-декоративного назначения в сибирском регионе.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить репродуктивные особенности сорта Pink Panda и гибрида F1 C 141, имеющих розовую окраску венчика.

2. Изучить наследование признака «окраска венчика» при анализирующем скрещивании розовоцветковых форм с белоцветковыми образцами F.

ananassa.

3. Выявить характер наследования признака «розовая окраска венчика» в семенных потомствах розовоцветковых доноров при самоопылении.

4. Провести отбор перспективных гибридов, сочетающих декоративные свойства и высокую продуктивность, для создания исходного материала в селекции розовоцветковых форм F. ananassa.

Научная новизна В настоящей диссертационной работе:

Впервые проведен генетический анализ признака «розовая окраска венчика» при различных способах семенной репродукции.

Показано, что наследование изучаемого признака осуществляется в соответствии с моделью полисомического наследования с хроматидной сегрегацией аллелей в гаметах.

Впервые определен генотип, а также семенная продуктивность и качество пыльцы у доноров розовой окраски венчика F. ananassa.

Разработаны эффективные схемы скрещиваний, позволяющие получать гибриды с желаемыми фенотипами с заранее известной частотой.

Создана уникальная коллекция генотипов розовоцветковой земляники, включающая более зимостойких ремонтантных образцов, приспособленных к условиям Западной Сибири.

Практическая значимость работы Селекция F. ananassa с участием первых розовоцветковых сортов чаще строилась на использовании их в качестве опылителей в поисковых экспериментах и отборе удачных фенотипов в потомствах (Khanizaden, 2000).

Понимание особенностей наследования признака «розовая окраска венчика» оптимизирует схемы скрещиваний за счет возможности прогнозирования появления в гибридном потомстве растений с желаемым фенотипом, что позволит вести с большей эффективностью отбор по декоративным качествам и продуктивности.

Основные положения, выносимые на защиту:

Розовая окраска венчика у F. ananassa (2n=8x=56) детерминируется 1.

моногенно с полисомическим характером сегрегации аллелей в гибридных потомствах;

Интенсивность окраски лепестков у F. ananassa зависит от числа 2.

доминантных аллелей (P) в генотипе растения.

Апробация работы. Основные результаты диссертационного исследования были представлены на Международной конференции «FOOD OMICS: A Science for Nutrition, Health and Wellness in the Post-Genomic Era» (Италия, Чезена, 2009), Всероссийской молодежной научной конференции «Фундаментальные и прикладные аспекты современной биологии» (Россия, Томск, 2010), Всероссийской молодежной научно-практической конференции «Перспективы развития и проблемы современной ботаники» (Россия, Новосибирск, 2010), Международной конференции «Генетика, геномика и биотехнология растений» (Россия, Новосибирск, 2010), Международном конгрессе растениеводов «Science and Horticulture for People» (Португалия, Лиссабон, 2010).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано печатных работ, в том числе 3 статьи в рецензируемых отечественных журналах, рекомендованных ВАК.

Вклад автора. Основная часть работы выполнена автором самостоятельно. Анализ образцов растительной ткани был выполнен сотрудниками лаборатории Молекулярной биологии и цитометрии факультета Генетики и селекции растений Университета технологии и естественных наук, г.

Быдгощ, Польша, под руководством профессора сельскохозяйственных наук доктора Эльвиры Сливинска.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, результатов, обсуждения, выводов, библиографического списка, списка публикаций по теме диссертации.

Работа изложена на 109 листах машинописного текста, содержит 16 рисунков и 13 таблиц. Список литературы включает 109 источников (27 отечественных и зарубежных).

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ Экспериментальная работа была выполнена в лаборатории популяционной генетики ИЦиГ СО РАН. Материал выращивался на участке селекционно-генетического комплекса ИЦиГ СО РАН (г. Новосибирск), а также в условиях закрытого грунта в 2007-2011 годах.

Объектом исследования являлись сеянцы поколений F1 и I1, полученные с участием розовоцветковых доноров – сорта английской селекции Pink Panda (синоним Frel) и голландского гибрида F1 C141, представленного тремя сеянцами: № 61-1 – темно-розовый венчик, регистрационный номер цвета - RHS 63B, согласно мини-атласу цветов Королевского садоводческого общества (Royal Horticultural Society mini color chart);

№ 61-2 – пурпурный венчик, цвет RHS 67A;

№ 61-3 – темно-пурпурный венчик, цвет 19 RHS 58A.

Предметом исследования являлся признак «розовая окраска венчика». В качестве материнских родительских форм в анализирующих скрещиваниях были использованы высокоурожайные зимостойкие гибриды F. ananassa семьи № [96/10-78-4 Крымская ремонтантная], из коллекционного фонда лаборатории популяционной генетики растений ИЦиГ СО РАН. Также в эксперименты вовлекались следующие образцы и сорта F. ananassa: 58д [матроморфный сеянец сорта Комсомолка], Д-3-3-1 [матроморфный сеянец сорта Пурпуровая], Л-1-15-1 [образец, полученный в режиме свободного опыления сеянца агамоспермного происхождения - Н-4-4-2] и растения сорта Elin.

Определение фертильности пыльцы проводили на препаратах пыльцевых зерен, извлеченных из предварительно фиксированных в растворе Фармера полураскрытых бутонов (Барыкина, 2004). Препараты окрашивали солянокислым спиртовым кармином по методике Snow (1965).

Подсчет числа хромосом у сорта Pink Рanda проводили при помощи микроскопа Zeiss Axiostar Plus на временных препаратах меристематической зоны корешков, окрашенных лактопропионовым орсеином по методике Preeda et al. (2007) с модификациями.

Для определения плоидности сеянцев, полученных от самоопыления сорта Pink Panda, использовали проточный цитометр CyFlow Green Partec (Mnster, Германия). Анализ проведен в Университете технологии и естественных наук (г.

Быдгощ, Польша) по методике Galbraith et al., (1983). Гистограммы анализировали с использованием компьютерной программы DPAC v.2.2.

Завязываемость семян (семенификация, %) определяли как отношение нормально выполненных семян к общему числу завязей в цветке. Вычисление средней арифметической, среднего квадратического отклонения и ошибки средней проводили стандартными методами с использованием программы MS Excel.

Зимостойкость и устойчивость гибридов к пятнистостям листьев оценивали согласно методике А.А. Зубова и И.В. Поповой (1995).

Для интерпретации результатов использована модель полисомической сегрегации аллелей, основанная на гипергеометрическом распределении частот гамет у автополиплоидов, в частности, у октоплоидной земляники (Feller, 1967;

Малецкий, 2000). Частота гамет (qk) с k доминантными аллелями и (n-k) рецессивными аллелями находится по формуле:

, (1) где 2n - число хроматид в полиплоидной клетке перед началом первого мейотического деления, 2n1 - число хроматид с доминантным аллелем Р, (2n-2n1) - число хроматид с рецессивным аллелем p. К примеру, у октоплоидной гетерозиготы с семью доминантными аллелями (генотип Р7р1) распределение генотипов гамет запишется как:

= 1, (2) Соотношение аутотетраплоидных гамет будет следующим:

0,55 P4 p 0+0,40 P3 p 1+0,05 P2 p 2 = 1 (3) Используя формулу (1) были рассчитаны частоты гамет, образуемых родительскими формами, различающимися по соотношению доминантных и рецессивных аллелей (табл.1).

Таблица 1. Ожидаемые частоты аутотетраплоидных гамет у октоплоида при хроматидном типе сегрегации аллелей по локусу, контролирующему розовую окраску венчика у F. ananassa Частоты гамет Родительский P0 p4 P1 p 3 P2 p 2 P3 p 1 P4 p генотип P0 p 8 1,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0, P1 p 7 0,5500 0,4000 0,0500 0,0000 0, P2 p 6 0,2720 0,4835 0,2176 0,0264 0, P3 p 5 0,1154 0,3956 0,3709 0,1099 0, P4 p 4 0,0385 0,2462 0,4306 0,2462 0, P5 p 3 0,0082 0,1099 0,3709 0,3956 0, P6 p 2 0,0005 0,0264 0,2176 0,4835 0, P7 p 1 0,0000 0,0000 0,0500 0,4000 0, P8 p 0 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 1, Соответствие теоретических и эмпирических частот распределения при оценке сегрегации по признаку «окраска венчика» в семенных потомствах оценивали при помощи статистического критерия согласия G (Weber, 1986;

Sokal, Rohlf, 1995). В таблицах, представляющих результаты генетического анализа, теоретически ожидаемые частоты определенных фенотипов по окраске венчика обозначены буквой Е, а частоты фенотипов, полученные в опыте, обозначены буквой О.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ Изучение репродуктивных особенностей доноров розовой окраски венчика – сорта Pink Panda и гибрида F1 С- При самоопылении сорт Pink Panda формирует мелкие безвкусные ягоды на небольшом числе цветков;

плодовитость варьирует от 21% до 34%. Доля полноценных семянок на ягоду составила 33,9 ± 1,8%. Всхожесть семян Pink Panda, развившихся в условиях инбридинга, в различные годы колебалась от 12,5% до 71,3%. Проростки часто погибали, и до цветения доживала незначительная часть сеянцев – в среднем 3,5% от числа взошедших семян.

При самоопылении образца С 141 завязываемость семян составила 51,5 ± 4,1 %. Всхожесть семян оказалась довольно высокой - 93,3 %, хотя большая часть растений (87,3 %) погибала на разных стадиях развития, вероятно, вследствие инбредной депрессии. При использовании гибрида F1 C 141 в качестве опылителя в анализирующих скрещиваниях, всхожесть семян варьировала от 85,7% до 97,8%. Выживаемость ювенильных растений варьировала от 31,2% до 91,0%.

а б Рис. 1. Пыльцевые зёрна: а) - растений сорта Pink Panda, стрелками указаны крупные пыльцевые зерна (предположительно возникшие из монад);

б) - гибрида F1 С-141.

Жизнеспособность пыльцевых зерен у сорта Pink Panda составила 90,4 ± 0,73%, что свидетельствует о хорошем качестве пыльцы сорта. Однако наряду с типичными, на препаратах можно было наблюдать очень крупные пыльцевые зерна округлой формы, доля которых составила 1,4 %. Такие пыльцевые зерна могут возникать в результате нарушения нормального течения мейоза из нередуцированных микроспор – диад или монад (рис. 1а). Процент окрашенных зерен у растений гибрида F1 С 141 оказался значительно ниже – 65,39 ± 2,07%, что свидетельствует о наличии нарушений в микроспорогенезе у данного гибрида (рис. 1б).

Число хромосом и содержание ДНК у доноров розовой окраски венчика Изучение метафазных пластинок в клетках зоны роста корешков сорта Pink Panda выявило наличие разного числа хромосом от 2n=28 до 2n=70.

Преобладающими были клетки с 2n=35 и 2n=39-49 (рис. 2). Таким образом, в соматических тканях сорта Pink Panda наблюдалась явно выраженная миксоплоидия. Следовательно, потомство Pink Panda от самоопыления и гибридизации с F. ananassa может иметь разное число хромосом, что объяснило бы полную или частичную мужскую и женскую стерильность некоторых из них.

а б г в Рис. 2. Метафаза в соматических клетках корня сорта Pink Panda: а) 2n = 28;

б) 2n = 42;

в) 2n = 56;

г) 2n = 70.

Была проведена оценка общего содержания ДНК и его соответствие уровню плоидности у трех случайным образом отобранных сеянцев, полученных от самоопыления сорта Pink Panda и гибрида F1 С 141 с помощью проточной цитометрии. Следуя значению внутреннего стандарта (редька посевная, cорт Saxa), было определено общее содержание ДНК, выраженное в пикограммах (пг) на клетку. Содержание ДНК у растений крупноплодной земляники сорта Mieze Schindler (стандарт, 2n = 8x = 56) составило 1, 856 ± 0, 011 пг;

у сеянцев сорта Pink Panda и гибрида F1 С 141 - 1, 886 ± 0, 016 пг и 1,881 ± 0, соответственно, что указывает на преобладание октоплоидной группы клеток в исследуемых образцах сеянцев, т.е. 2n = 56.

Сегрегация признака «розовая окраска венчика» при анализирующих скрещиваниях Для изучения наследования розовой окраски венчика в анализирующих скрещиваниях с участием гибрида F1 С 141 было осуществлено 18 комбинаций скрещиваний. В целом за время проведения исследования было проанализировано 870 сеянцев. Доля появления белоцветковых сеянцев в потомстве, рассчитанная на основе модели полисомического наследования (табл. 1), позволяет предположить, что розовоцветковые образцы № 61-1 и № 61 2 имеют генотипы Р4р4 и Р5р3, соответственно.

Таблица 2. Сегрегация по интенсивности окраски венчика в потомстве при д анализируюших скрещиваниях б в Светло- Розо- Темно- Пурпур Белые Всего G розовые вые розовые ные Fragaria ananassa № 61- О 27 134 277 134 15 7, Е 22,6 144,5 252,8 144,5 22,6 587, Fragaria ananassa № 61- О 5 31 117 100 30 5, E 2,3 31,0 105,0 112,0 32,7 283, G0,05 = 9,49, df = Среди гибридных потомков наблюдалась непрерывная изменчивость окраски венчика от бледно-розовой до пурпурной. Полученное в эксперименте распределение частот каждого фенотипа согласуется с теоретически ожидаемыми (табл. 2, рис. 3).

а б Рис. 3. Соответствие теоретических частот появления различных фенотипов частотам, полученным в опыте: а – F. ananassa № 61-1;

б – F.

ananassa № 61-2.

При использовании в качестве опылителя растения сорта Pink Panda, доля белоцветковых потомков в F1 составила в среднем 63 ± 5,3 % (табл. 3).

Согласно таблице 1, такая доля рецессивных генотипов возможна в том случае, когда родительская розовоцветковая форма имеет один доминантный аллель Р.

Однако, следуя логике используемой модели, растению, имеющему венчик с розовой окраской 15 RHS 68С, должен соответствовать генотип с 3 или доминантными аллелями (Р3р4 или Р4р4). Такое несоответствие сегрегации при анализирующих скрещиваниях ожидаемым соотношениям, возможно, обусловлено межродовым происхождением сорта, когда имеет место нарушение парной конъюгации хромосом, гибель зародышей, ювенилов и т.д., что может вызывать изменение ожидаемых частот потомков, например, появление избыточной доли определенных фенотипов (в частности – белоцветковых).

Обнаруженная нами у сорта Pink Panda миксоплоидия, а также нарушения в микроспорогенезе – события, которые могут существенно изменять ожидаемую частоту появления гамет определенных генотипов (Кунах, 1995;

Allard, 1999).

Таблица 3. Сегрегация по окраске венчика в потомствах F1, полученных с участием сорта Pink Panda (опылитель) Материнская Окраска венчика сеянцев форма белый окрашенный всего G О 52 32 84 120, 58д Е 9,7 74, О 9 3 12 25, Д-3-3-1 Е 1,4 10, О 15 7 22 39, Л-1-15-1 Е 2,5 19, О 6 6 12 10, сорт Elin Е 1,4 10, О 82 48 130 194, Итого Е 15,0 115, G0,05 = 3,84, df = Сегрегация признака «окраска венчика» в потомствах, полученных в режиме самоопыления Изучение наследования розовой окраски венчика в потомствах от самоопыления было проведено на трех розовоцветковых образцах: № 61-1, № 61-2 и № 61-3. В целом было проанализировано 138 сеянцев. Согласно полученным результатам, чем больше доминантных аллелей содержит в себе генотип родительской формы, тем больше доля растений с темноокрашенными венчиками в инбредном потомстве. Данные эксперимента хорошо согласуются с теоретически ожидаемыми (табл. 4., рис.4).

Таблица 4. Сегрегация по окраске в потомствах I1 гибрида С 141 F Фенотипы по окраске венчика Пурпур розовый Всего Розовые Розовые розовые розовые розовые Бледно Светло Темно Бордо G жилки Белый Инт. ные вые № 61-1 (Генотип Р4р4 ) O0 0 8 8 11 7 2 1 0 7, E 0,1 0,7 3,5 8,5 11,4 8,5 3,5 0,7 0,1 № 61-2 (Генотип Р р ) О0 0 1 3 8 12 8 3 0 1, E 0,0 0,1 0,6 3,1 7,9 11,2 8,4 3,2 0,5 6 2.

№ 61-3 (Генотип Р р ) О0 0 0 0 3 16 23 20 4 3, E 0,0 0,0 0,1 0,8 4,8 14,8 23,2 17,4 4,9 G0,05 = 15,5;

df = Среди инбредных потомков так же, как и в случае с анализирующими скрещиваниями, наблюдалась изменчивость по изучаемому признаку (рис. 5.) а б в Рис. 4. Соответствие теоретических частот появления фенотипов частотам, полученным в опыте при самоопылении: а – № 61-1 (генотип Р4р4);

б – № 61- (генотип Р5р3);

в – № 61-3 (генотип Р6р2).

а б в г д е и ж з Рис. 5. Варьирование окраски венчика в инбредном потомстве розовоцветковых образцов: а – белая;

б – белая, с окрашенными жилками лепестков, в – бледно розовая;

г – светло-розовая;

д – розовая;

е – ярко-розовая;

ж – темно-розовая;

з – пурпурная;

и – бордовая.

Анализ инбредного потомства сорта Pink Panda Генетический анализ потомства от самоопыления сорта Pink Panda выявил присутствие в семенном потомстве до 30,0% белоцветковых сеянцев.

Такая доля сеянцев является избыточной для предполагаемого генотипа Pink Panda - Р3р4. Как и в случае с результатами анализирующего скрещивания, имеется несоответствие полученного распределения ожидаемому (табл. 5).

Недостаточно большая выборка растений в данном опыте, обусловленная высокой летальностью проростков, не позволяет в полной мере оценить согласие экспериментальных данных с теоретическими. Тем не менее, среди потомков с окрашенными цветками мы наблюдали изменчивость по интенсивности окраски венчика с наличием сеянцев с ярко-розовыми и даже темно-розовыми цветками, что свидетельствует о наличии у Pink Panda как минимум трех доминантных аллелей, детерминирующих выработку пигмента.

Таблица 5. Сегрегация по окраске венчика в потомствах I1, полученных с участием сорта Pink Panda Фенотипы по окраске венчика Всего ок рашенных Розовыеж Пурпурн розовый Розовые розовые розовые розовые Бледно Светло Темно Белый Бордо Всего Инт. илки вый ый O6 0 0 5 5 3 1 0 0 E 0,3 1,8 4,8 6,4 4,5 1,8 0,4 0,0 0,0 19, G = 26,38;

df = 1;

G0,05 = 3, Сеянцы, полученные от самоопыления Pink Panda, значительно уклонялись от фенотипа исходного сорта. Различия среди потомков наблюдались по таким признакам как высота растений, площадь и степень насыщенности зеленой окраски листа, способность развивать наземные столоны, интенсивность окраски венчика.

Создание исходного материала для селекции крупноплодной розовоцветковой ремонтантной земляники Скрещивания отборных ремонтантных белоцветковых форм (растения семьи № 7), обладающих рядом ценных признаков, таких как высокая зимостойкость, крупноплодность и хороший вкус плодов, с голландским гибридом F1 C 141 позволили получить в потомстве урожайные ремонтантные крупноплодные растения, имеющие при этом высокие декоративные качества.

Конечной целью являлось создание розовоцветковой земляники двойного назначения, удовлетворяющей разнообразным запросам потребителей, преимущественно садоводов-любителей. Среди 870 потомков было отобрано перспективных гибридов из 6 комбинаций скрещиваний – № 7-9 № 61-2;

№ 7- № 61-2;

№ 7-29 № 61-3;

№ 7-7 № 61-1;

№ 7-25 № 61-1;

№ 7-11 № 61-1.

Отобранные гибриды имели крупные цветки различной интенсивности окраски – от светло-розовой (16 RHS 54D) до пурпурной (13 RHS N57A) – и крупные плоды правильной формы. Отдельные гибриды были размножены вегетативным способом и переданы в 2010 году в селекционные учреждения для эколого селекционного испытания: гибриды № 07/93-3 [№ 7-1 № 61-2] и № 07/80- [05/11-51-2 № 61 -2] в НИИ Садоводства Сибири им. М.А. Лисавенко СО РАН (г. Барнаул), а гибриды 07/93-17 [№ 7-1 № 61-2] и 07/80-149 [05/11-51-2 № -2] в ФГУП Новосибирская зональная станция садоводства Россельхозакадемии (г. Бердск). Кроме того, для получения розовоцветковых гибридов были использованы сортолинейные скрещивания, инбридинг и скрещивание отборных гибридов. По результатам отбора был создан гибридный фонд зимостойких розовоцветковых земляник, формирующих достаточно крупные ягоды. Фонд включает 19 перспективных гибридов с насыщенной розовой окраской венчика, в том числе 3 полумахровые формы (№ 80-57, № 80-134, № 80-149) из комбинаций скрещиваний [№ 7-9 № 61-2;

№ 7-1 № 61-2;

№ 05/11-51-2 № 61-2;

№ 5-11 № 61-2;

№ 7-29 № 61-3], а также 17 гибридов с нежно-розовой окраской цветков из трех комбинаций скрещивания [№ 58-2-1 № 61-2;

№ 58-1 3 № 61-1], в том числе 6 полумахровых [№ 80-80, № 80-104, № 80-115, № 80 135, № 91-19, № 122-11]. Все отобранные гибриды стабильно сохраняли окраску цветков в течение нескольких лет наблюдения.

Таблица 6. Краткая характеристика отборных розовоцветковых гибридов величина ягод, г Цвет Максимальная Вкус плодов, венчика Устойчивость Происхож- Зимостой балл Гибрид по к пятнистостям дение кость шкале листьев RHS 14RHS №05/11-51-2 Зимостой Устойчив 07/80-149 61C 20,3 № 61-2 кий 15RHS №7-1 Зимостой Устойчив 07/93-17 68C 25,1 № 61-2 кий Высоко 19RHS №05/11-51- зимостой- Устойчив 07/80-19 67А 23,3 4, № 61 - кий 14RHS № 7-1 Зимостой Среднеустойчив 07/93-3 N57D 22,6 4, № 61-2 кий Высоко Сорт Ruby 15RHS зимостой- Устойчив 08/15-12-5 21,4 4, № 61-2 68C кий В настоящее время совершенно новым направлением в селекции крупноплодной земляники стало создание сортов, которые сохраняют сортовые особености при семенном размножении. Используя теоретические соотношения частот фенотипов в потомстве рассчитанные на основе используемой модели, были отобраны растения № 47-3 (пурпурный цвет венчика 14 RHS N57A) и № 47 20 (розовый цвет венчика 13 RHS 55В), которые при скрещивании между собой формируют в потомстве сеянцы преимущественно с розовыми и темноокрашенными венчиками. Использование форм с большим количеством доминантных аллелей позволяет получать в гибридных потомствах однородные по окраске венчика сеянцы. Так, при скрещивании образца № 47-3 (P5p3) и гибрида F1 С 141 (Р6p2) удалось получить в семенном потомстве сеянцы преимущественно с темно-розовыми цветками, что открывает перспективы создания сортов с семенным воспроизводством.

ВЫВОДЫ 1. У розовоцветковых образцов F. ananassa аллель розовой окраски венчика (Р) является доминантным, наследуется моногенно с полисомическим хроматидным характером сегрегации в гибридном потомстве.

2. При анализирующих скрещиваниях с участием розовоцветковых форм F.

ananassa в потомстве наблюдается два класса сеянцев – белоцветковые и с окрашенным венчиком. Их появление соответствует частотам, описываемым моделью полисомического наследования с хроматидной сегрегацией аллелей в гаметах.

3. Среди розовоцветковых сеянцев гибридного потомства выявлена изменчивость интенсивности окраски венчика от светло-розовой до бордовой.

Интенсивность окраски зависит от числа доминантных аллелей в генотипе.

4. Донор розовой окраски лепестков – гибрид С 141 является октоплоидом, а сорт Pink Panda – миксоплоидом, формирующим при самоопылении преимущественно сеянцы с 2n = 8x =56.

5. Использование модели моногенного наследования розовой окраски венчика с полисомическим характером сегрегации позволяет прогнозировать долю гибридных сеянцев с желаемой окраской венчика в направленных скрещиваниях розовоцветковых образцов F. ananassa, что способствует ведению эффективного отбора по декоративным качествам и продуктивности.

6. Создан гибридный фонд розовоцветковый земляники, насчитывающий более 50 генотипов с повышенной зимостойкостью. Все отобранные формы обладают способностью к непрерывному цветению и плодоношению в течение летнее-осеннего периода вегетации и пригодны для дальнейшего включения в селекционные программы.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи:

Батурин С.О., Кузнецова Л.Л. Состояние и перспективы селекции 1.

розовоцветковой крупноплодной земляники (Fragaria ananassa Duch.) в Западной Сибири // Информационный вестник ВОГиС. – 2010. – Т. 14. - № 1. С. 165-171.

Кузнецова Л.Л., Батурин С.О. Интродукция розовоцветковой 2.

крупноплодной земляники (Fragaria ananassa Duch.) в Западной Сибири // Научные ведомости БелГУ / Серия Естественные науки. – 2011. – Т. 104. - № 9.

Выпуск 15/2. – С. 54-59.

Батурин С.О., Кузнецова Л.Л. Репродуктивные особенности и 3.

перспективы использования розовоцветкового декоративного гибрида Fragaria Potentilla (сорт Frel) в селекции крупноплодной земляники // Вавиловский журнал генетики и селекции. – 2011, - Т. 15- №4. – С. 800 – 807.

Батурин С.О., Аполинарьева И.К., Кузнецова Л.Л. Некоторые 4.

достижения в решении проблем семенной репродукции ремонтантных сортов крупноплодной земляники // Материалы Международной научно-методической дистанционной конференции «Актуальные проблемы размножения ягодных культур и пути их решения». - Мичуринск, 2010. – С. 32-39.

Батурин С.О., Амброс Е.В., Кузнецова Л.Л. Матроклинное 5.

наследование при скрещиваниях Fragaria Potentilla // Фактори експериментальноiй еволюцiп органiзмiв: Зб. наук.пр./ Укр. т-во генетикiв iселекцiонерiв iм. М.I. Вавилова / К.:Логос, 2010. - Т. 8. - С. 303-307.

Батурин С.О., Кузнецова Л.Л. Наследование розовой окраски 6.

венчика у полиплоидов земляники (Fragaria L.) // Досягнення i проблеми генетики, селекцiп та бпотехнологiп: Зб. наук.праць. – КиПв: Логос.- 2007, - Т. 2.

- С. 16-20.

Тезисы:

1. Kuznetsova L.L., Zielke R.A., Grout B.W., Baturin S.O. Improving double-usage (ornamental and fruiting) strawberry (Fragaria ananassa Duch.) in Western Siberia //

Abstract

book of the International Conference on FoodOmics “A Science for Nutrition, Health and Wellness in the Post-Genomic Era”.- Cesena (Italy), 2009. – P. 69-70.

2. Grout B., Kuznetsova L., Baturin S., Zielke R. Breeding of pink flowering ornamental strawberries in Siberia // Book of abstracts of the 28th International Congress “Science and Horticulture for People”, Lisbon (Portugal), 2010.

– P. 455.

Аполинарьева И.К., Кузнецова Л.Л. Особенности завязываемости 3.

и прорастания семян при ремонтантном плодоношении крупноплодной земляники (Fragaria ananassa Duch.): Труды IV международной научной конференции молодых учёных «Новейшие направления развития аграрной науки в работах молодых ученых». – Краснообск, 2010. – С. 217-220.

Кузнецова Л.Л., Батурин С.О. Breeding pink-flowering everbearing 4.

strawberry adapted to the variable conditions of West Siberia // Abstract book of the International Conference “Plant genetics, genomics and biotechnology”. – Novosibirsk, 2010. - Р. 67.

Кузнецова Л.Л. Наследование розовой окраски венчика у 5.

крупноплодной земляники (Fragaria ananassa Duch.) в бэккроссных скрещиваниях // Труды Томского государственного университета «Фундаментальные и прикладные аспекты современной биологии». – 2010. – Т.

125. – С. 363-366.

Кузнецова Л.Л., Батурин С.О. Дозовый эффект гена при 6.

наследовании розовой окраски венчика у потомков межродовых гибридов Fragaria ananassa Duch. Comarum palustre L. // Перспективы развития и проблемы современной ботаники / Материалы II (IV) Всероссийской молодежной научно-практической конференции. Новосибирск: Изд-во СО РАН.

– 2010. – С. 272-274.