Перспективи використання апозиготичного способу репродукції насіння для створення нових гібридів буряків цукрових
DOI:
https://doi.org/10.47414/na.12.2.2024.305033Ключові слова:
апоміксис (апозиготія), алоплазматичні лінії, Beta maritima, Beta patula, аналізатор плоїдності АП «Partec», зародкові мішки, роздільноквітковість, фенотипи ЦЧСАнотація
Мета. Дослідження теоретичних основ материнського способу репродукції насіння у буряків цукрових при апозиготії для розширення генофонду пилкостерильних ліній, стабілізованих за роздільноквітковістю і стерильністю, вивчення основ феномену високої саморепродукції насіння у заміщених ліній на основі нової гермоплазми диких видів роду Beta L.
Методи. Селекційні – добір масовий та індивідуальний, за роздільноквітковістю, фенотиповими ознаками ядерних генів ЦЧС; цитогенетичні – метод флюорисцентної цитофотометрії з використанням аналізатора плоїдності АП «Partec» для встановлення зв’язку міксоплоїдії клітинних популяцій з репродуктивними ознаками при апозиготії.
Результати. Розроблено генетичні моделі нових гібридів і створені роздільноквіткові, пилкостерильні, гомозиготні лінії, ідентифіковані за генеративним редукованим партеногенезом. Апозиготичні лінії з різною зародковою плазмою, стабілізовані за рівнем геному із 100 % стерильністю, впроваджуються у селекційний процес буряків цукрових у 2016–2023 рр. Встановлено феномен високої саморепродукції насіння і виділено лінія на основі нової гермоплазми B. patula за селекційним номером 19-011 A1 з високим зав’язуванням апозиготичного насіння від 68,8 до 96 %. Досліджується питання про використання апозиготичних ліній з новою зародковою плазмою для створення експериментальних гібридів буряків цукрових із скороченням трудомісткої ланки, селекції закріплювачів стерильності.
Висновки. Обґрунтовано основні теоретичні підходи і вказано на практичні рішення застосування в селекційному процесі буряків цукрових нового апоміктичного способу репродукції насіння пилкостерильних ліній для спрощення схеми селекції, що визначається посівними якостями насіння, продуктивними властивостями насінників, методами диференціації і добору за типами апозиготії, завдяки яким можливе відтворення та копіювання материнських компонентів або отримання нового гомозиготного матеріалу.
Посилання
Roik, M. V., Kovalchuk N. S., & Yatseva, O. A. (2014). Evaluation and selection of breeding materials with apozygosity and cytoplasmic male sterility: methodological recommendations. Kyiv: N. p. [In Ukrainian]
Kovalchuk, N. S., Roik, M. V. Yatseva, L. A. Nediak, T. M., Potapovich, O. A., & Kachalovska, S. O. (2016). Patent No. 104295 dated 25.01.2016, No. 2 Ukraine, Method of obtaining haploid and dihaploid lines of sugarcane beets based on apozygosity and cytoplasmic male sterility. [In Ukrainian]
Roik, M. V., Balahura, O. V., Kovalchuk, N. S., Zinchenko, O. A., Vlasiuk, V. I., & Fedoroshchak, L. S. (2022). Seed productivity of alloplasmic lines of Beta patula and B. maritima with sterile cytoplasm under the conditions of apozygotic reproduction. Scientific Papers of the Institute of Bioenergy Crops and Sugar Beet, 30, 14–26. doi: 10.47414/np.30.2022.268940 [In Ukrainian]
Kovalchuk, N. S., Roik, M. V., Kachalovska, S. O., Yatseva, O. A., Potapovych, O. A., & Khimich, N. M. (2014). Patent 92392. Ukraine, IPC 2014.01, A01Н 4/00. The method of creation of apozygotic segregating lines of sugar beets from TsChS / (Ukraine) applicant and patent holder Institute of bioenergy crops and sugar beets of the National Academy of Sciences - No. u 201403153; statement 28.03.2014; published 11.08.2014, Bull. No. 15.–6 [In Ukrainian]
Szkutnik, T. (2011). Apomixis in the suger beet/Reproduction system. Acta Bioloca Cracoviensia Serus Botanica, 52(1), 87–96. doi: 10.2478/v10182-010-0011-y
Seilova, L., & Sedlovsky, A. (2001). Sugar beet apomixes and its use in breeding. Sugar Tech, 2(4), 31–32.
Jassem, B. (1990). Apomixis in the genus Beta. Apomixis Newsletter, 19, 7–23.
Roik, M. V., Kovalchuk, N. S., & Yatseva, O. A. (2014). Apozygosity as a method of creating raw materials of sugar beets. Bulletin of Agrarian Science, 11, 45–49. [In Ukrainian]
Gerashchenkov, G. A., Yasybaeva, G. R., Rozhnova, N. A., & Chemeris, A. V. (2015). Isolation of Promoters and Fragments of Genes Controlling Endosperm Development Without Fertilization in Arabidopsis and Engineering of the Antisense Constructions. European Journal of Molecular Biotechnology, 8(2), 56–62. doi: 10.13187/ejmb.2015.8.5611
Yamashita, K., Nakazawa, Y., & Namai, K. (2012). Modes of inheritance of two apomixis components, diplospory and parthenogenesis, in Chinese chive (Allium ramosum) revealed by analysis of the segregating population generated by back-crossing between amphimictic and apomictic diploids. Breeding Science, 62, 160–169. doi: 10.1270/jsbbs.62.160
Patent 102476 "Method of creation of homozygous single-seeded pollinate lines of sugar beet based on apozygous progeny of multi-seeded hybrid plants with TsChS" (Patent 16352/ZU/15 Ukraine, IPC (2016.01) А01Н 4/00) [In Ukrainian]
Roik, M. V., & Kovalchuk, N. S. (2006). Analysis of the variability of the ploidy level of the genome of the initial breeding materials of sugar beets using the technology of the ploidy analyzer "Partec": methodological recommendations. Kyiv. [In Ukrainian]
DSTU 2292-93. Sugar beet seeds. Methods of determining similarity, singleness and benignity. Kyiv: Derzhspozhyvstandart. [In Ukrainian]
Prysiazhniuk, O. I., Karazhbei, H. M., & Leshchuk, N. V. (2016). Statistical analysis of agronomic research data in the Statistica 10 package: methodological guidelines. Kyiv: Nilan-LTD. [In Ukrainian]
Levites, E., & Kirikovich, S. (2017). The heteroallicity instead of heterozygosity in haploids of sugar beet Beta vulgaris L. Bulletin of Science and Practice, 5, 32–38.
Richardson, K. L., Mackey, B. E., & Hellier, B. C. (2019). Resistance in Beta vulgaris L. subsp. maritima (L.) Thell. to the Rz1-breaking strain of rhizomania. Genetic Resources and Crop Evolution, 66, 929–939. doi: 10.1007/s10722-019-00749-x
Kovalchuk, N., Roik, M., & Zinchenko, O. (2023). Alloplasmic lines of beets with new cytoplasm from the wild genus Beta patula. Zemdirbyste-Agriculture, 110(3), 225–234. doi: 10.13080/z-a.2023.110.026
Roik, M. V., Kovalchuk, N. S., Balahura, O. V., Prysiazhniuk, O. I., Boiko, I. I., Zinchenko, O. A., Bekh, N. S., … Fedoroshchak, L. H. (2023). A study on the adaptive potential of new sterile cytoplasm of Beta patula and Beta maritima L. from wild beets of the genus Beta L.: cold resistance and traits of early sugar accumulation in introduced alloplasmic lines. Advanced Agritechnologies, 11(1). 10.47414/na.11.1.2023.279933 [In Ukrainian]
