На основе изучения уровня и границ изменчивости количества хлоропластов в листьях, размеров устьиц, а также их числа на единицу площади листа установлены полиплоидные сорта груши и оценены диагностические методы определения.
Груша в основном имеет диплоидное (2n = 34) число хромосом (диплоид (от греческого «Diplos» — двойной и «eidos» — вид) — клетка или особь с двумя гомологичными наборами хромосом) [4]. Но известно, что среди плодовых и ягодных культур часто существуют формы и виды с разной Плоидность. Не редко они составляют полиплоидный ряд. Исключительно высокой полиморфностью среди плодовых отмечается род Rubus. В его пределах встречаются представители от диплоидных до 12 плоидних. В роде Prunus присутствуют диплоидные, тетра‑и гексаплоидный виды, в Сerasus в большинстве случаев диплоидные и тетраплоидни, в Malus также наблюдается значительный полиморфный ряд: диплоидные, триплоидные, тетра‑и даже пентаплоидни формы [5].
Известен ряд сортов груши полиплоидных природы на уровне триплоидности (3n) (Кюре, Александр Люка, Берет Аманли, Бере Диль, Анжуйская красавица, Люциус, Триумф Жодуаня, Мускатная летняя, Деканка сокрушен, рождения армуд, Левовассер, Кательярх) и Тетраплоидный (4n) (Фертилити, Треву Тетра, нелесные зимняя, Мирандино Россо и другие) [7]. Триплоидный уровень для груши считается оптимальным (высокий уровень содержания геноплазмы в геноме) и реализуется в большей урожайности и повышенной устойчивости к грибным болезням [1]. Среди отрицательных качеств триплоидные сортов является формирование дефективного пыльцы, неоднородного по размеру и развитием. Это имеет место вследствие нарушений мейоза при Микроспорогенез. Поэтому процесс взаимного опыления между триплоидные сортами являются неэффективным, и для получения нормальных урожаев возникает потребность в диплоидных сортах — опылителей. По этим же причинам триплоидные сорта не могут использоваться как опылители для диплоидных [2]. Тетраплоидный уровень для груши является избыточным. Такие сорта характеризуются умеренной и низкой урожайностью, повышенной степенью поражения паршой и пониженной зимостойкостью. Преимущественно они используются в селекционной практике для получения триплоидные сортов при скрещиваниях по схемам 2n х 4n или 4n х 2n [5]. Поэтому целью нашей работы было определение уровня плоидности у сортов груши. Материалы и методика. Исследовались сорта львовской селекции: Роксолана, Этюд, Львовский сувенир, Христианка, Стрыйская, Ель, Трембита, Говерла, Красивая. Для определение уровня плоидности был проведен их цитологический анализ косвенными методами — размерами устьиц, их количеством на единицу площади поверхности листа и количеством хлоропластов. За контроль взято триплоидный сорт Кюре (рис. 1) и Тетраплоидный Треву Тетра. Рис. 1. Продиховий аппарат сорта груши Кюре: 1 — устьица, 2‑хлоропласты 2 1
Особенности аппарата диплоидных и полиплоидных сортов груши (pyrus Communis L.)Исследования проводились по методике Л.В. Соловьевой [6]. Отбирали первый от верхушки побега молодой, но полностью развернутый листок, фиксировали в фиксаторе Карнуа, окрашивали на предметном стекле раствором йода. Через несколько секунд окрашенную часть переносили на предметное стекло и накрывали покровным стеклом, не нажимая. Измеряли размеры устьиц, определяли их количество на 1мм 2 и подсчитывали количество хлоропластов в обоих запирающих клетках устьиц с помощью микроскопа «Polivar» с увеличением объектива 40х. Проведен статистический анализ данных. Результаты. Установлено, что форма устьиц зависимости от сорта может варьироваться от округлой до овальной. К сортам с округлой формой отнесли красивой, Трембиту, Стрыйская, Этюд, Говерлу, Христианку, с овальной — Львовский сувенир, Роксолану, Смеричку, Кюре, Мертон Прайт, Треву Тетра. По размерам устьица разделены на группы: малые, средние и большие. К первой отнесены устьица с размером от 10,3 до 17,2 мкм, второй — 18,5–27,6, последней — 27,7 — 45,0 мкм.
В триплоидия Кюре размеры малых, средних и крупных устьиц составляли соответственно 16,82, 26,82 и 36,24, а в Треву Тетра — 16,80, 27,6 и 45,0 мкм. При переходе сортов на больший уровень плоидности размеры замыкающих клеток устьиц увеличиваются, что может быть базой для ускоренного и относительно простого определения уровня плоидности [3]. Вместе с тем, показатель количества устьиц может использоваться как Тестерная признак сортовой принадлежности. Поскольку в результате исследований выявлено, что соотношение показателей количества устьиц и размеров и их взаимодействие составляет 83:5:12 (рис. 2), это указывает на высокая степень достоверности их генетически обусловленных признаков. Е.П. Раджабли и др… [3] считают, что между тетра‑и диплоидными сортами наблюдается значительная разница в количестве устьиц на единицу площади листовой поверхности. В первых из устьиц большего размера этот показатель, как правило, ниже. Понятно, что установить его легче, чем измерять размер устьиц, который характеризуется сильной изменчивостью, которая наблюдалась на сортах груши. Так, у сортов, которые изучались, количество устьиц на единицу площади листа варьировала в пределах: с малыми размерами — 16,4–43,6, средними — 2,3–10,2, большими — 0,8–6,1. Установлено также, что у сортов разных сроков созревания доля показателя количества устьиц на 1 мм 2 поверхности листа составляет 76%, их размера — 5, а на взаимодействие этих двух показателей приходится 19% (рис. 3). Следовательно, для определения сорта груши размеры устьиц листовой пластинки не является достаточным признаком. Наши исследования показали также, что соотношение количества и размеров устьиц, характерное для полиплоидных сортов Кюре и Треву Тетра наблюдается и в ряде Рис. 2. Влияние количества и размеров устьиц в поле зрения на определение сортовых особенностей груши 83% 5% 12% Количество устьиц Размеры устьиц Взаимодействие количества и размеров устьиц крупноплодных диплоидных — Роксолана, Говерла, Ель. Это свидетельствует о том, что они могут быть полиплоидами на миксоплоидний основе. Поэтому этот метод определения плоидности сортов требует уточнения в плане отбора материала и анализа экспериментальных данных. Известно также, что сортам и гибридным формам груши различной плоидности присуща определенная характерна количество хлоропластов в замыкающих клетках устьиц листа [8]. В наших исследованиях число хлоропластов в группе диплоидных сортов груши львовской селекции находилось в пределах 19,0–20,0 единиц, тогда как в Кюре и Треву Тетра средний показатель количества хлоропластов составлял 23,0–30,0, что характерно для полиплоидных сортов. Сделаны также попытку установить корреляционные уровни воздействия определенных характеристик устьиц и хлоропластов в них на урожайность груши. Однозначно отрицательно коррелирует будущий урожай с количеством крупных и средних устьиц на единицу площади (r = ‑0,841 0,09), в то время как в малых эти показатели коррелируют положительно (r = 0,740 0,06). Корреляционную зависимость устьиц эпидермиса листа от будущей урожайности можно, очевидно, объяснить ролью продихового аппарата в интенсивности фотосинтезирующего процесса. Как известно, продиховий аппарат листьев через транспирацию регулирует оводнённость его тканей, а, следовательно, напрямую влияет на его засухоустойчивость, а также опосредованно на активность фотосинтеза. В частности, большие устьица и усиленная транспирация оказывают негативное, а малые устьица и экономная транспирация — положительное влияние на эти процессы. Выводы. Наиболее достоверным методом установления плоидности для сортов груши является определения количества хлоропластов в замыкающих клетках устьиц. Однозначно в Рис. 3. Влияние размеров устьиц и их количества на единицу площади листа при определении сортовых особенностей груши 5% 76% 19% Размеры устьиц Количество устьиц Взаимодействие размеров и количества устьицполиплоидных сортов этот показатель значительно выходит за пределы диплоидных. Количество устьиц на листовой пластинке определяет сортовые особенности груши. Размер устьиц так и их количество могут быть использованы как дополнительные показатели для установления плоидности.
Список литературы
1. Жученко А.А. Адаптивный потенциал культурных растений. — Кишин ѐ в: Штиинца, 1988. — С. 127–129.
2. Лозицкий А.Я. Биологические особенности полиплоидных сортов груши домашней / / Бюл. ВИР. — 1972. — В. 27. — С. 25.
3. Раджабли Е.П., Рудь В.Д. Получение и использование полиплоидных форм растений. — Новосибирск: Наука, 1972. — С. 49–73.
4. Рылов Г.П. Груша в Беларуси. — Минск, 1991. — 238 с.
5. Седышева Г.А. Роль полиплоидии в селекции яблони. — Тула: Приокское кн. изд-во, 1985. — С. 94–130.
6. Соловей Л.В. Практикум по цитологию. — Изд-во Московского университета, 1982. — С.49–52. 7. Туз А.С., Лозицкий А.Я. Полиплоидия в яблони и груши / / цитологические и цитоембриологические методы в селекции плодовых и ягодных культур. ‑М: Колос, 1973. — С. 106–109. 8. Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур / Под. ред. Е.Н. Седова и Т.П. Огольцовой. — : Изд-во ВНИИСПК, 1999. — 608 с.
