Применение межвидовой гибридизации и технологии культуры цветочных бутонов in vitro для увеличения биоресурсов лука

Исследований проводили с целью создания и оценки по комплексу селекционно ценных признаков, а также устойчивости к пероноспорозу форм межвидовых гибридов для пополнения биоресурсов лука. Для получения одного поколения за один год растений лука из потомств I1…5 от ВС1 комбинаций скрещивания F5 (Allium cepa × A. vavilovii) и F5 (A. cepa × A. fistulosum) использовали культуру цветочных бутонов in vitro. Растения лука выращивали в климатической ка- мере, фитотроне и весенне-летней пленочной теплице. В теплице растения формировали луковицу и цветонос. Цветущие растения изолировали, самоопыляли и получали семена. Из семян выращивали рассаду в зимней теплице, которую затем высаживали в поле и возделывали до формирования луковицы. После уборки проводили морфологическую оценку по числу листьев, окраске, массе и форме луковицы. Растения сформировали луковицы массой 54,4…100,0 г. Максимальной в опыте она была у потомства I5BC1(F5(A. cepa×A. vavilovii)) – 85,0 г. У гибридов A. cepa × A. fistulosum и A. cepa × A. vavilovii красную окраску луковиц отмечали в 44,0…97,0 %. В потомстве A. cepa × A. fistulosum преобладала широкоэллиптическая форма луковицы (до 85 %). Растения I3BC1(F5(A. cepa×A. vavilovii)) сформировали 95,0 % эллиптических луковиц и 5,0 % круглых луковиц. В комбинации A. cepa × A. fistulosum на долю растений, устойчивых к пероноспорозу, приходилось от 42,0 до 49,0 %. В комбинации A. cepa × A. vavilovii с увеличением инбредного поколения с I1 до I5 доля устойчивых растений повышалась до 74,0 %. Селекционные формы межвидовых гибридов позволяют увеличить биоресурсы лука по окраске, форме луковицы и устойчивости к пероноспорозу.

1. Agronomic, physiological, genetic and phytochemical characteristics of onion varieties influenced by daylength requirements / Z. Kiani, K. Mashayekhi, N. Golubkina, et al. // Agriculture. 2023. Vol. 13. Article 697. URL: https://www.mdpi.com/2077-0472/13/3/697 (дата обращения: 15.04.2024). doi: 10.3390/agriculture13030697.

2. Havey M. J. Onion breeding // Plant Breed. Rev. 2018. Vol. 42. P. 39–85. URL: https://onlinelibrary.wiley.com/ doi/10.1002/9781119521358.ch2 (дата обращения: 18.04.2024). doi: 10.1002/9781119521358.

3. Recent advances in onion genetic improvement / C. S. Cramer, S. Mandal, S. Sharma, et al. // Agronomy. 2021. Vol. 11. Article 482. URL: https://www.mdpi.com/2073-4395/11/3/482 (дата обращения: 15.04.2024). doi: 10.3390/agronomy11030482.

4. Germplasm conservation: Instrumental in agricultural biodiversity – A review / V. Priyanka, R. Kumar, I. Dhaliwal, et al. // Sustainability. 2021. Vol. 13. Article 6743. URL: https://www.mdpi.com/2071-1050/13/12/6743 (дата обращения: 18.04.2024). doi: 10.3390/su13126743.

5. Enhancing onion breeding using molecular tools / J. S. Khosa, J. McCallum, A. S. Dhatt, et al. // Plant Breed. 2015. Vol. 135. P. 9–20. URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbr.12330 (дата обращения: 14.04.2024). doi: 10.1111/pbr.12330.

6. Male sterility in onion (Allium cepa L.): Origin: Origin, evolutionary status, and their prospectus / D. C. Manjunathagowda, P. Muthukumar, J. Gopal, et al. // Genet. Resour. Crop Evol. 2021. Vol. 68. P. 421–439. URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s10722-020-01077-1 (дата обращения: 15.04.2024). doi: 10.1007/s10722-020-01077-1.

7. SNP-markers in Allium species to facilitate introgression breeding in onion / O. E. Scholten, M. P. van Kaauwen, A. Shahin, et al. // BMC Plant Biol. 2016. Vol. 16. Article 187. URL: https://bmcplantbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12870-016-0879-0 (дата обращения: 15.04.2024). doi: 10.1186/s12870-016-0879-0.

8. Interspecific hybridization in Allium crops: Status and prospectus / A. P. Benke, V. Mahajan, D. C. Manjunathagowda, et al. // Genet. Resour. Crop Evol. 2022. Vol. 69. P. 1–9. URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s10722-021-01283-5 (дата обращения: 15.04.2024). doi: 10.1007/s10722-021-01283-5.

9. Recent advances in onion genetic improvement / C. S. Cramer, S. Mandal, S. Sharma, et al. // Agronomy. 2021. Vol. 11. Article 482. URL: https://www.mdpi.com/2073-4395/11/3/482 (дата обращения: 15.04.2024). doi: 10.3390/agronomy11030482.

10. Toward an evolved concept of landrace / F. Casanas, J. Simo, J. Casals, et al. // Front. Plant Sci. 2017. Vol. 8. P. 145–149. URL: https://www.frontiersin.org/journals/plant-science/articles/10.3389/fpls.2017.00145/full (дата обращения: 17.04.2024). doi: 10.3389/fpls.2017.00145.

11. Manjunathagowda D. C. Genetic enhancement of onion germplasm through population improvement // Plant Physiol. Rep. 2022. Vol. 27. P. 73–80. URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s40502-022-00646-z (дата обращения: 15.04.2024). doi: 10.1007/s40502-022-00646-z.

12. Assessing the genetic diversity in onion (Allium cepa L.) landraces from northwest Spain and comparison with the European variability / A. Rivera, C. Mallor, A. Garces-Claver, et al. // Crop Hortic. Sci. 2016. Vol. 44. P. 103–120. URL: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/01140671.2016.1150308#d1e848 (дата обращения: 15.04.2024). doi: 10.1080/01140671.2016.1150308.

13. High-throughput genotyping in onion reveals structure of genetic diversity and informative SNPs useful for molecular breeding / C. Villano, S. Esposito, F. Carucci, et al. // Mol. Breed. 2019. Vol. 39. Article 5. URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s11032-018-0912-0 (дата обращения: 15.04.2024). doi: 10.1007/s11032-018-0912-0.

14. The long and winding road leading to the successful introgression of downy mildew resistance into onion / O. E. Scholten, A. W. Heusden, L. I. Khrustaleva, et al. // Euphytica. 2007. Vol. 156. Р. 345–353. URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s10681-007-9383-9 (дата обращения: 15.04.2024). doi: 10.1007/s10681-007-9383-9.

15. Khrustaleva L. I., Kik C. Introgression of Allium fistulosum into A. cepa mediated by A. roylei // Theor. Appl. Genet. 2000. Vol. 100. P. 17–26. URL: https://link.springer.com/articl e/10.1007/s001220050003 (дата обращения: 15.04.2024).

16. Эйдлин Я. Т., Монахос Г. Ф., Монахос С. Г. Маркер-опосредованный отбор при создании устойчивых к пероноспорозу линий закрепителей стерильности лука репч атого (A. cepa L.) // Овощи России. 2021. № 3. С. 34–39.

17. Межвидовая гибридизация овощных растений (Allium L. – лук, Daucus L. – морковь, Capsicum L. – перец) / Н. И. Тимин, О. Н. Пышная, А. Ф. Агафонов и др. М.: ВНИИССОК, 2013. 188 с.

18. Ускоренное получение одного поколения лука за год технологией культуры цветочных бутонов in vitro / В. С. Романов, О. В. Романова, В. В. Логунова и др. // Биосфера. 2022. T. 14. № 4. C. 375–379.