ovoshchiОвощи РоссииVegetable crops of Russia2072-91462618-7132Федеральный научный центр овощеводства10.18619/2072-9146-2018-6-3-7ovoshchi-641Research ArticleСЕЛЕКЦИЯ И СЕМЕНОВОДСТВО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙBREEDING AND SEED PRODUCTION OF AGRICULTURAL CROPSЦИТОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА УДВОЕННЫХ ГАПЛОИДОВ КАБАЧКА (CUCURBITA PEPO L.)CYTOLOGICAL ASSESSMENT OF DOUBLED HAPLOIDS IN SUMMER SQUASH (CUCURBITA PEPO L.)https://orcid.org/0000-0002-2695-190XДомблидесЕ. А.DomblidesE. A.

зав. лабораторией биотехнологии, кандидат с.-х. наук 

143072, Московская обл., Одинцовский р-н, п. ВНИИССОК, ул. Селекционная, д. 14

Ph.D. in Agriculture, Head of Laboratory of Biotechnology

Selectionaya St. 14, VNIISSOK, Odintsovo region, Moscow oblast, 143072

Edomblides@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7902-503XКанЛ. Ю.KanL. Yu.

с.н.с. лаборатории генетики и цитологии, кандидат с.-х. наук 

143072, Московская обл., Одинцовский р-н, п. ВНИИССОК, ул. Селекционная, д. 14

Ph.D. in Agriculture, Senior Researcher, Laboratory of Genetics and Cytology

Selectionaya St. 14, VNIISSOK, Odintsovo region, Moscow oblast, 143072

ХимичГ. А.KhimichG. A.

с.н.с. лаборатории селекции тыквенных культур 

143072, Московская обл., Одинцовский р-н, п. ВНИИССОК, ул. Селекционная, д. 14

Senior Researcher, Laboratory Cucurbits Crop Breeding and Seed Production

Selectionaya St. 14, VNIISSOK, Odintsovo region, Moscow oblast, 143072

КоротцеваИ. Б.KorotsevaI. B.

зав. лабораторией селекции тыквенных культур, кандидат с.-х. наук 

143072, Московская обл., Одинцовский р-н, п. ВНИИССОК, ул. Селекционная, д. 14

Ph.D. in Agriculture, Head of Laboratory Cucurbits Crop Breeding and Seed Production

Selectionaya St. 14, VNIISSOK, Odintsovo region, Moscow oblast, 143072

https://orcid.org/0000-0002-5617-9498ДомблидесА. С.DomblidesA. S.

зав. лабораторией генетики и цитологии, кандидат с.-х. наук 

143072, Московская обл., Одинцовский р-н, п. ВНИИССОК, ул. Селекционная, д. 14

Ph.D. in Agriculture, Head of Laboratory of Genetics and Cytology

Selectionaya St. 14, VNIISSOK, Odintsovo region, Moscow oblast, 143072

ФГБНУ «Федеральный научный центр овощеводства»РоссияFSBSI Federal Scientific Vegetable CenterRussian Federation2018101220180637Copyright © Домблидес Е.А., Кан Л.Ю., Химич Г.А., Коротцева И.Б., Домблидес А.С., 20182018Домблидес Е.А., Кан Л.Ю., Химич Г.А., Коротцева И.Б., Домблидес А.С.Domblides E.A., Kan L.Y., Khimich G.A., Korotseva I.B., Domblides A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vegetables.su/jour/article/view/641

Из девяти отозвавшихся в культуре неопыленных семяпочек образцов кабачка в 2015-2017 годах было получено 147 новых генотипов. Для оценки уровня плоидности полученных растенийрегенерантов R0 кабачка необходимо проводить цитолог ический анализ. Малый размер митотических хромосом и их относительно большое количество в роде Cucurbita делает их трудными для точного подсчета, даже несмотря на то, что они, как правило, хорошо разделены. В результате проведенной работы была подобрана оптимальная методика окрашивания хромосом кабачка с использованием модернизированного нами пропионно-лакмоидного метода. При приготовлении давленных препаратов использовали меристемы стебля и кончиков корней. Кабачок оказался трудным в цитологическом плане объектом ввиду малой частоты митозов и небольшого числа метафаз с хорошим разбросом хромосом. В результате удалось получить микрофотографии хромосом кабачка C. pepo subsp. brevicaulis var. giraumons Duch и отдаленного гибрида (селекционный образец №37) между кабачком сорта Корнишонный и твердокорой тыквой C. pepo subsp. longicaulis Greb. var. pepo, а также полученных из них удвоенных гаплоидов. Несмотря на достаточно мелкие размеры (около 2 мкм), хромосомы на полученных микрофотографиях достаточно четко видны. Практически все проанализированные растения-регенеранты, успешно прошедшие этап адаптации к условиям in vivo, оказались удвоенными гаплоидами 2n = 2х = 40 и в последующем успешно завязали семена при самоопылении. Около 20% из проанализированных растений R0 были миксоплоидами, предположительно гаплоидных растений было 7%.

147 new forms were obtained only from nine responsive unpollinated ovules of summer squash in 2015-2017. The cytological analysis is used to estimate the level of ploidy in regenerated plants R0. The small size of mitotic chromosomes and large number in Cucurbita genus make it difficult to count them even though they are well separated. As a result of analysis the optimal method of chromosome staining has been chosen with the use of modified propiono- lacmoid cytological technique. The rootlet tips and apical meristems were used to make smear preparations. As it was shown the summer squash was a difficult species as a cytological object because of low mitosis frequency and low number of metaphase plates with well scattered chromosomes. The photos of chromosomes in squash C. pepo subsp. brevicaulis var. giraumons Duch; distant hybrid (breeding accession N37) between variety ‘Cornishon’ and winter squash C. pepo subsp. longicaulis Greb. var. pepo and doubled haploid plants produced from them were made. In spite of the small size 2 μm the chromosomes observed were clearly seen. Nearly all regenerated plants that had been analyzed passed well the adaptation in vivo and occurred to be a doubled haploids (2n = 2x=40). The seed progeny was then obtained through self-pollination. About 20% of plants R0 analyzed were mixploids and supposedly only 7% were haploids.

кабачок (Cucurbita pepo L.)DH-растенияхромосомный анализкультура неопыленных семяпочек in vitroгиногенезгаплоиды кабачкацитологическая оценкапропионо-лакмоидный метод анализа хромосомsummer squash (Cucurbita pepo L.)DH-plantschromosome analysisculture of unpollinated ovules in vitrogynogenesishaploids of summer squashcytological assessmentpropiono-lacmoid chromosome analysisReferencesВавилов Н.И. (1925) О междуродовых гибридах дынь, арбузов и тыкв. Труды по прикладной ботанике и селекции. Т.14. Вып. 1. C.1-35.Vavilov N.I. Intergeneric hybrids of melons, watermelons and squashes. Proceedings on Applied Botany, Genetics and Breeding. V.14 (1). P.1-35.Домблидес Е.А., Шмыкова Н.А., Заячковская Т.В., Химич Г.А., Коротцева И.Б., Кан Л.Ю., Домблидес А.С. Получение удвоенных гаплоидов в культуре неопыленных семяпочек кабачка (Сucurbita pepo L.). В сборнике: Биотехнология как инструмент сохранения биоразнообразия растительного мира (физиолого-биохимические, эмбриологические, генетические и правовые аспекты). Материалы VII Международной научно-практической конференции, посвященной 30-летию отдела биотехнологии растений Никитского ботанического сада. 2016. С.28-29.Domblides E.A., Shmykova N.A., Zayachkovskaya T.V., Khimich G.A., Korotseva I.B., Kan L.Y. and Domblides A.S. Doubled haploid plant production from in vitro culture of unpollinated ovules of summer squash (Сucurbita pepo L.). Proceedings of the of the VII International Scientific and Practical Conference «Biotechnology as an Instrument for Plant Biodiversity Conservation (physiological, biochemical, embryological, genetic and legal aspects)», devoted to the 30th anniversary of Biotechnology Department in Nikita Botanical Gardens Yalta, Crimea, Russia September, 25 October, 01, 2016. Simferopol: PP «ARIAL», 2016. 352 p.Домблидес Е.А., Шмыкова Н.А., Шумилина Д.В., Заячковская Т.В., Минейкина А.И., Козарь Е.В., Ахраменко В.А., Шевченко Л.Л., Кан Л.Ю., Бондарева Л.Л., Домблидес А.С. Технология получения удвоенных гаплоидов в культуре микроспор семейства капустные. ФГБНУ «Всероссийский НИИ селекции и семеноводства овощных культур». Москва, 2016.Domblides E.A., Shmykova N.A., Shumilina D.V., Zayachkovskaya T.V., Mineykina A.I., Kozar E.V., Akhramenko V.A., Shevchenko L.L., Kan L.Yu., Bondareva L.L., Domblides A.S. Technology of doubled haploid plant production through isolated microspore cultivation in Brassicaceae family. Federal State Budgetary Scientific Research Institution «All-Russian Scientific Research Institute of vegetable breeding and seed production», Moscow, 2016 (In Russ.).Домблидес Е.А., Шмыкова Н.А., Химич Г.А., Коротцева И.Б., Домблидес А.С. ОБРАЗОВАНИЕ АНОМАЛЬНЫХ ЦВЕТКОВ В ПОТОМСТВЕ УДВОЕННЫХ ГАПЛОИДОВ КАБАЧКА (CUCURBITA PEPO L.). Овощи России. 2018;(5):13-17. DOI:10.18619/2072-9146-2018-5-13-17Domblides E.A., Shmykova N.A., Khimich G.A., Korotseva I.B., Domblides A.S. DEVELOPMENT OF ABNORMAL FLOWERS IN GENERATION OF DOUBLED HAPLOIDS OF SUMMER SQUASH (CUCURBITA PEPO L.). Vegetable crops of Russia. 2018;(5):13- 17. (In Russ.) DOI:10.18619/2072-9146-2018-5-13-17Кан Л.Ю. Цитологические исследования в селекционной работе на основе межвидовой гибридизации в роде Allium L. «Хромосомы и эволюция». Симпозиум памяти Г.А.Левитского. Санкт-Петербург, 2008. С.53-55.Kan L.Yu. Cytological studies in breeding work based on interspecific hybridization in the Allium genus. “Chromosomes and evolution”. Symposium in memory of G.A. Levitsky. St. Petersburg, 2008. P.53-55.Паушева З. П. Практикум по цитологии растений / З.П. Паушева. – Изд. 4-е, перераб. и доп. – Москва: Агропромиздат, 1988. 271 с.Pausheva Z.P. Laboratory manual on plant cytology / Z.P. Pausheva. Ed. 4th, pererabot. and add. Moscow: Agropromizdat, 1988. 271 p.Пухальский В.А., Соловьев А.А., Бадаева Е.Д., Юрцев В.Н. Практикум по цитологии и цитогенетике растений. М.: Изд-во "КолосС". 2007.Puhalsky V.A., Soloviev A.A., Badaeva E.D., Yurtsev V.N. Workshop on cytology and plant cytogenetics. M.: Publishing house "Kolos-s". 2007.Соловьёва Л.В. Практикум по цитологии плодовых растений. – М.: Изд-во МГУ,1982. – 54 с.Solovyova L.V. Laboratory manual on the fruit plant cytology. M.: Publishing House of Moscow State University, 1982. 54 p.Тимин Н.И., Пышная О.Н., Агафонов А.Ф., Мамедов М.И., Титова И.В., Кан Л.Ю., Логунова В.В., Романов В.С., Шмыкова Н.А., Тимина Л.Т., Гуркина Л.К., Джос Е.А., Супрунова Т.П., Кривошеев С.М., Енгалычева И.А. Межвидовая гибридизация овощных растений (Allium L. – лук, Daucus L. – морковь, Capsicum L. – перец). Москва, 2013.Timin N.I., Pyshnaya O.N., Agafonov A.F., Mamedov M.I., Titova I.V., Kan L.Yu., Logunova V.V., Romanov V.S., Shmykova N.A., Timina L.T., Gurkina L.K., Suprunova T.P., Krivosheev S.M., Engalycheva I.A. Interspecial hybridization in onion (Allium L.), carrot (Daucus L.), and pepper (Capsicum L.). Moscow, 2013.Шмыкова Н.А., Супрунова Т.П. Индукция гиногенеза в культуре in vitro неопыленных семяпочек Cucumis sativus L. Гавриш. 2009. № 4. С.40-44.Shmykova N.A., Suprunova T.P. (2009) An induction gynogenesis in culture in vitro not-pollinated seedbuds of Cucumis sativus L. Gavrish, 2009, 4: 40-44.Шмыкова Н.А., Шумилина Д.В., Кушнерёва В.П., Химич Г.А. Индукция гиногенеза в культуре неопыленных семяпочек тыквы. Овощи России. 2011. №1 (10). С.28-31.Shmykova N.A., Shumilina D.V., Kushnereva V.P., Khimich G.A. Gynogenesis induction in culture of unpollinated ovules of pumpkin. Vegetable crops of Russia. 2011. №1 (10). P.28-31. (In Russ.)Шмыкова Н.А., Химич Г.А., Коротцева И.Б., Домблидес Е.А. (2015) Перспективы получения удвоенных гаплоидов растений семейства Сucurbitaceae. Овощи России. 2015;(3-4):28-31 https://doi.org/10.18619/2072-9146-2015-3-4-28- 31Shmykova N.A., Khimich G.A., Korotseva I.B., Domblides E.A. Prospective of development of doubled haploid plants of Cucurbitaceae family. Vegetable crops of Russia. 2015;(3-4):28-31. (In Russ.) https://doi.org/10.18619/2072-9146-2015-3-4-28-31Chen, J., Staub, J. E., & Jiang, J. (1998). Genetic Resources and Crop Evolution, 45(4), 301–305. doi:10.1023/a:1008603608879Chen, J., Staub, J. E., & Jiang, J. (1998). Genetic Resources and Crop Evolution, 45(4), 301–305. doi:10.1023/a:1008603608879Domblides E.A., Shmykova N.A., Shumilina D.V., Zayachkovskaya T.V., Vjurtts T.S., Kozar E.V., Kan L.Yu., Romanov V.S., Domblides A.S., Pivovarov V.F., Soldatenko A.V. Biotechnological approaches for breeding programs in vegetable crops. Agrosym 2017. Book of proceedings. 2017. P.452-460.Domblides E.A., Shmykova N.A., Shumilina D.V., Zayachkovskaya T.V., Vjurtts T.S., Kozar E.V., Kan L.Yu., Romanov V.S., Domblides A.S., Pivovarov V.F., Soldatenko A.V. Biotechnological approaches for breeding programs in vegetable crops. Agrosym 2017. Book of proceedings. 2017. P.452-460.Jeffrey C. (1980). A review of the Cucurbitaceae. Botanical Journal of the Linnean Society, 81(3), 233–247. doi:10.1111/j.1095-8339.1980.tb01676.Jeffrey C. (1980). A review of the Cucurbitaceae. Botanical Journal of the Linnean Society, 81(3), 233–247. doi:10.1111/j.1095-8339.1980.tb01676.Kurtar E.S., Balkaya A. (2010) Production of in vitro haploid plants from in situ induced haploid embryos in winter squash (Cucurbita maxima Duchesne ex Lam.) via irradiated pollen. Plant Cell Tissue Org Cult 102(3):267–277.Kurtar E.S, Balkaya A. (2010) Production of in vitro haploid plants from in situ induced haploid embryos in winter squash (Cucurbita maxima Duchesne ex Lam.) via irradiated pollen. Plant Cell Tissue Org Cult 102(3):267–277.Metwally E.I., Haroun S.A., El-Fadly G.A. (1996) Interspecific cross between Cucurbita pepo L. and Cucurbita martinezii through in vitro embryo culture. Euphytica 90: 1–7.Metwally E.I., Haroun S.A., El-Fadly G.A. (1996) Interspecific cross between Cucurbita pepo L. and Cucurbita martinezii through in vitro embryo culture. Euphytica 90: 1–7Suprunova T., Shmykova N. In vitro induction of haploid plants in unpollinated ovules, anther and microspore culture of Cucumis sativus // Cucurbitaceae 2008. Proceedings of the IXth EUCARPIA meeting on genetics and breeding of Cucurbitaceae. 21-24 May 2008 Avignon, France. P.371-374.Suprunova T., Shmykova N. In vitro induction of haploid plants in unpollinated ovules, anther and microspore culture of Cucumis sativus // Cucurbitaceae 2008. Proceedings of the IXth EUCARPIA meeting on genetics and breeding of Cucurbitaceae. 21-24 May 2008 Avignon, France. P.371-374.Varghese B.M. (1973) Studies on the cytology and evolution of south Indian Cucurbitaceae. Ph.D. Thesis Kerala Univ., India.Varghese B.M. (1973) Studies on the cytology and evolution of south Indian Cucurbitaceae. Ph.D. Thesis Kerala Univ., India.Whitaker, T.W. (1933). Cytological and Phylogenetic Studies in the Cucurbitaceae. Botanical Gazette, 94(4), 780–790. doi:10.1086/334347Whitaker, T.W. (1933). Cytological and Phylogenetic Studies in the Cucurbitaceae. Botanical Gazette, 94(4), 780–790. doi:10.1086/334347Whitaker T.W., Davis G.N. (1962) Cucurbits. Interscience Pub., Inc.,New York.Whitaker T.W., Davis G.N. (1962) Cucurbits. Interscience Pub., Inc.,New York.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.