ovoshchiОвощи РоссииVegetable crops of Russia2072-91462618-7132Федеральный научный центр овощеводства10.18619/2072-9146-2019-4-3-7ovoshchi-844Research ArticleСЕЛЕКЦИЯ И СЕМЕНОВОДСТВО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙBREEDING AND SEED PRODUCTION OF AGRICULTURAL CROPSУсовершенствование методов создания гибридов капусты белокочаннойImprovement of methods of creating hybrids of cabbagehttps://orcid.org/0000-0001-9864-1137МинейкинаА. И.MineykinaAnna I.

Минейкина Анна Игоревна – кандидат с.-х. наук, н.с. лаборатории биотехнологии

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

Ph.D. in Agriculture, Research Officer of Laboratory of Biotechnology

Selekcionnaya St. 14, VNIISSOK, Odintsovo district, Moscow region, 143072

stevijaelena@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0912-5913БондареваЛ. Л.BondarevaLyudmila L.

Бондарева Людмила Леонидовна – доктор с.-х. наук, зав. лаб. селекции и семеноводства капустных культур

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

Doctor of Sc. in Agriculture, Head of Laboratory of Cole Crop Breeding and Seed Production

Selekcionnaya St. 14, VNIISSOK, Odintsovo district, Moscow region, 143072

lyuda_bondareva@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1462-8486ШумилинаД. В.ShumilinaDarya V.

Шумилина Дарья Владимировна – кандидат биол. наук, ст.н.с. лаборатории биотехнологии

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

PhD in Biological sciences, Senior Research Officer of Laboratory of Biotechnology

Selekcionnaya St. 14, VNIISSOK, Odintsovo district, Moscow region, 143072

https://orcid.org/0000-0002-2695-190XДомблидесЕ. А.DomblidesElena A.

Домблидес Елена Алексеевна – кандидат с.-х. наук, зав. лабораторией биотехнологии

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

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

Selekcionnaya St. 14, VNIISSOK, Odintsovo district, Moscow region, 143072

edomblides@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9492-6845СолдатенкоА. В.SoldatenkoAlexey V.

Солдатенко Алексей Васильевич – доктор с.-х. наук, проф. РАН, главный н.с.

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

Dr. of. Sc. in Agriculture

Selekcionnaya St. 14, VNIISSOK, Odintsovo district, Moscow region, 143072

alex-soldat@mail.ruФГБНУ «Федеральный научный центр овощеводства»РоссияFSBSI Federal Scientific Vegetable CenterRussian Federation2019070920190437Copyright © Минейкина А.И., Бондарева Л.Л., Шумилина Д.В., Домблидес Е.А., Солдатенко А.В., 20192019Минейкина А.И., Бондарева Л.Л., Шумилина Д.В., Домблидес Е.А., Солдатенко А.В.Mineykina A.I., Bondareva L.L., Shumilina D.V., Domblides E.A., Soldatenko A.V.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/844

Актуальность Одним из основных направлений селекции капустных культур является создание гетерозисных гибридов F1 с комплексом хозяйственно ценных признаков. Этот процесс является длительным и трудоемким, поскольку для получения выровненных линий необходимо в течение 6-12 лет проводить инбридинг. При этом не каждая линия дает желаемый гетерозисный эффект, что, в свою очередь, требует дополнительной проверки. Методика Для ускорения некоторых этапов селекционного процесса в работе использовали биотехнологический метод культуры изолированных микроспор in vitro, который позволяет уже в первом поколении получать линии со 100% гомозиготностью. Комбинационную способность определяли в системе полных диаллельных скрещиваний по основным морфологическим признакам. Результаты В результате работы оптимизирован состав питательной среды культуры изолированных микроспор in vitro и индивидуально подобран для каждого генотипа капусты белокочанной для наибольшего выхода эмбриоидов. Максимальный выход эмбриоидов был получен на среде с рН 6,2 с использованием ампициллина 100 мг/л и зеатина 1 мг/л и составил 466,7±153,2 шт./100 бутонов. Получен принципиально новый исходный материал для селекции – удвоенные гаплоидные линии капусты белокочанной. Выделены линии, являющиеся наилучшими исходными формами при создании высокогетерозисных гибридов F1 по урожайности, линии с компактной розеткой листьев, с оптимальной наружной и короткой внутренней кочерыгой. Проведенные исследования показали, что с учетом оптимизации некоторых этапов селекционного процесса для создания чистых линий капусты белокочанной требуется 3 года, что сокращает селекционный процесс в 2 раза.

Relevance One of the basic directions of the cabbage crop breeding is the creation of F1 hybrids with a complex of economically valuable traits. This process is difficult and time-consuming as to get pure lines must be within 6-12 years hold inbreeding. Herewith not every line gives the desired heterotic effect that also requires additional verification. Methods Biotechnological method culture of isolated microspores in vitro, which allows in the first generation to receive a line with 100% homozygosity, was used to speed up the breeding process. Combination ability were performed in complete diallel cross on the basic morphological signs. Results Culture medium for cultivation of isolated microspores in vitro was optimized for each genotype of cabbage for the best embryoids regeneration. Maximum amount of embryoids was received on medium with pH 6.2 using ampicillin 100 mg/l and zeatin 1 mg/l: 466.7 ± 153.2 PCs/100 buds. A new source material for breeding – doubled haploid lines of cabbage was received. Lines – the best parents for F1 hybrids with high yield, compact rosette of leaves, with optimum inside and short outside cabbage stump was created. Studies have shown that optimization of breeding process in case of creation of pure lines of cabbage in 3 years with microspore culture requires to reduce the breeding process in 2 times.

капуста белокочаннаягетерозисные гибридыкультура изолированных микроспор in vitroудвоенные гаплоидные линиигомозиготностьсамонесовместимостькомбинационная способностьcabbageheterosis F1 hybridsin vitro isolated microspore culturedoubled haploid lineshomozygosityself-incompatibilitycombining abilityReferencesПивоваров В.Ф., Старцев В.И. Капуста, её виды и разновидности (разнообразие и способы выращивания) // М.: ВНИИССОК. – 2006. – 192 с.Pivovarov V.F., Startsev V.I. Сabbage, its types and of the variety (variety and cultivation methods) // M.: VNIISSOK, 2006. – 192 p. (In Russ.)Бондарева, Л.Л. Научное обоснование и разработка системы методов селекции и семеноводства капустных культур: автореф. дис. … д-ра с.-х. наук: 06.01.05 /М., 2009. – 47 с.Bondareva, L.L. Scientific justification and system development methods of breeding and seed production of Cole crops: katege. Dees. ... Dr. agricultural Science: 06.01.05/ M., 2009. – 47 p. (In Russ.)Dunwell J.M. Haploids in flowering plants: origins and exploitation // J. Plant Biotech. – 2010. – Vol. 8. – P.377-424.Dunwell J.M. Haploids in flowering plants: origins and exploitation // J. Plant Biotech. 2010. – Vol. 8. – P.377-424. (In Russ.)Шмыкова Н.А., Шумилина Д.В., Супрунова Т.П. Получение удвоенных гаплоидов у растений рода Brassica L. // Вавиловский журнал генетики и селекции. – 2015. – Т.19. – №1. – С.111-120.Shmykova N.A., Shumilina D.V., Suprunova T.P. Doubled haploid production in Brassica L. Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2015;19(1):111-120. (In Russ.)Монахос С.Г. Интеграция современных биотехнологических и классических методов в селекции овощных культур: автореф. дис. … д-ра с.-х. наук: 06.01.05 / М., 2015. – 22 с.Monakhos S.G. Integration of modern biotechnology and classical methods in breeding vegetable crops: katege. Dees. ... Dr. agricultural Science: 06.01.05/ M., 2015. – 22 p. (In Russ.)Бондарева Л.Л., Разин О.А. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КАМЕР ИСКУССТВЕННОГО КЛИМАТА ПРИ СЕЛЕКЦИИ КАПУСТЫ. Овощи России. 2014;(4):37-39. https://doi.org/10.18619/2072-9146-2014-4-37-39Bondareva L.L., Razin O.A. USE OF GROWTH CHAMBERS FOR CABBAGE BREEDING. Vegetable crops of Russia. 2014;(4):37-39. (In Russ.) https://doi.org/10.18619/2072-9146-2014-4-37-39. (In Russ.)Alexander M.P. Differential staining of aborted and non-aborted pollen // Stain technol. – 1969. – Vol.44. – P.117-122.Alexander M.P. Differential staining of aborted and non-aborted pollen // Stain technol. – 1969. – Vol.44. – P.117-122. (In Russ.)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 (методические рекомендации) / ВНИИССОК. – М.: Изд-во ВНИИССОК. – 2016. – 40 с.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 for producing doubled haploids in the culture of microspores of the cabbage family (methodical recommendations) / VNIISSOK, 2016. – 40 p. (In Russ.)Lichter R. Induction of haploid plants from isolated pollen of Brassica napus // Z. Pflanzenphysiol. – 1982. – Vol.105. – P.427–434.Lichter R. Induction of haploid plants from isolated pollen of Brassica napus // Z. Pflanzenphysiol, 1982;(105):P.427–434. (In Russ.)Gamborg O.L., Miller R.A., Ojima K. Nutrients requirements of suspension cultures of soybean root cells // Exp Cell Res. – 1968. – Vol.50. – P.151–158.Gamborg O.L., Miller R.A., Ojima K. Nutrients requirements of suspension cultures of soybean root cells // Exp Cell Res., 1968;(50):P.151–158. (In Russ.)Murashige T.A., Skoog F. Revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures // Physiologia Plantarum. – 1962. – V.15. – P.473-497.Murashige T.A., Skoog F. Revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures // Physiologia Plantarum, 1962;(15):P.473-497. (In Russ.)Шумилина Д.В., Шмыкова Н.А., Бондарева Л.Л., Супрунова Т.П. Влияние генотипа и компонентов среды на эмбриогенез в культуре микроспор капусты китайской Brassica rapa ssp. сhinensis сорта Ласточка // Известия РАН. Серия биологическая. – 2015. – №4. – 368с.Shumilina D.V., Shmykova N.A., Bondareva L.L., Suprunova T.P. Effect of genotype and medium culture content on microspore-derived embryo formation in Chinese cabbage (Brassica rapa ssp. chinensis) cv. Lastochka // Biology Bulletin, 2015; 42(4):P. 302-309. (In Russ.)Доспехов Б.А. Методика полевого опыта / под ред. Б.А. Доспехова // М.: Агропроимздат, 1985. – 350 с.Dospehov B.A. Methods of field experience. M., Agropromizdat, 1985. 350 p. (In Russ.)Griffing B.А. Concept of general and specific combining ability in relation to diallel crossing systems // Australian J. Biol. Sci. – 1956. – Vol.9. – P.463-493.Griffing B.А. Concept of general and specific combining ability in relation to diallel crossing systems // Australian J. Biol. Sci., 1956. – Vol.9. P.463-493. (In Russ.)Сапожникова Е.В., Дорофеева Л.C. Определение содержания АК в окрашенных растительных экстрактах йодометрическим методом // Консервная и овощесушильная промышленность. – 1966. – № 5. – 29 с.Sapozhnikova E.V., Dorofeeva L.C. Determination of AA content in dyed plant extracts by iodometric method // Canning and vegetable drying industry. – 1966. – 5. – 29 p. (In Russ.)Квасников Б.В., Белик Т.А. Методика оценки сортов капусты на устойчивость к киле // М., ВАСХНИЛ, 1970. – 16 с.Kvasnikov B.V., Belik T.A. Method of assessment of cabbage varieties for resistance to keel // M. VASHNIL., 1970. – 16 p. (In Russ.)Маслова А.А., Ушаков А.А., Старцев В.И., Бондарева Л.Л. БОЛЕЗНЕУСТОЙЧИВОСТЬ СОРТОВ КАПУСТЫ БЕЛОКОЧАННОЙ КАК ФАКТОР СНИЖЕНИЯ ФИТОСАНИТАРНЫХ РИСКОВ В ОВОЩЕВОДСТВЕ. Овощи России. 2013;(3):50-54. https://doi.org/10.18619/2072-9146-2013-3-50-54Maslova A.A., Ushakov A.A., Startsev V.I., Bondareva L.L. DISEASE RESISTANCE OF WHITE HEAD CABBAGE VARIETIES AS A FACTOR OF REDUCTION OF THE PEST RISKS IN VEGETABLE GROWING. Vegetable crops of Russia. 2013;(3):50-54. (In Russ.) https://doi.org/10.18619/2072-9146-2013-3-50-54. (In Russ.)Lazzeri P.A., Dunwell J.M. In vitro shoot regeneration from seedling root segments of Brassica oleracea and Brassica napus cultuvars // Ann. Bol. – 1984. – Vol. 54. – P. 341.Lazzeri P.A., Dunwell J.M. In vitro shoot regeneration from seedling root segments of Brassica oleracea and Brassica napus cultuvars // Ann. Bol., 1984. – 54. – P.341. (In Russ.)Klimaszewska K., Keller W.A. Plant regeneration from stem cortex protoplasts of Brassica napus // Plant Cell Tissue Org Cult. – 1987. – Vol.8. – P. 225-233.Klimaszewska K., Keller W.A. Plant regeneration from stem cortex protoplasts of Brassica napus // Plant Cell Tissue Org Cult., 1987. – 8. – P.225-233. (In Russ.)Монахос С.Г., Нгуен М.Л., Безбожная А.В. и др. Связь плоидности с числом хлоропластов в замыкающих клетках устьиц у диплоидных и амфидиплоидных видов Brassica // С.-х. биология. – 2014. – №5. – С.44-54.Monakhos S.G., Nguen M.L., Bezbozhnaya A.V. et al. A relationship between ploidy level and the number of chloroplasts in stomatal guard cells in diploid and amphidiploid Brassica species // S.-h.biology, 2014;5:p.44-54. (In Russ.)

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