СОХРАНЕНИЕ EX SITU СОРТОВ МАЛИНЫ СИБИРСКОЙ СЕЛЕКЦИИ В КОЛЛЕКЦИЯХ ВСЕРОССИЙСКОГО ИНСТИТУТА ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ РАСТЕНИЙ (ВИР) ИМ. Н.И. ВАВИЛОВА
|
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. МАЛИНА ОБЫКНОВЕННАЯ: СИСТЕМАТИЧЕСКОЕ
ПОЛОЖЕНИЕ, БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ, ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В СЕЛЕКЦИИ, СОХРАНЕНИЕ В ГЕНЕТИЧЕСКИХ БАНКАХ. 7
1.1. Малина обыкновенная Rubus idaeus L. и ее биологические особенности . 7
1.2. История культуры и селекции малины 8
1.3. Селекционная работа по малине на Алтае (1933 -2020) 11
1.4. Ex situсохранение генетического разнообразия вегетативно
размножаемых растений 18
1.4.1 Типы коллекций в генетических банках 18
1.4.2. Формирование и сохранение in vitroколлекций 21
1.4.3. Криоконсервация образцов из коллекции in vitro 22
1.4.4. Коллекции малины в различных генбанках и НИИ 26
1.5. Понятие о номенклатурных стандартах для сортов 28
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 30
2.1. Место проведения работ и материал исследований 30
2.2. Введение пазушных почек сортов малины в культуру in vitro 30
2.3. Поддержание образцов малины в in vitroколлекции 31
2.4. Тестирование введённых образцов на бактериальные инфекции 32
2.5. Определение коэффициента микроклонального размножения (КМР) у
сортов малины 33
2.6. Криоконсервация апексов сортов малины 33
2.7. Сбор, гербаризация и оформление номенклатурного стандарта сорта .... 35
2.8. Высадка ex vitro образцов в почву 36
2.9. Благодарности 37
ГЛАВА 3. СОХРАНЕНИЕ EX SITUСОРТОВ МАЛИНЫ СИБИРСКОЙ СЕЛЕКЦИИ В КОЛЛЕКЦИЯХ ВСЕРОССИЙСКОГО ИНСТИТУТА ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ РАСТЕНИЙ (ВИР) ИМ. Н.И. ВАВИЛОВА . 38
3.1. Работа с сортами малины селекции НИИСС им. М.А. Лисавенко 38
3.1.1. Оформление номенклатурных стандартов 38
3.1.2. Введение в культуру in vitro 38
3.1.3. Микроклональное размножение 39
3.1.4. Тестирование на внутренние бактериальные инфекции 40
3.1.5. Подсчёт КМР побегов у сортов малины ‘Дочь Вислухи’, ‘Трояна’ и
‘Зоренька Алтая’ из коллекции in vitroВИР 42
3.1.6. Криосохранение сортов малины 52
3.1.7. Выведение ex vitroрастений малины и высадка в почву 56
3.2. Работа с сортами малины селекции Сибирского научно-исследовательского института растениеводства Сибири (СибНИИРС), филиал Института цитологии и генетики СО РАН
ВЫВОДЫ 57
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 60
ПРИЛОЖЕНИЯ
ГЛАВА 1. МАЛИНА ОБЫКНОВЕННАЯ: СИСТЕМАТИЧЕСКОЕ
ПОЛОЖЕНИЕ, БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ, ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В СЕЛЕКЦИИ, СОХРАНЕНИЕ В ГЕНЕТИЧЕСКИХ БАНКАХ. 7
1.1. Малина обыкновенная Rubus idaeus L. и ее биологические особенности . 7
1.2. История культуры и селекции малины 8
1.3. Селекционная работа по малине на Алтае (1933 -2020) 11
1.4. Ex situсохранение генетического разнообразия вегетативно
размножаемых растений 18
1.4.1 Типы коллекций в генетических банках 18
1.4.2. Формирование и сохранение in vitroколлекций 21
1.4.3. Криоконсервация образцов из коллекции in vitro 22
1.4.4. Коллекции малины в различных генбанках и НИИ 26
1.5. Понятие о номенклатурных стандартах для сортов 28
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 30
2.1. Место проведения работ и материал исследований 30
2.2. Введение пазушных почек сортов малины в культуру in vitro 30
2.3. Поддержание образцов малины в in vitroколлекции 31
2.4. Тестирование введённых образцов на бактериальные инфекции 32
2.5. Определение коэффициента микроклонального размножения (КМР) у
сортов малины 33
2.6. Криоконсервация апексов сортов малины 33
2.7. Сбор, гербаризация и оформление номенклатурного стандарта сорта .... 35
2.8. Высадка ex vitro образцов в почву 36
2.9. Благодарности 37
ГЛАВА 3. СОХРАНЕНИЕ EX SITUСОРТОВ МАЛИНЫ СИБИРСКОЙ СЕЛЕКЦИИ В КОЛЛЕКЦИЯХ ВСЕРОССИЙСКОГО ИНСТИТУТА ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ РАСТЕНИЙ (ВИР) ИМ. Н.И. ВАВИЛОВА . 38
3.1. Работа с сортами малины селекции НИИСС им. М.А. Лисавенко 38
3.1.1. Оформление номенклатурных стандартов 38
3.1.2. Введение в культуру in vitro 38
3.1.3. Микроклональное размножение 39
3.1.4. Тестирование на внутренние бактериальные инфекции 40
3.1.5. Подсчёт КМР побегов у сортов малины ‘Дочь Вислухи’, ‘Трояна’ и
‘Зоренька Алтая’ из коллекции in vitroВИР 42
3.1.6. Криосохранение сортов малины 52
3.1.7. Выведение ex vitroрастений малины и высадка в почву 56
3.2. Работа с сортами малины селекции Сибирского научно-исследовательского института растениеводства Сибири (СибНИИРС), филиал Института цитологии и генетики СО РАН
ВЫВОДЫ 57
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 60
ПРИЛОЖЕНИЯ
Малина является ценной ягодной культурой с уникальными лечебными свойствами плодов. Она широко возделывается во многих странах мира, среди которых Россия по производству малины занимает первое место (FAOSTAT, 2020).
Сорта малины российской селекции создаются во Всероссийском селекционно-технологическом институте садоводства и питомниководства (Москва), Кокинском опорном пункте этого института (Брянск), в Научно-исследовательском институте «Жигулевские сады» (Самара), на Свердловской селекционной станции садоводства (Екатеринбург), во Всероссийском научно-исследовательском институте садоводства им. И.В. Мичурина (Мичуринск).
В Сибири по селекции малины работают в отдела «НИИСС им. М.А. Лисавенко» Федерального Алтайского научного центра агробиотехнологий (далее - НИИСС им. М.А Лисавенко) и Сибирском НИИ растениеводства и селекции (СибНИИРС) - старейших учреждениях региона.
НИИСС им. М.А Лисавенко находится в Алтайском регионе включающим Алтайский край, Республику Алтай и прилежащие территории Казахстана, Монголии и Китая. Данный регион характеризуется чередованием разных зон в пределах сравнительно небольшого ареала, наличием сухостепных зон с обилием тепла, но недостаточной увлажнённостью, а также сильно морозными зимами. Комплекс уникальных климатических условий требует создания адаптированных к ним сортов ягодных и плодовых культур. В Госреестре (Государственный реестр селекционных достижений..., 2020) числится 16 сортов малины селекции этого института.
Сибирский НИИ растениеводства и селекции, филиал Института цитологии и генетики СО РАН (СибНИИРС, Новосибирская область) осуществляет сбор, сохранение и изучение растительных ресурсов Сибири и Дальнего Востока, создает генофонд растений для использования в селекции, является оригинатором 4 сортов малины, зарегистрированных в Госреестре РФ (Государственный реестр селекционных достижений..., 2020).
Разнообразие сельскохозяйственных культур является одной из форм биоразнообразия, чрезвычайно важной для обеспечения продовольственной безопасности. Утрата биоразнообразия считается одной из самых серьезных сегодняшних экологических и агропромышленных проблем. Сохранение биоразнообразия сельскохозяйственных культур и их дикорастущих родичей осуществляется в генетических банках растений и научных учреждениях.
В генбанке Всероссийского института генетических ресурсов растений (ВИР) им. Н.И. Вавилова сорта малины сохраняются в полевых коллекциях, дублеты особо ценных образцов - в коллекции in vitroи крио. В стратегии сохранения биоразнообразия малины в ВИРе приоритет отводится сбору и депонированию в коллекциях отечественных сортов малины разных лет селекции. В настоящее время разрабатывается проект формирования и сохранения в контролируемых условиях среды коллекции сортов малины, полученных от оригинаторов, для каждого из таких сортов планируется создание номенклатурного стандарта и молекулярно-генетического паспорта.
Цель настоящей работы заключалась в создании номенклатурных стандартов, полученных из НИИСС им. М.А. Лисавенко сортов малины алтайской селекции, освоении методов in vitroи крио технологий и введении отдельных сортов сибирской селекции в in vitroи крио коллекции ВИР. Для реализации данной цели были поставлены следующие задачи:
1. Провести гербаризацию и оформить номенклатурные стандарты 16 сортов малины, полученных от оригинатора - отдела «НИИСС им. М.А. Лисавенко» Федерального Алтайского научного центра агробиотехнологий.
2. Ввести сорта малины, полученные от оригинаторов («НИИСС им. М.А. Лисавенко» и СибНИИРС) в культуру in vitro.
З. Освоить методику криоконсервации малины и заложить в криобанк ВИР 3 сорта малины алтайской селекции из коллекции in vitroВИР.
4.Определить коэффициент микроклонального размножения у 3-х сортов малины алтайской селекции и определить их посткриогенную регенерацию.
Сорта малины российской селекции создаются во Всероссийском селекционно-технологическом институте садоводства и питомниководства (Москва), Кокинском опорном пункте этого института (Брянск), в Научно-исследовательском институте «Жигулевские сады» (Самара), на Свердловской селекционной станции садоводства (Екатеринбург), во Всероссийском научно-исследовательском институте садоводства им. И.В. Мичурина (Мичуринск).
В Сибири по селекции малины работают в отдела «НИИСС им. М.А. Лисавенко» Федерального Алтайского научного центра агробиотехнологий (далее - НИИСС им. М.А Лисавенко) и Сибирском НИИ растениеводства и селекции (СибНИИРС) - старейших учреждениях региона.
НИИСС им. М.А Лисавенко находится в Алтайском регионе включающим Алтайский край, Республику Алтай и прилежащие территории Казахстана, Монголии и Китая. Данный регион характеризуется чередованием разных зон в пределах сравнительно небольшого ареала, наличием сухостепных зон с обилием тепла, но недостаточной увлажнённостью, а также сильно морозными зимами. Комплекс уникальных климатических условий требует создания адаптированных к ним сортов ягодных и плодовых культур. В Госреестре (Государственный реестр селекционных достижений..., 2020) числится 16 сортов малины селекции этого института.
Сибирский НИИ растениеводства и селекции, филиал Института цитологии и генетики СО РАН (СибНИИРС, Новосибирская область) осуществляет сбор, сохранение и изучение растительных ресурсов Сибири и Дальнего Востока, создает генофонд растений для использования в селекции, является оригинатором 4 сортов малины, зарегистрированных в Госреестре РФ (Государственный реестр селекционных достижений..., 2020).
Разнообразие сельскохозяйственных культур является одной из форм биоразнообразия, чрезвычайно важной для обеспечения продовольственной безопасности. Утрата биоразнообразия считается одной из самых серьезных сегодняшних экологических и агропромышленных проблем. Сохранение биоразнообразия сельскохозяйственных культур и их дикорастущих родичей осуществляется в генетических банках растений и научных учреждениях.
В генбанке Всероссийского института генетических ресурсов растений (ВИР) им. Н.И. Вавилова сорта малины сохраняются в полевых коллекциях, дублеты особо ценных образцов - в коллекции in vitroи крио. В стратегии сохранения биоразнообразия малины в ВИРе приоритет отводится сбору и депонированию в коллекциях отечественных сортов малины разных лет селекции. В настоящее время разрабатывается проект формирования и сохранения в контролируемых условиях среды коллекции сортов малины, полученных от оригинаторов, для каждого из таких сортов планируется создание номенклатурного стандарта и молекулярно-генетического паспорта.
Цель настоящей работы заключалась в создании номенклатурных стандартов, полученных из НИИСС им. М.А. Лисавенко сортов малины алтайской селекции, освоении методов in vitroи крио технологий и введении отдельных сортов сибирской селекции в in vitroи крио коллекции ВИР. Для реализации данной цели были поставлены следующие задачи:
1. Провести гербаризацию и оформить номенклатурные стандарты 16 сортов малины, полученных от оригинатора - отдела «НИИСС им. М.А. Лисавенко» Федерального Алтайского научного центра агробиотехнологий.
2. Ввести сорта малины, полученные от оригинаторов («НИИСС им. М.А. Лисавенко» и СибНИИРС) в культуру in vitro.
З. Освоить методику криоконсервации малины и заложить в криобанк ВИР 3 сорта малины алтайской селекции из коллекции in vitroВИР.
4.Определить коэффициент микроклонального размножения у 3-х сортов малины алтайской селекции и определить их посткриогенную регенерацию.
1. Оформлены номенклатурные стандарты 16 сортов малины обыкновенной алтайской селекции, выведенные в НИИСС им. М.А. Лисавенко.
2. Введены в культуру in vitro5 сортов малины алтайской селекции (‘Веста’, ‘Иллюзия’, ‘Кассиопея’, ‘Огонёк’, ‘Рубиновая’) и 1 сорт малины селекции СибНИИРС (‘Прелесть’), полученные от оригинатора.
3. Проведено вычисление коэффициента микроклонального размножения (КМР) побегов в культуре in vitroдля сортов малины ‘Дочь Вислухи’, ‘Трояна’ и ‘Зоренька Алтая’. Показано, что КМР у сорта малины ‘Дочь Вислухи’ (2,6±0,16) достоверно отличался от КМР сорта ‘Зоренька Алтая’ (1,42±0,11) и не имел значимых различий с КМР сорта ‘Трояна’ (2,11±0,26).
4. Проведена закладка в криобанк ВИР двух сортов малины алтайской селекции - ‘Дочь Вислухи’ и ‘Трояна’ в 3-х повторностях и сорта малины ‘Зоренька Алтая’ в одной повторности.
5. Показано отсутствие достоверных различий по уровню криорегенерации у сорта ‘Дочь Вислухи’ (44,6±2,3%) и сорта ‘Трояна’ (34,7±5,32 %).
6. Из коллекции in vitroВИР выведены ex vitro5 микрорастений сорта малины ‘Дочь Вислухи’ для пополнения коллекции и проведении селекционной работы в НИИСС им. М.А. Лисавенко.
2. Введены в культуру in vitro5 сортов малины алтайской селекции (‘Веста’, ‘Иллюзия’, ‘Кассиопея’, ‘Огонёк’, ‘Рубиновая’) и 1 сорт малины селекции СибНИИРС (‘Прелесть’), полученные от оригинатора.
3. Проведено вычисление коэффициента микроклонального размножения (КМР) побегов в культуре in vitroдля сортов малины ‘Дочь Вислухи’, ‘Трояна’ и ‘Зоренька Алтая’. Показано, что КМР у сорта малины ‘Дочь Вислухи’ (2,6±0,16) достоверно отличался от КМР сорта ‘Зоренька Алтая’ (1,42±0,11) и не имел значимых различий с КМР сорта ‘Трояна’ (2,11±0,26).
4. Проведена закладка в криобанк ВИР двух сортов малины алтайской селекции - ‘Дочь Вислухи’ и ‘Трояна’ в 3-х повторностях и сорта малины ‘Зоренька Алтая’ в одной повторности.
5. Показано отсутствие достоверных различий по уровню криорегенерации у сорта ‘Дочь Вислухи’ (44,6±2,3%) и сорта ‘Трояна’ (34,7±5,32 %).
6. Из коллекции in vitroВИР выведены ex vitro5 микрорастений сорта малины ‘Дочь Вислухи’ для пополнения коллекции и проведении селекционной работы в НИИСС им. М.А. Лисавенко.