zhrosЗерновое хозяйство РоссииGrain Economy of Russia2079-87252079-8733Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Аграрный научный центр "Донской»10.31367/2079-8725-2020-67-1-64-68zhros-870Research ArticleСЕЛЕКЦИЯ И СЕМЕНОВОДСТВО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙPLANT BREEDING AND SEED PRODUCTION OF AGRICULTURAL CROPSМетоды культуры ткани in vitro для создания исходного материала для селекции тритикале в ПоволжьеIn vitro fabric culture methods to develop the initial material for triticale breeding in the Volga regionhttps://orcid.org/0000-0003-3661-9246АкининаВ. Н.AkininaV. N.

Кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории клеточной селекции.

410010, Саратов, ул. Тулайкова, 7.

Candidate of Biological Sciences, senior researcher of the laboratory of cell breeding.

410010, Saratov, Tulaykova, 7.

https://orcid.org/0000-0001-7420-0521ДьячукТ. И.DiyachukT. I.

Доктор биологических наук, главный научный сотрудник лаборатории клеточной селекции.

410010, Саратов, ул. Тулайкова, 7.

Doctor of Biological Sciences, main researcher of the laboratory of cell breeding FSBSI “RIA of South-East”.

410010, Saratov, Tulaykova, 7.

https://orcid.org/0000-0001-6181-5279ЖилинС. В.ZhilinS. V.

Лаборант-исследователь лаборатории клеточной селекции.

410010, Саратов, ул. Тулайкова, 7.

Laboratory researcher of the laboratory of cell breeding.

410010, Saratov, Tulaykova, 7.

https://orcid.org/0000-0002-3870-0542КалашниковаЭ. В.KalashnikovaE. V.

Научный сотрудник лаборатории клеточной селекции.

410010, Саратов, ул. Тулайкова, 7.

Researcher of the laboratory of cell breeding.

410010, Saratov, Tulaykova, 7.

Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Юго-ВостокаРоссияResearch Institute of Agriculture of South-EastRussian Federation202007042020016468Copyright © Акинина В.Н., Дьячук Т.И., Жилин С.В., Калашникова Э.В., 20202020Акинина В.Н., Дьячук Т.И., Жилин С.В., Калашникова Э.В.Akinina V.N., Diyachuk T.I., Zhilin S.V., Kalashnikova E.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.zhros.online/jour/article/view/870

Представлены результаты оценки эффективности методов культуры тканей in vitro для создания исходного материала в селекции тритикале в Поволжье. Культура незрелых зародышей (embryo rescue) применялась для получения пшенично-ржаных амфигаплоидов при скрещивании твердой пшеницы с рожью. Завязываемость гибридных зерновок варьировала от 10,4 до 47,7%. При опылении 2223 цветков твердой пшеницы завязалось 768 зерновок, из которых 604 имели зародыши с различной степенью дифференциации. Наибольшая частота завязывания гибридных зерновок обнаружена в скрещиваниях, где материнскими формами служили сорта твердой пшеницы Амазонка (47,7%), Диона (37,5%) и Аксинит (37,6%). Фертильные амфидиплоиды (первичные гексаплоидные тритикале) были получены после удвоения числа хромосом. Доращивание незрелых зародышей in vitro применялось и для получения гибридов тритикале с мягкой пшеницей в тех случаях, когда она служила материнским родителем в скрещиваниях. Эффективность гаплопродукции в культуре пыльников тритикале зависела от генотипа. Частота формирования эмбриогенных пыльников варьировала от 6,7 до 17,4%, регенерация растений от полученных новообразований составила 11,4–31,4%. Из 338 полученных растений 68 были зелеными и 270 альбиносами.

Микроклональное размножение in vitro с использованием сегментов молодых колосьев в качестве эксплантов позволило сохранить и размножить стерильные растения для дальнейших работ по восстановлению их фертильности.

The current paper presents the estimation efficiency results of in vitro fabric culture methods used to develop the initial material for triticale breeding in the Povolzhie. A culture of immature embryos (embryo rescue) was used to obtain wheatrye amphigaploids when cross breeding durum wheat with rye. The hybrid kernels formation varied from 10.4 to 47.7%. When polluting 2223 flowers of durum wheat there were formed 768 kernels, 604 of which had embryos with different degrees of differentiation. The largest frequency of hybrid kernels formation was found in the hybrids where the mother forms were the durum wheat varieties “Amazonka” (47.7%), “Diona” (37.5%), and “Aksinit” (37.6%). Fertile amphidiploids (primary hexaploid triticale) were obtained after doubling the number of chromosomes. In vitro immature embryo cultivation was also used to obtain triticale hybrids with soft wheat in those cases when it served as the maternal parent in cross breeding. The efficiency of haploid production in the triticale anthers depended on the genotype. The frequency of embryogenic anthers formation varied from 6.7 to 17.4%, plant regeneration from the new forms was 11.4–31.4%. The 68 obtained of the 338 plants were green and 270 were albinos. In vitro microclonal propagation using segments of young heads as explants allowed preserving and propagating sterile plants for further work to restore their fertility.

тритикалеселекциякультура зародышей in vitroкультура пыльников in vitroмикроклональное размножение in vitrotriticalein vitro embryo culturein vitro anthers culturein vitro microclonal propagationReferencesГордей И. А. Тритикале. Генетические основы создания. Минск: Наука и техника, 1992. 285 с.Gordej I. A. Tritikale. Geneticheskie osnovy sozdaniya [Triticale. Genetic basis of development]. Minsk: Nauka i tekhnika, 1992. 285 s.Дьячук Т. И., Акинина В. Н., Кибкало И. А. и др. Биотехнология создания селекционного материала озимой гексаплоидной тритикале (Trtiticosecale Wittmack). Саратов, 2013. 27 с.D’yachuk T. I., Akinina V. N., Kibkalo I. A. i dr. Biotekhnologiya sozdaniya selekcionnogo materiala ozimoj geksaploidnoj tritikale (Trtiticosecale Wittmack) [Biotechnology for the development of breeding material for winter hexaploid triticale (Trtiticosecale Wittmack)]. Saratov, 2013. 27 s.Игнатова С. В. Клеточные технологии в растениеводстве, генетике и селекции возделываемых растений: задачи, возможности, разработки систем in vitro. Одесса: Астропринт, 2011. 224 с.Ignatova S. V. Kletochnye tekhnologii v rastenievodstve, genetike i selekcii vozdelyvaemyh rastenij: zadachi, vozmozhnosti, razrabotki sistem in vitro [Cell technologies in plant breeding, genetics and breeding of cultivated plants: tasks, opportunities, development of in vitro systems]. Odessa: Astroprint, 2011. 224 s.De Filippis L. F. Crop Improvement Through Tissue Culture / ed. by P. Ahmad et al. // Improvement of Crops in the Era of Climatic Changes, Vol. 1, 289. Springer Science + Business Media. New York, 2014. Pp. 289–346. DOI: 10.1007/978-1-4614-8830-9_12.De Filippis L. F. Crop Improvement Through Tissue Culture / ed. by P. Ahmad et al. // Improvement of Crops in the Era of Climatic Changes, Vol. 1, 289. Springer Science + Business Media. New York, 2014. Pp. 289–346. DOI: 10.1007/978-1-4614-8830-9_12.Gosal S. S., Wani S. H. Cell and Tissue culture Approaches in Relation to Crop Improvement // Biotechnjlogies of Crop Improvement. Springer International Publishing AG, part of Springer Nature. 2018. Vol. 1. Pp. 1–54. DOI: 10.1007/978-3-319-78283-6_1.Gosal S. S., Wani S. H. Cell and Tissue culture Approaches in Relation to Crop Improvement // Biotechnjlogies of Crop Improvement. Springer International Publishing AG, part of Springer Nature. 2018. Vol. 1. Pp. 1–54. DOI: 10.1007/978-3-319-78283-6_1.Krzewska M., Czyczylo-Mysza I., Dubas E. Quantitative trait loсi associated with androgenetic responsiveness in triticale (x Triticosecale Wittm.) anther culture // Plant Cell Rep. 2012. Vol. 31. Pp. 2099–2108.Krzewska M., Czyczylo-Mysza I., Dubas E. Quantitative trait loсi associated with androgenetic responsiveness in triticale (x Triticosecale Wittm.) anther culture // Plant Cell Rep. 2012. Vol. 31. Pp. 2099–2108.Lulsdorf M., Ferrie A., Slater S. M. H., Yuan H. Y. Methods and Role of Embryo RescuTechnique in Alien GeneTransfer / ed. by A. Pratap, J. Kumar // Alien Gene Transfer in Crop Plants, Vol. 1: Innovations, Methods and Risk Assessment. Springer Science + Business Media. New York, 2014. Pp. 77–103. DOI: 10.1007/978-1-4614-8585-8_4.Lulsdorf M., Ferrie A., Slater S. M. H., Yuan H. Y. Methods and Role of Embryo RescuTechnique in Alien GeneTransfer / ed. by A. Pratap, J. Kumar // Alien Gene Transfer in Crop Plants, Vol. 1: Innovations, Methods and Risk Assessment. Springer Science + Business Media. New York, 2014. Pp. 77–103. DOI: 10.1007/978-1-4614-8585-8_4.Wędzony M., Żur I., Krzewska M., Dubas E., Szechyńska-Hebda M., Wąsek I. Doubled Haploids in Triticale / ed. by F. Eudes // Triticale: Springer International Publishing. Switzerland, 2015. Pp. 11–128. DOI: 10.1007/978-3-319-22551-7_6.Wędzony M., Żur I., Krzewska M., Dubas E., Szechyńska-Hebda M., Wąsek I. Doubled Haploids in Triticale / ed. by F. Eudes // Triticale: Springer International Publishing. Switzerland, 2015. Pp. 11–128. DOI: 10.1007/978-3-319-22551-7_6.

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