Обробка пилку мутагенами для отримання інбредного покоління від самонесумісних сортів яблуні (Malus domestica Borkh.) й груші (Pyrus communis L.)
Aims. The information analysis on the gene expression of self-incompatibility in apple (Malus domestica Borkh.) and pear (Pyrus communis L.) cultivars and the generalization with our research results on overcoming self-incompatibility by pollen mutagenic treatments were determined to be the aim of t...
Збережено в:
| Дата: | 2024 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English |
| Опубліковано: |
Національний дендрологічний парк "Софіївка" НАН України
2024
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://mchr.sofievka.org/article/view/293672 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Journal of Native and Alien Plant Studies |
Репозитарії
Journal of Native and Alien Plant Studies| id |
oai:ojs.journals.uran.ua:article-293672 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Journal of Native and Alien Plant Studies |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2024-02-11T09:24:02Z |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| topic |
apple tree hermaphrodite plants gametophytic self-incompatibility geitonogamy gene expression pear tree artificial pollination pomaceous S-alleles. яблуня гермафродитні рослини гаметофітна самонесумісність гейтоногамія експресія генів груша штучне запилення зерняткові S-алелі. |
| spellingShingle |
apple tree hermaphrodite plants gametophytic self-incompatibility geitonogamy gene expression pear tree artificial pollination pomaceous S-alleles. яблуня гермафродитні рослини гаметофітна самонесумісність гейтоногамія експресія генів груша штучне запилення зерняткові S-алелі. Opalko, Olga Konopelko, Alla Kucher, Nataliia Opalko, Anatoly Обробка пилку мутагенами для отримання інбредного покоління від самонесумісних сортів яблуні (Malus domestica Borkh.) й груші (Pyrus communis L.) |
| topic_facet |
apple tree hermaphrodite plants gametophytic self-incompatibility geitonogamy gene expression pear tree artificial pollination pomaceous S-alleles. яблуня гермафродитні рослини гаметофітна самонесумісність гейтоногамія експресія генів груша штучне запилення зерняткові S-алелі. |
| format |
Article |
| author |
Opalko, Olga Konopelko, Alla Kucher, Nataliia Opalko, Anatoly |
| author_facet |
Opalko, Olga Konopelko, Alla Kucher, Nataliia Opalko, Anatoly |
| author_sort |
Opalko, Olga |
| title |
Обробка пилку мутагенами для отримання інбредного покоління від самонесумісних сортів яблуні (Malus domestica Borkh.) й груші (Pyrus communis L.) |
| title_short |
Обробка пилку мутагенами для отримання інбредного покоління від самонесумісних сортів яблуні (Malus domestica Borkh.) й груші (Pyrus communis L.) |
| title_full |
Обробка пилку мутагенами для отримання інбредного покоління від самонесумісних сортів яблуні (Malus domestica Borkh.) й груші (Pyrus communis L.) |
| title_fullStr |
Обробка пилку мутагенами для отримання інбредного покоління від самонесумісних сортів яблуні (Malus domestica Borkh.) й груші (Pyrus communis L.) |
| title_full_unstemmed |
Обробка пилку мутагенами для отримання інбредного покоління від самонесумісних сортів яблуні (Malus domestica Borkh.) й груші (Pyrus communis L.) |
| title_sort |
обробка пилку мутагенами для отримання інбредного покоління від самонесумісних сортів яблуні (malus domestica borkh.) й груші (pyrus communis l.) |
| title_alt |
Mutagenic treatment of pollen to obtain an inbred generation from self-incompatible cultivars of apple (Malus domestica Borkh.) and pear (Pyrus communis L.) |
| description |
Aims. The information analysis on the gene expression of self-incompatibility in apple (Malus domestica Borkh.) and pear (Pyrus communis L.) cultivars and the generalization with our research results on overcoming self-incompatibility by pollen mutagenic treatments were determined to be the aim of this article. Methods. The studies of the controlled geitonogamy were conducted at the orchards of the National Dendrological Park “Sofiyivka” of the NAS of Ukraine (NDP “Sofiyivka”) and the Uman National University of Horticulture (UNUH). The experiments were performed on 10- to 20-year-old apple trees Golden Delicious’, ‘Zymove lymonne’, ‘Cortland’ and ‘Slava Peremozhcyam’, as well as pear trees ‘Bere Desiatova’ and ‘Clapp's Favorite’. Castrated flowers of these cultivars were pollinated with pollen from other flowers of the same tree, i.e. geitonogamy was performed (one of the variants of inbred pollination), and also а number of variants of geitonogamy by mature pollen preliminarily treated with gamma rays in doses of 5; 20 and 50 gray (Gy) and chemical mutagens vapours: nitrosodimethylurea (NDMU—50 mg per desiccator; dimethyl sulfate (DMS) and ethylene oxide (EO)—both 12 drops per ten-litre sealed desiccators. The statistical analyses were carried out using the methods of Ronald Fisher. Results. The efficiency of the mutagens used for increasing the percentage of fruit set and seeds per fruit was confirmed in most variants of the experiments with apple (M. domestica) and pear (P. communis). We assumed that after geitonogamous pollination by many mutagenized pollen grains with mutant and non-mutant alleles of the S-gene, the inhibition in the stigma and/or in the ovary mainly may show for pollen grains without mutant alleles of the S-gene. Analysis of the fruit set showed that in all variants with mutagens, the fruit set and also the number of seeds per fruit significantly exceeded variants of "geitonogamy without mutagens". It also was revealed that the average fruit set and the average number of seeds per fruit in apple cultivars were much higher than in pear cultivars. Conclusions Studies have shown that treatment of apple and pear pollen with mutagens promotes fruit setting and the number of seeds per fruit in geitonogamous pollination, possibly due to the natural selection of mutant microspores by the egg apparatus of the female gametophyte and the germination inhibition of non-mutant pollen. The technique of geitonogamous pollination by pollen pre-treated with gamma rays and chemical mutagens for obtaining an inbred generation can be recommended for apple and pear breeding, and also deserves to be studied in other cultivated plants with self-incompatibility genes. |
| publisher |
Національний дендрологічний парк "Софіївка" НАН України |
| publishDate |
2024 |
| url |
http://mchr.sofievka.org/article/view/293672 |
| work_keys_str_mv |
AT opalkoolga mutagenictreatmentofpollentoobtainaninbredgenerationfromselfincompatiblecultivarsofapplemalusdomesticaborkhandpearpyruscommunisl AT konopelkoalla mutagenictreatmentofpollentoobtainaninbredgenerationfromselfincompatiblecultivarsofapplemalusdomesticaborkhandpearpyruscommunisl AT kuchernataliia mutagenictreatmentofpollentoobtainaninbredgenerationfromselfincompatiblecultivarsofapplemalusdomesticaborkhandpearpyruscommunisl AT opalkoanatoly mutagenictreatmentofpollentoobtainaninbredgenerationfromselfincompatiblecultivarsofapplemalusdomesticaborkhandpearpyruscommunisl AT opalkoolga obrobkapilkumutagenamidlâotrimannâínbrednogopokolínnâvídsamonesumísnihsortívâblunímalusdomesticaborkhjgrušípyruscommunisl AT konopelkoalla obrobkapilkumutagenamidlâotrimannâínbrednogopokolínnâvídsamonesumísnihsortívâblunímalusdomesticaborkhjgrušípyruscommunisl AT kuchernataliia obrobkapilkumutagenamidlâotrimannâínbrednogopokolínnâvídsamonesumísnihsortívâblunímalusdomesticaborkhjgrušípyruscommunisl AT opalkoanatoly obrobkapilkumutagenamidlâotrimannâínbrednogopokolínnâvídsamonesumísnihsortívâblunímalusdomesticaborkhjgrušípyruscommunisl |
| first_indexed |
2024-09-01T17:58:41Z |
| last_indexed |
2024-09-01T17:58:41Z |
| _version_ |
1811502277584748544 |
| spelling |
oai:ojs.journals.uran.ua:article-2936722024-02-11T09:24:02Z Mutagenic treatment of pollen to obtain an inbred generation from self-incompatible cultivars of apple (Malus domestica Borkh.) and pear (Pyrus communis L.) Обробка пилку мутагенами для отримання інбредного покоління від самонесумісних сортів яблуні (Malus domestica Borkh.) й груші (Pyrus communis L.) Opalko, Olga Konopelko, Alla Kucher, Nataliia Opalko, Anatoly apple tree, hermaphrodite plants, gametophytic self-incompatibility, geitonogamy, gene expression, pear tree, artificial pollination, pomaceous, S-alleles. яблуня, гермафродитні рослини, гаметофітна самонесумісність, гейтоногамія, експресія генів, груша, штучне запилення, зерняткові, S-алелі. Aims. The information analysis on the gene expression of self-incompatibility in apple (Malus domestica Borkh.) and pear (Pyrus communis L.) cultivars and the generalization with our research results on overcoming self-incompatibility by pollen mutagenic treatments were determined to be the aim of this article. Methods. The studies of the controlled geitonogamy were conducted at the orchards of the National Dendrological Park “Sofiyivka” of the NAS of Ukraine (NDP “Sofiyivka”) and the Uman National University of Horticulture (UNUH). The experiments were performed on 10- to 20-year-old apple trees Golden Delicious’, ‘Zymove lymonne’, ‘Cortland’ and ‘Slava Peremozhcyam’, as well as pear trees ‘Bere Desiatova’ and ‘Clapp's Favorite’. Castrated flowers of these cultivars were pollinated with pollen from other flowers of the same tree, i.e. geitonogamy was performed (one of the variants of inbred pollination), and also а number of variants of geitonogamy by mature pollen preliminarily treated with gamma rays in doses of 5; 20 and 50 gray (Gy) and chemical mutagens vapours: nitrosodimethylurea (NDMU—50 mg per desiccator; dimethyl sulfate (DMS) and ethylene oxide (EO)—both 12 drops per ten-litre sealed desiccators. The statistical analyses were carried out using the methods of Ronald Fisher. Results. The efficiency of the mutagens used for increasing the percentage of fruit set and seeds per fruit was confirmed in most variants of the experiments with apple (M. domestica) and pear (P. communis). We assumed that after geitonogamous pollination by many mutagenized pollen grains with mutant and non-mutant alleles of the S-gene, the inhibition in the stigma and/or in the ovary mainly may show for pollen grains without mutant alleles of the S-gene. Analysis of the fruit set showed that in all variants with mutagens, the fruit set and also the number of seeds per fruit significantly exceeded variants of "geitonogamy without mutagens". It also was revealed that the average fruit set and the average number of seeds per fruit in apple cultivars were much higher than in pear cultivars. Conclusions Studies have shown that treatment of apple and pear pollen with mutagens promotes fruit setting and the number of seeds per fruit in geitonogamous pollination, possibly due to the natural selection of mutant microspores by the egg apparatus of the female gametophyte and the germination inhibition of non-mutant pollen. The technique of geitonogamous pollination by pollen pre-treated with gamma rays and chemical mutagens for obtaining an inbred generation can be recommended for apple and pear breeding, and also deserves to be studied in other cultivated plants with self-incompatibility genes. Мета. Аналіз інформації щодо експресії генів самонесумісності у сортів яблуні (Malus domestica Borkh.) й груші (Pyrus communis L.) та узагальнення її з результатами наших досліджень можливостей використання мутагенної обробки пилку для подолання самонесумісності було визначено метою виконаної роботи. Матеріали і методи. Дослідження контрольованої гейтоногамії проводили в плодових садах Національного дендрологічного парку «Софіївка» НАН України (НДП «Софіївка») та Уманського національного університету садівництва (УНУС) на 10–20-річних деревах яблуні сортів ‘Голден Делішес’, ‘Зимове лимонне’, ‘Кортланд’ і ‘Слава Переможцям’, а також сортів груші ‘Бере Десятова’ й ‘Улюблена Клаппа’. Кастровані квітки цих сортів запилювали пилком з інших квіток того самого дерева, тобто проводили гейтоногамію (один із варіантів інбредного запилення), а також виконували ряд варіантів гейтоногамії зрілим пилком, попередньо обробленим гамма-променями в дозах 5; 20 і 50 грей (Гр) та парами хімічних мутагенів: нітрозодиметилсечовини (NDMU — 50 мг на ексикатор; диметилсульфату (DMS) і етиленоксид (EO) — обидва по 12 крапель на десятилітровий герметичний ексикатор. Статистичний аналіз проводили за Рональдом Фішером. Результати та обговорення. Ефективність використання мутагенів для підвищення відсотка зав’язування плодів і насіння на плід підтвердилася в більшості варіантів дослідів з яблунею (M. domestica) і грушею (P. communis). Це дало підстави припустити, що за гейтоногамного запилення багатьма обробленими мутагенами пилковими зернами з мутантними і немутантними алелями S-гену інгібування на приймочці та/або в зав’язі може проявлятися переважно для пилкових зерен без мутантних алелей S-гену. Аналіз зав'язування плодів показав, що у всіх варіантах з мутагенами зав'язування, а також кількість насінин у плоді значно перевищували варіанти «гейтоногамії без мутагенів». Також виявлено, що середня зав’язуваність плодів і середня кількість насінин на плід у сортів яблуні були значно вищими, ніж у сортів груші. Висновки. Дослідження засвідчили, що обробка пилку яблуні та груші мутагенами сприяла зав’язуванню плодів і збільшенню кількості насінин на плід при гейтоногамному запиленні. можливо, внаслідок природного добору мутантних мікроспор апаратом яйцеклітини жіночого гаметофіта й інгібування проростання немутантного пилку. Техніка гейтоногамного запилення попередньо обробленим гамма-променями та хімічними мутагенами пилком для отримання інбредного покоління, може бути рекомендована для селекції яблуні та груші, а також заслуговує на вивчення на інших культивованих рослинах з генами самонесумісності. Національний дендрологічний парк "Софіївка" НАН України 2024-02-11 Article Article Peer-reviewed Article application/pdf http://mchr.sofievka.org/article/view/293672 10.37555/2707-3114.19.2023.293672 Journal of Native and Alien Plant Studies; No. 19 (2023); 129-144 Journal of Native and Alien Plant Studies; № 19 (2023); 129-144 2707-3114 en http://mchr.sofievka.org/article/view/293672/288392 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0 |