vir-nwТруды по прикладной ботанике, генетике и селекцииProceedings on applied botany, genetics and breeding2227-88342619-0982N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources10.30901/2227-8834-2024-2-106-115vir-nw-1969Research ArticleОТЕЧЕСТВЕННАЯ СЕЛЕКЦИЯ НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕDOMESTIC PLANT BREEDING AT THE PRESENT STAGEСелекционные и цитологические характеристики межвидовых гибридов сливы уссурийской с терносливойBreeding properties and cytological characteristics of interspecific hybrids between the Ussuri plum and bullacehttps://orcid.org/0009-0002-5126-5597ГараповД. С.GarapovD. S.

Денис Сергеевич Гарапов, научный сотрудник

656910; Научный городок, 35; Барнаул

Denis S. Garapov, Researcher

656910; 35 Nauchny Gorodok; Barnaul

prunus@inbox.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0449-1225МочаловаО. В.MochalovaO. V.

Ольга Владимировна Мочалова, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник

656910; Научный городок, 35; Барнаул

Olga V. Mochalova, Dr. Sci. (Biology), Leading Researcher

656910; 35 Nauchny Gorodok; Barnaul

mochalov.olga@yandex.ruФедеральный Алтайский научный центр агробиотехнологийРоссияFederal Altai Scientific Center of Agro-BiotechnologiesRussian Federation2024190720241852106115Copyright © Гарапов Д.С., Мочалова О.В., 20242024Гарапов Д.С., Мочалова О.В.Garapov D.S., Mochalova O.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://elpub.vir.nw.ru/jour/article/view/1969   Актуальность

   Актуальность. Изучены причины низкой урожайности гибридов сливы уссурийской (Prunus salicina subsp. ussuriensis (Koval. et Kost.) Erem.) с терносливой (P. domestica subsp. insititia (Jusl.) Schneid.). Показана возможность использования межвидовых диплоидных гибридов в селекции сливы на устойчивость к выпреванию в многоснежных районах Сибири.

   Материалы и методы

   Материалы и методы. Объектами исследований служили межвидовые гибриды – Айская (2n = 16), 6 сеянцев образца Айская (2n = 16, 24), ТСГ № 8 (2n = 32); сорт сливы уссурийской ‘Алтайская Юбилейная’ (2n = 16), тернослива 18-119 (2n = 48). Исследования проведены в 2004–2023 гг. в условиях лесостепи Алтайского Приобья. Использованы общепринятые методы сортоизучения и цитологических исследований.

   Результаты и заключение. Урожайность межвидовых гибридов Айская, ТСГ № 8 зависела от среднесуточных температур в период цветения (r = 0,77 ± 0,26, r = 0,74 ± 0,27 соответственно). У сеянцев гибрида Айская наблюдалось генетическое расщепление массы и окраски плодов, характерное для диплоидных слив, с доминированием признаков плодов материнской формы. Большое количество многоапертурной пыльцы у полиплоидов (25,0–37,9 %) в сравнении с диплоидами (менее 1,4 %) свидетельствует о том, что этот признак позволяет отбирать полиплоиды в потомстве межвидовых гибридов сливы. Диплоидный образец 12-04-309 (фертильность пыльцы – 45,9 %) выделен для селекции диплоидных слив на устойчивость к выпреванию, тетраплоидный ТСГ № 8 (жизнеспособность пыльцы – 24,2 %) – для селекции терна гибридного.

   Background

   Background. Interspecific hybrids between the Ussuri plum (Prunus salicina subsp. ussuriensis (Koval. et Kost.) Erem.) and bullace (P. domestica subsp. insititia (Jusl.) Schneid.) were studied to discover causes of their low yields. A possibility is shown to use interspecific diploid hybrids in plum breeding for resistance to asphyxiation in snow-rich regions of Siberia.

   Materials and methods

   Materials and methods. The research materials included interspecific hybrids: Ayskaya (2n = 16), six Ayskaya seedlings (2n = 16, 24), and TSG No. 8 (2n = 32); Ussuri plum cv. ‘Altayskaya Yubileynaya’ (2n = 16), and bullace 18-119 (2n = 48). The research was conducted in 2004–2023 in the forest-steppe zone of the Ob river region in Altai. Conventional cytological andcultivar-testing methods were used.

   Results and conclusion. The yield of the Ayskaya and TSG No. 8 interspecific hybrids strongly depended on mean daily temperatures during blossoming (r = 0.77 ± 0.26 and r = 0.74 ± 0.27, respectively) when compared to the Ussuri plum. Fruit trait segregation in the Ayskaya seedlings was specific to diploid plums – variations in fruit weight (5.6–27.6 g), skin color (violet, claret, red, and yellow), and flesh color (yellow, red, and green). Most fruit traits of the seedlings were similar to those of their maternal form. The content of polyaperturate pollen in polyploids (25.0–37.9 %) was much higher than in diploids (less than 1.4 %), which means that this trait makes it possible to identify polyploids in the progenies of interspecific plum hybrids. Diploid form 12-04-309 (pollen fertility: 45.9%) was selected as a source of asphyxiation resistance for diploid plum breeding, and tetraploid form TSG No. 8 (pollen viability: 24.2 %) for hybrid blackthorn breeding.

диплоидная сливагексаплоидная сливаразнохромосомные скрещиванияфертильностьцветениепыльцаdiploid plumhexaploid pluminterploid crossingsfertilityblossomingpollenРабота выполнена в рамках государственного задания Федеральному Алтайскому научному центру агробиотехнологий № 0534-2021-0004 «Создание новых генотипов плодовых, ягодных и декоративных культур, превосходящих существующие аналоги по хозяйственно ценным признакам и обеспечивающих высокий уровень продуктивности в условиях постоянно изменяющейся окружающей среды, на основе использования современных селекционных методов в работе с исходным материалом»The research was performed within the framework of the state task assigned to the Federal Altai Scientific Center of Agro-Biotechnologies, No. 0534-2021-0004 “Breeding new genotypes of fruit, berry and ornamental crops superior to existing analogues in valuable agronomic traits and providing high productivity under conditions of constantly changing environment, based on contemporary breeding methods used in working with parental material”ReferencesЦитологическая и цитоэмбриологическая техника для исследования культурных растений : методические указания / сост. Л.И. Абрамова, И.Н. Орлова, М.А. Вишнякова, Л.Н. Константинова, Л.И. Орел, В.Ф. Огородникова; под ред. Л.И. Орел. Ленинград: ВИР; 1981.Abramova L.I., Orlova I.N., Vishnyakova M.A., Konstantinova L.N., Orel L.I., Ogorodnikova V.F. (comp.). Cytological and cytoembryological technique for research on cultivated plants: guidelines (Tsitologicheskaya i tsitoembriologicheskaya tekhnika dlya issledovaniya kulturnykh rasteniy). L.I. Orel (ed.). Leningrad: VIR; 1981. [in Russian]Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. Москва: Агропромиздат; 1985.Dospekhov B.A. Methodology of field trial (Metodika polevogo opyta). Moscow: Agropromizdat; 1985. [in Russian]Еремин Г.В., Дубравина И.В., Коваленко Н.Н., Гасанова Т.А. Предварительная селекция плодовых культур : монография / под ред. Г.В. Еремина. 2-е изд. Краснодар: Кубанский государственный аграрный университет; 2016.Eremin G.V., Dubravina I.V., Kovalenko N.N., Gasanova T.A. Prebreeding of fruit crops: a monograph (Predvaritelnaya selektsiya plodovykh kultur : monografiya). G.V. Eremin (ed.). 2<sup>nd</sup> ed. Krasnodar: Kuban State Agrarian University; 2016. [in Russian]Исакова М.Г. Адаптивность сортов терносливы на Среднем Урале. Плодоводство и ягодоводство России. 2021;66(1):49-56. DOI: 10.31676/2073-4948-2021-66-49-56Isakova M.G. Adaptability of thorny plum varieties in the Middle Urals. Pomiculture and Small Fruits Culture in Russia. 2021;66(1):49-56. [in Russian] DOI: 10.31676/2073-4948-2021-66-49-56Kajtár-Czinege A., Osztényiné Krauczi É., Hrotkó K. Cropping and fruit quality of plum (Prunus domestica) varieties on different rootstocks in a young orchard. Applied Fruit Science. 2024;66:505-513. DOI: 10.1007/s10341-023-00992-8Kajtár-Czinege A., Osztényiné Krauczi É., Hrotkó K. Cropping and fruit quality of plum (Prunus domestica) varieties on different rootstocks in a young orchard. Applied Fruit Science. 2024;66:505-513. DOI: 10.1007/s10341-023-00992-8Кружков Ан.В., Кружков Ал.В., Пугачева Н.В. Селекция косточковых культур на устойчивость к низким температурам в середине зимы. Плодоводство и ягодоводство России. 2012;31(1):304-308.Kruzhkov An.V., Kruzhkov Al.V., Pugacheva N.V. Stone fruit breeding for resistance to low temperatures in midwinter (Selektsiya kostochkovykh kultur na ustoichivost k nizkim temperaturam v seredine zimy). Pomiculture and Small Fruits Culture in Russia. 2012;31(1):304-308. [in Russian]Курсаков Г.А. Отдаленная гибридизация плодовых растений. Москва: Агропромиздат; 1986.Kursakov G.A. Distant hybridization of fruit crops (Otdalennaya gibridizatsiya plodovykh rasteniy). Moscow: Agropromizdat; 1986. [in Russian]Цитологические исследования плодовых и ягодных культур : методические рекомендации / под ред. Г.А. Курсакова. Мичуринск: Центральная генетическая лаборатория; 1976.Kursakov G.A. (ed.). Cytological research on fruit and berry crops: guidelines (Tsitologicheskiye issledovaniya plodovykh i yagodnykh kultur). Michurinsk: Central Genetic Laboratory; 1976. [in Russian]Laňar L., Mészáros M., Náměstek J., Kosina J. Early performan ce of three plum cultivars on different rootstocks in non-irrigated orchard. Acta Horticulturae. 2018;1228:301-305. DOI: 10.17660/ActaHortic.2018.1228.45Laňar L., Mészáros M., Náměstek J., Kosina J. Early performance of three plum cultivars on different rootstocks in non-irrigated orchard. Acta Horticulturae. 2018;1228:301-305. DOI: 10.17660/ActaHortic.2018.1228.45Матюнин М.Н. Биологические особенности и селекция косточковых культур в Горном Алтае. Горно-Алтайск; 2016.Matyunin M.N. Biological features and breeding of stone fruit crops in the Altai Mountains (Biologicheskiye osobennosti i selektsiya kostochkovykh kultur v Gornom Altaye). Gorno-Altaisk; 2016. [in Russian]Мочалова О.В., Матюнин М.Н. Цитоэмбриология и селекция отдаленных гибридов и полиплоидов косточковых растений на Алтае. Новосибирск: Сибирское отделение Россельхозакадемии; 2002.Mochalova O.V., Matyunin M.N. Cytoembryology and breeding of distant hybrids and polyploids of stone fruit plants in Altai (Tsitoembriologiya i selektsiya otdalennykh gibridov i poliploidov kostochkovykh rasteniy na Altaye). Novosibirsk: Siberian Branch of the Russian Academy of Agricultural Sciences; 2002. [in Russian]Осипов Г.Е., Осипова З.А. Наследование окраски кожицы плодов в гибридном потомстве сливы домашней. Достижения науки и техники АПК. 2011;(3):40-41.Osipov G.E., Osipova Z.A. Inheritance of peel color of the fruit in the hybrid posterities of garden plum. Achievements of Science and Technology of AIC. 2011;(3):40-41. [in Russian]Паушева З.А. Практикум по цитологии растений. Москва: Агропромиздат; 1988.Pausheva Z.P. Workshop on plant cytology (Praktikum po tsitologii rasteniy). Moscow: Agropromizdat. 1988. [in Russian]Пленкина Г.А., Фирсова С.В., Русинов А.А. Результаты сортоизучения сливы в Кировской области. Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2014;2(39):14-19. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=21254987&ysclid=lyscet6bnc838904663Plenkina G., Firsova S., Rusinov A. Results of plum-tree variety test in Kirov region. Agricultural Science Euro-North-East. 2014;2(39):14-19. [in Russian] URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=21254987&ysclid=lyscet6bnc838904663Пучкин И.А., Матюнин М.Н., Киргизова Г.Т., Прудникова Г.А., Муравьев Г.А. Слива. В кн.: Программа работ селекцентра Научно-исследовательского института садоводства Сибири имени М.А. Лисавенко до 2030 г. : выпуск 3 / под ред. В.И. Усенко, И.А. Пучкина. Новосибирск: Сибирское отделение Россельхозакадемии; 2011. С. 97-113.Puchkin I.A., Matyunin M.N., Kirgizova G.T., Prudnikova G.A., Muravyev G.A. Plum (Sliva). In: Usenko V.I., Puchkin I.A. (eds). Work Program of the Breeding Center of the M.A. Lisavenko Research Institute of Horticulture for Siberia up to 2030: Issue 3 (Programma rabot selektsentra Nauchno-issledovatelskogo instituta sadovodstva Sibiri imeni M.A. Lisavenko do 2030 g. : vypusk 3). Novosibirsk: Siberian Branch of the Russian Academy of Agricultural Sciences; 2011. p. 97-113. [in Russian]Radović M.M., Milatović D.P., Zec G.N., Boškov Đ.D. The influence of four rootstocks on the growth, yield and fruit quality of two plum cultivars. Acta Scientaruim Polonorum Hortorum Cultus. 2022;21(4):75-81. DOI: 10.24326/asphc.2022.4.8Radović M.M., Milatović D.P., Zec G.N., Boškov Đ.D. The influence of four rootstocks on the growth, yield and fruit quality of two plum cultivars. Acta Scientaruim Polonorum Hortorum Cultus. 2022;21(4):75-81. DOI: 10.24326/asphc.2022.4.8Reig G., Salazar A., Zarrouk O., Font i Forcada C., Val J., Moreno M.Á. Long-term graft compatibility study of peach-almond and plum based rootstocks budded with European and Japanese plums. Scientia Horticulturae. 2019;243:392-400. DOI: 10.1016/j.scienta.2018.08.038Reig G., Salazar A., Zarrouk O., Font i Forcada C., Val J., Moreno M.Á. Long-term graft compatibility study of peach-almond and plum based rootstocks budded with European and Japanese plums. Scientia Horticulturae. 2019;243:392-400. DOI: 10.1016/j.scienta.2018.08.038Помология. Т. III. Косточковые культуры / под ред. Е.Н. Седова, Е.Н. Джигадло. Орел: ВНИИСПК; 2008.Sedov E.N., Dzhigadlo E.N. (eds). Pomology. Vol. III. Stone fruit crops (Pomologiya. T. III. Kostochkovye kultury). Orel: VNIISPK; 2008. [in Russian]Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур / под ред. Е.Н Седова, Т.П. Огольцовой. Орел: ВНИИСПК; 1999.Sedov E.N., Ogoltsova T.P. (eds). Program and methodology of variety studies for fruit, berry and nut crops (Programma i metodika sortoizucheniya plodovykh, yagodnykh i orekhoplodnykh kultur). Orel: VNIISPK; 1999. [in Russian]Симонов В.С., Бурменко Ю.В. Хозяйственно-биологическая оценка некоторых сортов и форм диплоидных слив в условиях Подмосковья. Биология растений и садоводство: теория, инновации. 2019;(148):228-234. DOI: 10.25684/NBG.scbook.148.2019.24Simonov V.S., Burmenko J.V. Economic and biological assessment of some cultivars and forms of diploid plums in the conditions of Moscow region. Plant Biology and Horticulture: Theory, Innovation. 2019;(148):228-234. [in Russian] DOI: 10.25684/NBG.scbook.148.2019.24Солдатов И.В. Результаты отдаленной гибридизации сливы домашней со сливой уссурийской. Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 2008;(1):167-174.Soldatov I.V. Results of distant hybridization between domestic plum variety and Ussuriyskaya plum variety. Izvestiya of Timiryazev Agricultural Academy. 2008;(1):167-174. [in Russian]Szabó Z., Nyéki J. Floral biology of plum (Review article). International Journal of Horticultural Science. 2000;6(3):11-27. URL: https://www.researchgate.net/publication/329633480_Floral_biology_of_plum_Review_articleSzabó Z., Nyéki J. Floral biology of plum (Review article). International Journal of Horticultural Science. 2000;6(3):11-27. URL: https://www.researchgate.net/publication/329633480_Floral_biology_of_plum_Review_articleSzalay L., Bakos J., Tósaki A., Keleta B.T., Froemel-Hajnal V., Karsai I. A 15-year long assessment of cold hardiness of apricot flower buds and flowers during the blooming period. Scientia Horticulturae. 2021;290:110520. DOI: 10.1016/j.scienta.2021.110520Szalay L., Bakos J., Tósaki A., Keleta B.T., Froemel-Hajnal V., Karsai I. A 15-year long assessment of cold hardiness of apricot flower buds and flowers during the blooming period. Scientia Horticulturae. 2021;290:110520. DOI: 10.1016/j.scienta.2021.110520Тихомирова Е.С. Селекция сливы в Хабаровском крае. Дальневосточный аграрный вестник. 2015;1(33):52-57.Tikhomirova E.S. Selection of a plum in Khabarovsk Territory. Far East Agrarian Bulletin. 2015;1(33):52-57. [in Russian]Туровцев Н.И., Туровцева В.А., Туровцева Н.Н. Создание новых сортов вишни и дюков в агроэкологических условиях степи юга Украины. Сборник научных трудов Государственного Никитского ботанического сада. 2008;130:200-205.Turovtsev N.I., Turovtseva V.A., Turovtseva N.N. Obtaining new sour cherry varieties and dukes in the conditions of the Ukraine’s southern steppe. Works of the State Nikita Botanical Gardens. 2008;130:200-205. [in Russian]Витковский В.Л., Царенко В.П., Гаврилина З.М. Систематическое положение Prunus ussuriensis Koval. et Kostina. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 1980;67(1):49-62.Vitkovsky V.L., Tsarenko V.P., Gavrylina Z.M. The systematical position of Prunus ussuriensis Koval. et Kostina. Proceedings on Applied Botany, Genetics and Breeding. 1980;67(1):49-62. [in Russian]

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