Оценка жизнеспособности in vitro и морфологии пыльцы образцов вигны (Vigna unguiculata) при интродукции на юге Западной Сибири
- Авторы: Сунь Ц.1, Фотев Ю.В.2,3
-
Учреждения:
- Новосибирский государственный университет
- Центральный Сибирский ботанический сад СО РАН
- Новосибирский государственный аграрный университет
- Выпуск: № 1 (2025)
- Страницы: 65-77
- Раздел: ЭКОЛОГИЯ
- URL: https://bakhtiniada.ru/2307-9150/article/view/307099
- DOI: https://doi.org/10.21685/10.21685/2307-9150-2025-1-6
- ID: 307099
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Актуальность и цели. Вигна – новая для России овощная культура с высокой теплотребовательностью, препятствующей расширению области ее выращивания в регионах с континентальным климатом. На основе выбора оптимальной концентрации осмотически активного вещества (сахароза, ПЭГ 6000) оценена связь прорастания пыльцы образцов вигны in vitro при оптимальной (25 °C) и низкой (6 °C) температурах с ее морфометрическими показателями. Материалы и методы. Исследованы морфометрические особенности и реакция микрогаметофитов восьми образцов вигны (Vigna unguiculata) на низкую температуру in vitro. Оптимальную концентрацию осмотически активного вещества (сахароза, ПЭГ6000) определяли при разной ее концентрации в среде (10, 20, 30 %). Для морфометрии пыльцевых зерен (п.з.) использовали электронный микроскоп Hitachi TM 4000 plus. Результаты. По критерию минимального варьирования прорастания пыльцы в растворах сахарозы и ПЭГ 6000 (53 % против 60–147 %) при достаточно высоком ее показателе прорастания для боль- шинства образцов (6,2–27,4 %) наилучший результат показал ПЭГ 6000 при 20 % концентрации с добавлением борной кислоты (0,006 %). По холодостойкости пыльцы in vitro при температуре 6 °С выделялась пыльца образцов к-36 и Красная поздняя с показателем 52,0 и 53,5 % соответственно, тогда как пыльца сорта Юньнаньская при этих условиях не прорастала. Пыльца пяти сортов вигны трехлопастная, крупная, почти округлая в проекции полярной оси и округлая в экваториальной плоскости. Поверхность экзины с многочисленными бороздками, текстура поверхности крупносетчатая. Длина полярной оси п.з. 63,0–76,5 мкм, экваториальный диаметр 57,2–6,3 мкм и существенно различаются у разных образцов сортов вигны. Самую крупную пыльцу имел сорт Юньнаньская (76,5×65,2 мкм), а сравнительно небольшого размера – Графиня (63,0×57,2 мкм). Выводы. Оптимальной средой для прорастания пыльцы была среда с 20 % ПЭГ 6000 + 0,006 % борной кислоты. В экспериментах по прорастанию пыльцы при температуре 25° и 6 °С, холодостойкость отрицательно коррелировала с длиной полярной оси (r = –0,603…–0,683) и экваториальным диаметром (r = –0,375… –0,549).
Ключевые слова
Об авторах
Цзяпин Сунь
Новосибирский государственный университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: t.sunl@g.nsu.ru
аспирант
(Россия, г. Новосибирск, ул. Пирогова, 1)Юрий Валентинович Фотев
Центральный Сибирский ботанический сад СО РАН; Новосибирский государственный аграрный университет
Email: fotev_2009@mail.ru
кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник; доцент кафедры растениеводства и кормопроизводства
(Россия, г. Новосибирск, ул. Золотодолинская, 101); (Россия, г. Новосибирск, ул. Добролюбова, 160)Список литературы
- Herniter I. A., Close T. J. Genetic, textual, and archeological evidence of the historical global spread of cowpea (Vigna unguiculata [L.] Walp.) // Legume Science. 2020. Vol. 2, № 4. P. e57. doi: 10.1002/leg3.57
- Nielsen S. S., Brandt W. E., Singh B. B. Genetic Variability for Nutritional Composition and Cooking Time of Improved Cowpea Lines // Crop Science. 1993. Vol. 33, № 3. P. 469–472. doi: 10.2135/cropsci1993.0011183x003300030010x
- Wu j. [et al.]. Genome-wide association analysis of rust resistance in cowpea // Journal of Plant Genetic Resources. 2024. Vol. 25, № 11. P. 1907–1922. doi: 10.13430/ j.cnki.jpgr.20240217002
- Фотев Ю. В., Пивоваров В. Ф., Артемьева А. М. Концепция создания Российской национальной системы функциональных продуктов питания // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2018. T. 22, № 7. С. 776–783. doi: 10.18699/VJ18.421
- Melo N. F. [et al.]. Optimal temperature for germination and seedling development of cowpea seeds // Revista Colombiana de Ciencias Hortícolas. 2020. Vol. 14, № 2. P. 231–239. doi: 10.17584/rcch.2020v14i2.10339
- Фотев Ю. В. Исходный материал для селекции томата с устойчивостью к стрессовым температурам и болезням // Методические указания по гаметной селекции растений (методология, результаты и перспективы). М. : ГНУ ВНИИССОК, 2001. С. 224–238.
- Лукьянчик И. Д., Ломакова О. О. Методы гаметной селекции для оценки холодостойкости некоторых сортов томатов // Клеточная биология и биотехнология рас- тений : сб. науч. тр. Междунар. науч.-практ. конф. М., 2013. С. 100.
- Fotev Y. V. Assessment of cold resistance in Momordica charantia L. accessions according to pollen germination at low temperatures in vitro // Proceedings on applied botany, genetics and breeding. 2022. Vol. 183, № 3. P. 39–47. doi: 10.30901/2227-8834- 2022-3-39-47
- Steuter A. A., Mozafar A., Goodin J. R. Water potential of aqueous polyethylene glycol // Plant physiology. 1981. Vol. 67, № 1. P. 64–67. doi: 10.30901/2227-8834-2022-3-39-47
- Somers J., Nelms B. The sporophyte-to-gametophyte transition: The haploid generation comes of age // Current Opinion in Plant Biology. 2023. Vol. 75, P. 102416. doi: 10.1016/j.pbi.2023.102416
- Mulcahy D. L., Sari-Gorla M., Mulcahy G. B. Pollen selection – past, present and future // Sexual Plant Reproduction. 1996. Vol. 9. P. 353–356. doi: 10.1007/ BF02441955
- Lee J. Y., Lee D. H. Use of serial analysis of gene expression technology to reveal changes in gene expression in Arabidopsis pollen undergoing cold stress // Plant Physiology. 2003. Vol. 132, № 2. P. 517–529. doi: 10.1104/pp.103.020511
- Maréchal R. Etude taxonomique d'un groupecomplexed'espèces des genres Phaseolus et Vigna (Papilionaceae) sur la base de données morphologiques et polliniques, traitées parl'analyseinformatique // Boissiera. 1978. Vol. 28, P. 1–273. doi: 10.1080/ 00837792.1984.10670306
- Umdale S. D., Aitawade M. M., Gaikwad N. [et al.]. Pollen morphology of Asian Vigna species (genus Vigna; subgenus Ceratotropis) from India and its taxonomic implications // Turkish Journal of Botany. 2017. Vol. 41, № 1. P. 75–87. doi: 10.3906/bot-1603-31
- Павлова А. М. Вигна // Культурная флора СССР. Зерновые бобовые. М. : Государственное издательство совхозной и колхозной литературы, 1937. Т. Ⅳ. С. 621–646.
- Павлова А. М. Вигна – сестра фасоли // Зернобобовые культуры. 1964. T. 1. C. 16–18.
- Вишнякова М. А. Видовое разнообразие коллекции генетических ресурсов зернобобовых ВИР и его использование в отечественной селекции (обзор) // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2019. T. 180, № 2. C. 109–123. doi: 10.30901/2227-8834-2019-2-109-123
- Mog B., Veena G. L., Adiga J. D. [et al.]. Pollen morphological study and temperature effect on the pollen germination of cashew (Anacardium occidentale L.) varieties // Scientia Horticulturae. 2023. Vol. 314. P. 111957. doi: 10.1016/j.scienta.2023.111957
- Dong R. [et al.]. Scanning electron microscopy observations of pollen morphology in common vetch (Vicia sativa) subspecies // The Journal of Agricultural Science. 2020. Vol. 158, № 8-9. P. 646–659. doi: 10.1017/S0021859620001033
- Bahadur S. [et al.]. Identification of monocot flora using pollen features through scanning electron microscopy // Microscopy Research Technique. 2018. Vol. 81, № 6. P. 599–613. doi: 10.1002/jemt.23015
- Khaleghi E., Karamnezhad F., Moallemi N. Study of pollen morphology and salinity effect on the pollen grains of four olive (Olea europaea) cultivars // South African Journal of Botany. 2019. Vol. 127. P. 51–57. doi: 10.1016/j.sajb.2019.08.031
- Callum B., Chang S. M. Pollen competition in style: Effects of pollen size on siring success in the hermaphroditic common morning glory, Ipomoea purpurea // American Journal of Botany. 2016. Vol. 103, № 3. P. 460–470. doi: 10.3732/ajb.1500211
- Колясникова Н. Л. Роль репродуктивной биологии в решении проблемы повышения семенной продуктивности кормовых бобовых трав // Пермский аграрный вестник. 2015. T. 4, № 12. C. 60–64. doi: 633.32:631.559
- Mazer S. J. [et al.]. Winning in style: Longer styles receive more pollen, but style length does not affect pollen attrition in wild Clarkia populations // American Journal of Botany. 2016. Vol. 103, № 3. P. 408–422. doi: 10.3732/ajb.1500192
- Khanna V. K. Studies on hybridization and genetic diversity in cowpea (Vigna unguiculata L.) // Open Access Journal of Oncology and Medicine. 2018. Vol. 2, № 1. P. 1–10. doi: 10.32474/OAJOM.2018.02.000132
- Jiang Y. [et al.]. Seed set, pollen morphology and pollen surface composition response to heat stress in field pea // Plant, cell & environment. 2015. Vol. 38, № 11. P. 2387– 2397. doi: 10.1111/pce.12589
- Цаценко Л. В., Синельникова А. С. Пыльцевой анализ в селекции растений // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2012. № 77. C. 38–48. doi: 57.088.1:581.331.2:633/ 635(076)
- Куприянова А. Б., Алешина Л. А. Пыльца и споры растений флоры Европейской части СССР : руководство. Л. : Наука, 1972. 171 с.
- Halbritter H., Ulrich S., Grímsson F. Illustrated Pollen Terminology. Сham : Springer, 2018. 483 p.
Дополнительные файлы
