Introgression of apomixes is a perspective way to develop sugar beet hybrids (Beta vulgaris L.) | Интрогрессия апомиксиса – новый путь создания гибридов сахарной свеклы (Beta Vulgaris L.)

English. The investigation results of apomixis phenomenon use in sugar beet (SB) breeding process when developing heterosis hybrids of new generation are presented. Sugar beet pollen-sterile plants of different origin, with high monogermity level and notable for presence of a recessive trait – green color of hypocotyl – were used as a mother form. Pollen of Beta corolliflora Z. (2n=36) wild beet type with apomixis elements used as a father parent. One day prior to pollinations, pollen of father parent was exposed to high doses of gamma radiation from 1 to 3500 Gr using РХМ-gamma-20 System with radiation source of Со60. As primers, moderately repeated sequences of Paw S 5, Paw S 6, Paw S 11, Paw S 16, and Paw S 17 nucleotides belonging to the family of retrotransposons were used. Pollinations of SB diploid MS-plants by gamma-irradiated (high doses) tetraploid wild beet B. corolliflora Z. pollen resulted in obtaining gamma-lines with apomictic method of seed reproduction. In the obtained apomictic SB lines, some cytoembryologic abnormalities expressed as disruption or absence of meiosis process were detected. 38.7% of embryos with development slowing down and abnormality were observed, while the others developed normally and did not differ from amphimictic ones. Among a great number of produced lines, the gamma-МС-2113-АР, gamma-МС-70-АР, gamma-МС-90-47 and gamma-МС-94-АР sterile lines as well as the gamma-RF-70 АР self-fertile line are of special value. These unique lines have been forming viable progeny with high degree of monogermity within ten generations under conditions of strict isolation. Based on the selected apomictic lines, a series of hybrid combinations was made, 2 of which – МС-2113х14044 and МС-2113х15676 – had a high combining ability concerning both beet root productivity and sugar content.

Russian. Представлены результаты исследований по использованию явления апомиксиса в селекционном процессе сахарной свеклы (СС) при создании гетерозисных гибридов нового поколения. В качестве материнской формы использовали пыльцестерильные растения СС различного происхождения с высокой раздельноплодностью, отличающиеся наличием рецессивного признака зеленой окраски гипокотиля. В качестве отцовского родителя использовалась пыльца дикого вида свеклы Beta corolliflora Z. (2n=36) с элементами апомиксиса. За сутки до проведения опылений пыльцу опылителя подвергали воздействию высоких доз гамма-радиации от 1 до 3500 Гр на установке РХМ-гамма-20 с источником излучения Со60. В качестве праймеров использовали умеренно повторяющиеся последовательности нуклеотидов Paw S 5, Paw S 6, Paw S 11, Paw S 16, Paw S 17, относящиеся к семейству ретротранспозонов. В результате проведения опылений диплоидных МС-растений СС пыльцой тетраплоидной дикой свеклы B. corolliflora Z., облученной высокими дозами гамма-радиации были получены гамма-линии с апомиктическим способом семенной репродукции. У полученных апомиктичных линий СС были выявлены некоторые цитоэмбриологические отклонения от нормы, выражающиеся в нарушении или отсутствии процесса мейоза. Было обнаружено 38,7% зародышей, у которых наблюдалось замедление и нарушение в развитии, тогда как остальные развивались нормально, не отличаясь от амфимиктичных. Среди множества созданных линий особую ценность представляют стерильные линии гамма-МС-2113-АР, гамма-МС-70-АР, гамма-МС-90-47 и гамма-МС-94-АР, а также самофертильная линия гамма-РФ-70 АР. Эти уникальные линии в течение десяти поколений формировали жизнеспособное потомство в условиях строгой изоляции с высокой степенью раздельноплодности. На основе выделенных апомиктичных линий был сформирован ряд гибридных комбинаций, 2 из которых (МС-2113х14044 и МС-2113х15676) обладают высокой комбинационной способностью как по урожайности корнеплодов, так и по сахаристости.