Quantitative and qualitative analysis of sunflower pollen (Helianthus L.) and it's use in breeding work | Количественный и качественный анализ пыльцы подсолнечника (Helianthus L.) и его использование в селекционной работе

Английский. In breeding work, it is necessary to take into account such an important feature as male sterility of the hybrids obtained. It is necessary to carry out not only a visual analysis, but also a cytological study of pollen in order to properly assess the reproductive potential of plants.Wild species, some cultivars, lines and hybrids of sunflower from the collection of the N. I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources were taken as objects of research. The plants were grown on the fields of Kuban Experiment Station. Pollen was collected from pre-insulated inflorescences, fixed in FAA solution and stained with acetocarmine. The ratio of fertile pollen grains to the total number of pollen grains (in %) was calculated, the diameter of the pollen grains was measured, and variability curves were drawn. Mature pollen grains in sunflower are rounded, tricolpate-poral, three-celled; the average pollen diameter in cultivated sunflower is 28–32 мm; in wild species, the range is from 20–22 to 32–34 мm. All accessions were divided into three groups. Fertile: high level of fertility (75–99%) and low morphological heterogeneity of pollen; the variation curve for the average diameter was characterized by one distinct peak – cultivars, most of the lines and some of the wild species. Semi-fertile: the number of well-stained pollen grains is below 75%; there are differences in the degree of staining and size of the pollen; the variation curve had additional peaks – some of the lines, hybrids and wild species. The greatest morphological heterogeneity was observed in the group of perennial interspecific hybrids. Sterile: pollen grains were absent or were observed very sporadically.To assess the fertility of plants, it is important not only to determine the degree of staining in pollen grains, but also to rank them by diameter and construct variation curves to reveal morphological heterogeneity of pollen.

Русский. Исследовали фертильность пыльцы диких видов, сортов, линий и гибридов подсолнечника из коллекции ВИР, выращенные на полях Кубанской опытной станции. Пыльцу собирали с изолированных соцветий, фиксировали в растворе FAA, окрашивали ацетокармином. Определяли отношение фертильных пыльцевых зерен к общему числу пыльцевых зерен (в %), измеряли диаметр пыльцевых зерен и строили вариационные кривые. Зрелые пыльцевые зерна у подсолнечника округлые, трехбороздно-поровые, трехклеточные; средний диаметр пыльцы у H. annuus L. 28–32 мкм, у диких видов – от 20–22 у H. angustifolius L. и H. ciliaris DC и до 32-34 у H. tuberosus L. и H. maximiliani Schrad. У H. giganteus L. отмечались зерна размером более 40 мкм. Все исследованные образцы по показателям пыльцы разделены на три группы: Фертильные: уровень фертильности - 75-99%, низкая морфологическая гетерогенность пыльцы; вариационная кривая по среднему диаметру характеризовалась одним отчетливым пиком - сорта, большинство линий и некоторых из диких видов (H. ciliaris, H. rigidus Desf., H. strumosus L.). Полуфертильные: количество хорошо окрашенных пыльцевых зерен в пробе ниже 75%, наблюдаются различия по степени окрашиваемости и размерам пыльцы; вариационная кривая по среднему диаметру пыльцы имела дополнительные пики - некоторые из линий, гибридов и диких видов, а также образцы, где у разных растений в пределах одной делянки наблюдался разброс по признаку фертильности пыльцы. Наибольшая морфологическая неоднородность наблюдалась у многолетних межвидовых гибридов (ВИР 117 x H. strumosus, HA89 x H. strumosus). Стерильные: пыльцевые зерна отсутствовали или отмечены в единичном количестве. Для оценки фертильности растения важным является не только определение степени окрашиваемости пыльцевых зерен, но и ранжирование их по диаметру и построение вариационных кривых: это позволяет выявить морфологическую неоднородность пыльцы, что свидетельствует о нарушениях в микроспорогенезе, вследствие чего семена завязываются хуже.