Влияние экзогенных фитогормонов на развитие семязачатков при гибридизации Solanum lycopersicum и Solanum sisymbriifolium

Томат – культура, подверженная большому числу заболеваний, снижающих урожай и качество продукции, что предполагает усовершенствование генетического разнообразия и создание генетически устойчивого сортимента. Источниками устойчивости к заболеваниям и абиотическому стрессу становятся дикие виды томата и другие виды семейства Solanaceae. Solanum sisymbriifolium Lam. является источником устойчивости к бактериальному вилту, вертицилезному увяданию, корневым нематодам и карминовым паутинным клещам, фитофторозу. Гибридизация томата и паслена гулявниколистного возможна, но сопряжена со сложностями преодоления презиготических и постзиготических барьеров нескрещиваемости. Данная работа посвящена изучению влияния экзогенных фитогормонов зеатина и абсцизовой кислоты на завязываемость плодов и количество развивающихся семязачатков при скрещиваниях Solanum lycopersicum×Solanum sisymbriifolium.

В гибридизации использовали 6 линий томата с функциональной мужской стерильностью и образец паслена гулявниколистного, предоставленные ООО «Селекционная станция имени Н.Н. Тимофеева». Обработку рыльца пестика кастрированных в стадии лимонно-желтого бутона линий томата проводили за 10 минут и 2 часа до опыления растворами зеатина и абсцизовой кислоты (АБК).

В результате исследований обнаружена генотип-специфичная реакция на обработку фитогормонами. У двух генотипов томата обработка зеатином в течение двух часов привела к увеличению завязываемости плодов в 2 раза, кратковременная обработка зеатином также положительно влияла на завязываемость плодов всех генотипов.  Обработка АБК имела разнонаправленное влияние на завязываемость плодов: снижение завязываемости плодов наблюдали у генотипа Роз.сон2-6, у генотипа st8 обработка АБК в течение 2 часов привела к отсутствию завязываемости плодов, а при обработке в течение 10 минут плоды завязывались из всех опыленных цветков. Влияние фитогормонов на среднее количество развивающихся семязачатков было существенно у крупноплодных томатов: обработка зеатином увеличивала количество развивающихся семязачатков, реакция на обработку АБК зависела от генотипа и времени обработки. У томатов черри обработка фитогормонами оказала существенный эффект на число развивающихся семязачатков только у генотипа st8, длительная обработка фитогормонами негативно влияла на количество развивающихся семязачатков, в то время как обработка в течение 10 минут зеатином позволила повысить среднее число развивающихся семязачатков в плоде в 3 раза.

1. Даминова Д.М., Рахманкулов С., Семенихина Л.В. Влияние экзогенных фитогормонов на преодоление нескрещиваемости при межгеномной гибридизации хлопчатника // Генофонд и селекция растений: Доклады и сообщения I Международной научно-практической конференции. – Новосибирск, 2013. – Т. 1. – С. 137–143.

2. Монахос Г.Ф., Нгуен Т.Л. Томат: селекция на устойчивость для весенних теплиц // Картофель и овощи. – 2014. – № 12. – С. 28–29.

3. Монахос С.Г. и др. Селекция растений на устойчивость – основа защиты от болезней в органическом земледелии // Картофель и овощи. – 2019. – Т. 6. – С. 38–40.

4. Огнев В.В., Терешонкова Т.А., Ховрин А.Н. Томат: селекция на страже здоровья // Известия ФНЦО. – 2020. – № 2. – С. 32–37.

5. Alconero R. et al. Verticillium wilt resistance in eggplant, related Solanum species, and interspecific hybrids. // HortScience. – 1988. – Vol. 23, № 2. – Pр. 388–390.

6. Bal U., Abak K. Attempts of haploidy induction in tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) via gynogenesis I. pollination with Solanum sisymbriifolium Lam. pollen // Pakistan Journal of Biological Sciences. – 2003. – Vol. 6, № 8. – Pр. 745–74.

7. Chambonnet D. Essaisd’haploidisation de la tomate // Report D’ Activite 1995–1996 Station D’Amelioration Des Plantes Maraicheres D; Avignon-Montfavet. – 1996. – Pр. 84–85.

8. Collonnier C. et al. Somatic hybrids between Solanum melongena and S. sisymbrifolium, as a useful source of resistance against bacterial and fungal wilts // Plant Science. – 2003. – Vol. 164, № 5. – Pр. 849–861.

9. Ghani M.A. et al. Production and characterisation of tomato derived from interspecific hybridisation between cultivated tomato and its wild relatives // The Journal of Horticultural Science and Biotechnology. – 2020. – Vol. 95, № 4. – Pр. 506–520.

10. Gultom T., Silitonga D.Y. Effect of hormones gibberelin (Ga3) to produce parthenocarpy fruit on tomato tree (Solanum Betaceum, Cav) // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – IOP Publishing. – 2018. – Vol. 420, № 1. – Art. 012074. DOI: 10.1088/1757-899X/420/1/012074.

11. Kovaleva L.V., Voronkov A.S., Timofeeva G.V., Zakharova E.V. Auxin abolishes inhibitory effects of methylcyclopropen and amino oxyacetic acid on pollen grain germination, pollen tube growth, and the synthesis of ACC in petunia // Russian Journal of Developmental Biology. – 2017. – Vol. 48, № 2. – Рр. 122–129. DOI: 10.1134/S1062360417020059.

12. Kovaleva L.V., Voronkov A.S., Minkina Y.V. et al. Exogenous IAA and ABAstimulate germination of petunia male gametophyte by activating Ca2+-dependent K+-channels and by modulating the activity of plasmalemma H+-ATPase and actin cytoskeleton // Russian Journal of Developmental Biology. – 2016. – Vol. 47, № 3. – Pр. 109–121. DOI: 10.1134/S1062360416030036.

13. Kovaleva L.V., Zakharova E.V., Minkina Yu.V. et al. Germination and In Vitro Growth of Petunia Male Gametophyte are Affected by Exogenous Hormones and Involve the Changes in the Endogenous Hormone Level // Russian Journal of Plant Physiology. – 2005. – Vol. 52, № 4. – Pр. 521–526. DOI: 10.1007/s11183-005-0077-7.

14. Matsuo S. et al. Roles and regulation of cytokinins in tomato fruit development // Journal of Experimental Botany. – 2012. – Vol. 63, № 15. – Pр. 5569–5579.

15. Piosik Ł. et al. Development of interspecific hybrids between Solanum lycopersicum L. and S. sisymbriifolium Lam. via embryo calli // Euphytica. – 2019. – Vol. 215. – Pр. 1–20.

16. Rezk A., Abhary M., Akhkha A. Tomato (Solanum lycopersicum L.) breeding strategies for biotic and abiotic stresses // Advances in Plant Breeding Strategies: Vegetable Crops. – 2021. – Vol. 9. Fruits and Young Shoots. – Pр. 363–405.

17. Serrani J.C. et al. Effect of gibberellin and auxin on parthenocarpic fruit growth induction in the cv Micro-Tom of tomato // Journal of Plant Growth Regulation. – 2007. – Vol. 26. – Pр. 211–221.

18. Srivastava A., Handa A.K. Hormonal regulation of tomato fruit development: a molecular perspective // Journal of plant growth regulation. – 2005. – Vol. 24. – Pр. 67–82.