Obels vainiko architektūros genetinė kontrolė ir paveldėjimas

Abstract

Naminė obelis (Malus x domestica Borkh.) yra vienas plačiausiai auginamų ir ekonomiškai svarbių vaismedžių. Obels vainiko architektūra yra biologinis požymis, nuo kurio priklauso vaismedžio derėjimo tipas, sąnaudų genėjimui poreikis. Obels vainiko architektūros tyrimai apima augimo reguliatorių taikymo, šakų vystymosi, genėjimo, aplinkos veiksnių poveikio augalų vainiko architektūrai tyrimus. Genetiniai ir fiziologiniai aspektai kol kas mažai ištirti. Tyrimų tikslas – ištirti obels vainiko architektūros paveldėjimą, nustatyti morfologinius ir molekulinius žymenis, susietus su obels vainiko forma ir numatyti jų panaudojimą juvenaliniame raidos tarpsnyje prognozuojant obels hibridų vainiko formą. Pirmą kartą nustatyti koloninės ir svyrančios vainiko formos obelų morfologiniai ir biocheminiai žymenys juvenaliniame raidos tarpsnyje. Šių žymenų naudojimas leidžia atrinkti norimos vainiko formos hibridus pirmais auginimo metais. Nustatyti obels morfologinių požymių, tiesiogiai susietų su vainiko architektūra, paveldėjimo dėsningumai. Ištirta, kad kryžminimuose naudotų koloninių veislių Co genas yra heterozigotinėje būsenoje. Pirmą kartą ištirta augalo hormonų dinamika skirtingos vainiko formos obelų lapuose vegetacijos laikotarpiu. Atskleistas abscizo ir giberelo rūgščių antagonistinis ryšys bei sinergetinis ryšys tarp giberelo rūgšties ir zeatino kontroliuojant obelų tarpubamblio ilgį. Pirmą kartą nustatyti biocheminiai žymenys, tinkami hibridų koloninei vainiko formai prognozuoti juvenaliniame raidos tarpsnyje: koloninės vainiko formos obelims būdingas didelis auksino kiekis, aukštas auksino ir zeatino santykis. Nustatyti molekuliniai ir morfologiniai obelų hibridų būsimos vainiko formos žymenys leidžia prognozuoti hibridų vainiko architektūrą ir atrinkti norimo fenotipo hibridus pirmais auginimo metais. Sukurtas skirtingos vainiko formos hibridų fondas. Nustatyti obels morfologinių požymių, susietų su vainiko architektūros forma, paveldėjimo dėsningumai leidžia kurti optimalias kryptingos obelų selekcijos programas, parenkant kryžminimo komponentus ir vykdant ankstyvą hibridų atranką.

Apple (Malus x domestica Borkh.) is one of the most widespread and economically important fruit trees. Canopy architecture of an apple determines fruit bearing and demand for pruning. Main apple canopy architecture topics are related to application of growth regulators, fertilizers, studies of shoot development and pruning, and environmental influence. Genetic and physiologic aspects are studied less. The aim of the research was to investigate inheritance of apple tree canopy architecture, to identify morphological and molecular markers related to canopy architecture and to evaluate their usage in predicting canopy ideotype of apple seedlings in juvenile phase. Morphological and biochemical markers for selection of columnar and weeping apple seedlings were identified for the first time. Usage of these markers enables to select hybrids with desired canopy form during first year of growing. Regularities of morphological trait inheritance were established. It was established, that Co gene is dominant heterozygous in parental columnar clones. Dynamics of phytohormones in leafs of apple trees with different canopy architecture during vegetation were evaluated for the first time. Antagonistic relation between abscisic and giberelic acids and synergetic link between giberelic acid and zeatin controlling apple internode length was identified. Biochemical markers for identifying columnar seedling canopy in juvenile phase were established for the first time. High amount of auxin and high ratio between auxin and zeatin are specific for columnar apple trees. Morphological and molecular markers for prediction of apple seedling future canopy architecture in juvenile phase identified. Pool of hybrids with different canopy architecture was created. Regularities of morphologic parameters related to canopy architecture inheritance allow creating optimal breeding programs, choosing parental plants and selecting hybrids in juvenile phase.