Триплоидные декоративные груши снижают самосев

Декоративные груши популярны в ландшафтном дизайне США. Их ценят за обилие белых цветов, яркую осеннюю окраску, устойчивость к вредителям и способность расти в зонах морозостойкости USDA 5–8. Однако в некоторых регионах они активно размножаются самосевом и натурализуются, что создаёт проблемы. Один сорт даже внесён Службой охраны рыбных ресурсов и диких животных США в список «растений-захватчиков» для природных зон Средней Атлантики. «Птицы поедают плоды и разносят семена, где те прорастают на заброшенных полях и вдоль дорог», — пояснил Томас Ранни, ведущий автор исследования в журнале HortScience (август 2016).

Учёные изучали гибриды декоративных груш, чтобы найти способы создания бесплодных сортов. «Разработка высокостерильных культиваров была бы желательной альтернативой нынешним фертильным сортам. Один из подходов — создание триплоидов», — отметили авторы. Триплоиды (с тремя наборами хромосом) обычно высокостерильны из-за репродуктивного барьера: хромосомы не могут равномерно разделиться во время мейоза, что приводит к несбалансированной сегрегации. Этот метод успешно применялся для создания бессемянных сортов бананов, арбузов и цитрусовых.

Исследование проводилось на триплоидных гибридах Pyrus, высаженных в полевых условиях в Северной Каролине. Из исходной популяции отобрали 13 триплоидов с желательными признаками: обильным цветением, привлекательной формой, устойчивостью к бактериальному ожогу и яркой осенней окраской.

Женскую фертильность каждого триплоида оценивали, сравнивая количество сеянцев на цветок с самым фертильным диплоидным контролем. Анализировали завязываемость плодов, количество семян в плоде, всхожесть семян, число сеянцев на цветок и процент относительной фертильности. Данные показали, что многие триплоиды демонстрировали существенное снижение фертильности (до 100%). Относительная женская фертильность варьировала от 0.0% до 33.6%. У пяти из 13 триплоидов относительная фертильность составила <2%.

С помощью проточной цитометрии определили относительные размеры геномов и уровни плоидности материнских растений, сеянцев и семян (эмбриона и эндосперма), чтобы сделать выводы о репродуктивных путях. «Анализ семян и сеянцев от триплоидных материнских растений показал, что они в основном являются аномальными анеуплоидами, что обычно приводит к снижению жизнеспособности и фертильности сеянцев», — сообщили авторы.

«Результаты указывают, что отбор высокостерильных триплоидных культиваров — жизнеспособный подход для сокращения или устранения проблемы самосева декоративных груш в ландшафте», — заключили исследователи.