Instytut Ogrodnictwa, ul. Konstytucji 3 Maja 1/3, 96‒100 Skierniewice, e-mail: agnieszka.masny@inhort.pl, tel. 46 8345273; 501622880
Prace zostały wykonane w ramach badań podstawowych na rzecz postępu biologicznego w produkcji roślinnej na podstawie decyzji Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi nr decyzji HOR.hn.802.4.2019, Zadanie nr 75.
Słowa kluczowe: hodowla maliny, odmiany maliny, siewki maliny
W zasobach genetycznych Instytutu Ogrod-nictwa znajduje się wiele genotypów maliny właściwej (Rubus idaeus), różniących się wieloma cechami biologicznymi, ważnymi z użytkowe-go punku widzenia. Celem prowadzonych badań jest weryfikacja hipotezy zakładającej, że metodą hodowli konwencjonalnej możliwe jest poszerze-nie istposzerze-niejącej zmienności genetycznej w obrębie tego gatunku, poprzez wykorzystanie potencjału genetycznego wybranych odmian maliny właści-wej, pochodzących z różnych regionów geogra-ficznych świata.
Materiały i Metody
Dla uzyskania celu badań wykonano cztery szczegółowe tematy badawcze, w ramach których oceniono populację siewek należących do 55 rodzin mieszańców. Otrzymanych ze skrzyżo-wania w roku 2014 w układzie diallelicznym (II metoda Griffinga), oraz ich 10 form rodziciel-skich (‘Canby’, ‘Glen Ample’, ‘Laszka’, ‘Polana’, ‘Polka’, ‘Radziejowa’, ‘Schönemann’, ‘Sokoli-ca’, ‘Veten’, ‘Willamette’). Oceniano następujące cechy roślin: plon, atrakcyjność, wielkość i barwa owoców, kolczastość pędów oraz wysokość i pokrój krzewów (Temat 1). W kulturach in vitro oceniono możliwość rozmnożenia 10 pojedynków maliny właściwej, wyselekcjonowanych w latach 2016‒2018 (Temat 2). Z wykorzystaniem metod spektrofotometrycznych i chromatograficz-nych wykonano analizy chemiczne owoców 40
najcenniejszych klonów i ich form rodzicielskich (Temat 3). Metodą SSR przeprowadzono anali-zy molekularne wybranych 10 klonów maliny właściwej (dla potwierdzenia ich mieszańcowe-go statusu) i opracowano ich profile genetyczne „DNA-fingerprinting” (Temat 4).
Wyniki i Dyskusja
Stwierdzono, że badane populacje roślin maliny właściwej – siewki oraz ich formy rodzi-cielskie, bardzo różnią się pod względem ocenia-nych cech fenotypowych oraz że siewki badanej populacji mieszańców w różnym stopniu łączą cechy fenotypowe form rodzicielskich, tworząc genotypy o innowacyjnych cechach. Uzyskane wyniki wskazują, że możliwe jest połączenie w jednym genotypie zdolności do wytwarzania wysokiej jakości owoców, zdolności do letnio-jesiennego owocowania, bezkolcowości pędów, małej podatności na choroby i szkodniki oraz wysokiego stopnia samopłodności (Żurawicz, 2016; Żurawicz i in., 2018). Najwartościowsze pojedynki (o innowacyjnych cechach w stosunku do użytych form rodzicielskich) zostały rozmno-żone (rozklonowane) i posadzone w kolek-cji klonów. Klony te owocowały w roku 2019, co umożliwiło dokonanie ich oceny fenotypo-wej i zebranie reprezentatywnych prób owoców dla wykonania oceny ich jakości wewnętrznej (analiz chemicznych).
BIULETYN IHAR Nr 291 (1) / 2020
220
in vitro 10 pojedynków malin, wyselekcjonowa-nych w 2017 roku. Stwierdzono, że liczba wypa-dów pąków inicjalnych wahała się od 16,7 do 77,2 procent. Odsetek pąków inicjalnych, który pozostał w kulturach in vitro do dalszego namnażania, zale-żał przede wszystkim od genotypu, a także od pory pobierania pąków. Najsłabiej przebiegała izolacja w miesiącach styczeń-marzec z pąków zimowych. Wiele z nich miało zawiązki kwiatostanów i te pąki zamierały po przeniesieniu do warunków in vitro. Ponadto, wiele z nich miało objawy szklistości. Bardziej efektywne były izolacje w miesiącach maj-czerwiec, kiedy pąki wierzchołkowe są dobrze wykształcone. Wpływ genotypu zaznaczał się silnie również na etapie namnażania kultur oraz ukorzeniania. Widoczne były bardzo duże różnice w potencjale rozmnożeniowym genotypów tzw. ‘łatwych’, z których uzyskanie pędów z przezna-czeniem do ukorzeniania nie sprawiało większych trudności, takich jak pojedynki 297, 325, 395 oraz genotypów ‘opornych’, takich jak 381, 388, 400 czy 403. Jednak dla większości genotypów uzyska-nie dostatecznej liczebności pędów, przydatnych do ukorzeniania wymagało 2‒3 pasaży na pożywce do namnażania pędów. Współczynnik namnażania wahał się od 0,8 do 3,9 pędów z jednego eksplanta-tu. Efektywność ukorzeniania in vitro i aklimatyza-cji była zależna od genotypu i wahała się od 63,5% do 91,2%, ale wykazano, że badane genotypy można dość łatwo rozmnożyć i włączyć do dalszych badań.
Analizy chemiczne owoców 40 klonów mali-ny właściwej, otrzymamali-nych z rozmnożenia najlep-szych pojedynków, wyselekcjonowanych wcześniej z populacji siewek i ich form rodzicielskich wyka-zały, że badane genotypy były zróżnicowane pod względem zawartości badanych związków chemicz-nych w owocach. Zawartość ekstraktu badanych
owoców maliny mieściła się w przedziale 9 – 15
oBx, przy czym większość genotypów posiadała ekstrakt w zakresie 10‒11 oBx (31 próbek). Najwię-cej ekstraktu stwierdzono w owocach klonów 403 i 271 oraz odmiany ‘Willamette’. Zawartość polifenoli ogółem mieściła się w przedziale 298 – 543 mg/100 g, przy czym najwyższą zawartość polifenoli stwierdzono w owocach klonu nr 207, a następnie nr 341. Średnia zawartość polifenoli ogółem w owocach badanych czterdziestu genoty-pów wynosiła 388 mg/100 g, przy czym zawartość związków fenolowych w owocach 20 genotypów była wyższa od tej wartości średniej. Zawartość antocyjanów w badanych owocach mieściła się w zakresie 2‒93 mg/100 g. Średnia wartość anto-cyjanów w owocach badanych genotypów wynosi-ła 41 mg/100 g; w owocach 22 badanych klonów
wykazano zawartość antocyjanów powyżej warto-ści średniej. Najwyższą zawartowarto-ścią antocyjanów odznaczały się owoce klonu nr 341. Kwas cytrynowy był dominującym kwasem organicznym w owocach badanych klonów maliny, jego zawartość kształto-wała się na poziomie 1065 – 2509 mg/100 g. Najwię-cej kwasu cytrynowego zawierały owoce klonów nr 317 i nr 336 oraz odmian ‘Polana’ i ‘Polka’. Zawartość kwasu jabłkowego w malinach mieściła się w przedziale 34 – 99 mg/100 g, największą jego zawartością odznaczały się owoce klonów nr 336, 400, 42 i 412 oraz odmian ‘Willamette’ i ‘Poemat’. Zawartość kwasu askorbinowego w owocach bada-nych genotypów była na poziomie 12–46 mg/100 g. Spośród badanych genotypów, w owocach 14 klonów stwierdzono wyższą zawartość kwasu askorbinowego, w porównaniu do wartości śred-niej, która wynosiła 21 mg/100 g. Najwiecej kwasu askorbinowego zawierały owoce klonu nr 95. W owocach odmiany ‘Radziejowa’ oraz genotypów o nr 341, 387 i 400 stwierdzono wyższą zawar-tość polifenoli ogółem, antocyjanów, jak i kwasu L-askorbinowego w porównaniu do wartości śred-nich tych związków, uzyskanych dla wszystkich badanych prób. Wykonując krzyżowanie istnie-jących odmian maliny można więc uzyskać nowe genotypy, które pod względem zawartości skład-ników bioaktywnych będą przewyższać odmiany rodzicielskie.
Przeprowadzano 1.562 reakcje amplifikacji, w których wygenerowano 174 amplikony, w tym 170 polimorficznych. Wykazano, że długość uzyskanych amplikonów wahała się od 110 do 520 pz. Każdy z testowanych genotypów został oceniony na podsta-wie 7‒10 charakteryzujących go fragmentów DNA. Status mieszańca z planowanego zapylenia potwier-dzono dla wszystkich testowanych genotypów. Określono również procentowy udział amplikonów pochodzących od formy matecznej, który wynosił od 100 do 27%. Ponadto oszacowano procentowy udział alleli pochodzących od formy ojcowskiej, wynosił on od 73 do 25%. Najwyższy udział frag-mentów DNA charakterystycznych dla formy matecznej obserwowano na matrycy DNA wydzie-lonych z genotypu nr 6 (‘Polana’ x ‘Schönemann’), najniższy zaś dla genotypu nr 279 (‘Radziejowa’ x ‘Schönemann’). Dla wszystkich testowanych geno-typów opracowano ich profil genetyczny „DNA-fin-gerprinting” metodą SSR z wytypowanymi 5 parami oligonukleotydów.
Wniosek
U gatunku Rubus idaeus (malina właściwa) istnieje możliwość poszerzenia istniejącej
zmien-ności genetycznej pod względem wielu cech Agnieszka Masny, Danuta Kucharska, Monika Mieszczakowska-Frąc...
fenotypowych i jakości owoców, przy wykorzy-staniu odmian pochodzących z różnych regionów geograficznych świata (zróżnicowanych genetycz-nie).
Literatura
Żurawicz, E. (2016). Cross-pollination increases the number
of drupelets in the fruits of red raspberry (Rubus
idae-us L.). Acta Hortic. 1133: 145-151; DOI 10.17660/Acta
Hortic. 2016.1133.22.
Żurawicz, E., Studnicki, M., Kubik, J., Pruski, K. (2018). A careful choice of compatible pollinizers significantly improves the size of fruits in red raspberry (Rubus idaeus L.). Sci. Hortic. 235: 253 — 257.
Komunikat
Short communication
BIULETYN INSTYTUTU HODOWLI I AKLIMATYZACJI ROŚLIN Nr 291 (1) / 2020: 223–224 E-ISSN: 2657–8913
Danuta Kucharska, Danuta Wójcik, Aleksandra Trzewik, Teresa Orlikowska, Angelika Niewiadomska-Wnuk