Uticaj interakcije kriotretmana i genotipa na rast polenovih cevčica trešnje (Prunus avium L.) in vitro i in vivo

Abstract

Krioprezervacija polena omogućava ukrštanja između genotipova koji se razlikuju po vremenu cvetanja, odnosno gajenih na udaljenim lokacijama, što je od velikog značaja za korišćenje germplazme u oplemenjivačke svrhe, kao i očuvanje genetičkih resursa voćaka. Osnovni cilj istraživanja je bio utvrđivanje uticaja kriotretmana (temperatura tečnog azota) na reproduktivnu sposobnost polena monitoringom rasta polenovih cevčica in vivo u tučkovima trešnje (Prunus avium L.). Uticaj kriotretmana je razmatran u kontekstu njegove interakcije sa genotipom oprašivača, i mogućnosti koje pruža analiza in vivo parametara rasta polenovih cevčica pri proceni reproduktivne sposobnosti polena nakon krioprezervacije. Tučkovi sorte trešnje ‘Reginaʼ oprašeni su kriotretiranim i netretiranim polenom sorti ‘Kordiaʼ i ‘Summitʼ. Metodom fluorescentne mikroskopije određeni su kvantitativni parametri rasta in vivo (brojnost polenovih cevčica u pojedinim regionima tučka, dinamika rasta polenovih cevčica, procenat oplođenja), a dobijeni podaci su analizirani zajedno sa podacima utvrđenim za in vitro parametre rasta, kao i zametanje plodova. Rezultati istraživanja upućuju na sledeće zaključke: i) reproduktivna sposobnost polena se može uspešno testirati analizom in vivo parametara rasta polenovih cevčica, koju treba kombinovati sa in vitro testom; ii) pri proceni kvaliteta kriotretiranog polena treba koristiti semi- ili potpuno kompatibilne majčinske sorte, čiji sporofiti podržavaju rast muškog gametofita; iii) ključni parametri in vivo testa za procenu reproduktivne sposobnosti kriotretiranog polena su broj polenovih cevčica u gornjoj trećini stubića i plodniku, kao i procenat oplođenja (procenat tučkova sa prodorom najduže polenove cevčice u nucelus semenog zametka desetog dana od dana oprašivanja). Reproduktivna sposobnost polena trešnje nakon krioprezervacije je očuvana u značajnoj meri, i može se proceniti primenom in vivo testa sa značajnom verodostojnošću, u roku od najviše dve nedelje nakon odmrzavanja i rehidracije.

Cryopreservation of fruit species pollen allows cross-breeding between genotypes that differ in flowering time, or between the plants grown in distant places, affecting the use of germplasm for breeding purposes and conservation of fruit genetic resources. The primary objective of our research was to determine effect of cryotreatment on pollen reproductive ability in vivo by monitoring pollen tubes growth in the sweet cherry (Prunus avium L.) pistils. The influence of cryotreatment was considered from the context of its interaction to polleniser genotype, and possibility for usage of pollen performance in vivo parameters for assessment of pollen fertilization ability after cryopreservation. Pistils of sweet cherry cultivar ‘Regina’ were pollinated with both cryotreated and non-cryotreated pollen of ‘Kordia’ and ‘Summit’. Quantitative parameters of pollen tube growth in vivo (pollen tube number in the certain pistil parts, pollen tube dynamics, fertilization percentage) were determined using fluorescence microscopy method, and obtained data were analyzed together with those obtained for in vitro pollen performance and fruit set. The research have indicated that: i) reproductive ability of cryotreated sweet cherry pollen is verifiable analyzing in vivo parameters, which should be combined with in vitro test; ii) semi- or fully-compatible female recipients, whose sporophytes are supportive for male gametophytes should be used for the assessment; iii) the key parameters for in vivo testing are pollen tube number in the upper part of the style and in the ovary, as well as fertilization percentage, i.e. the percentage of pistils with penetration of the longest pollen tube in the nucellus of the ovary on the 10th day after pollination. The assessment of pollen reproductive ability after cryopreservation using in vivo testing can give the answers about pollen quality with valuable credibility, in maximum two weeks after thawing and rehydration.