Cherry breeding work at Fruit Research Institute, Čačak: past, present and future

Abstract

Cherry breeding work at Fruit Research Institute, Čačak has had a long tradition since its initiation in 1960, using planned hybridization within Prunus avium L. and Prunus cerasus L. as the main method. Two sweet cherry (‘Asenova Rana’ and ‘Čarna’) and two sour cherry cultivars (‘Šumadinka’ and ‘Čaanski Rubin’) have been released in the previous period, and three new sour cherry cultivars (‘Sofija’, ‘Nevena’ and ‘Iskra’) have been named and released in 2015. Current sour cherry breeding started in 2011, and is based on the use of domestic genotypes, well adapted to the environmental conditions of the area, and introduced genotypes – known sources of resistance, with a high cropping potential and good fruit quality. Special attention has been paid to sour cherry germplasm from the West Serbia region, whose variability is an abundant source of diversity – for clonal selection and using the autochthonous genotypes in commercial growing, or as parents in planned hybridization. Nowadays, one sweet cherry (‘V/60’) and two sour cherry (‘GV-6’ and ‘GV-10’) genotypes are under procedure of recognition at Ministry of Agriculture, Forestry and Water Management of the Republic of Serbia. The investigations are also focused on different aspects of cherry floral biology – flowering phenology, pollen quality, monitoring the pollen tubes growth in the pistil, and cytoembryology. Reproductive behaviour as pollen donors/recipients were considered from the context of genotypic specificities, and their expressions in relation to flowering temperature, especially warmer. Decades-long research work on self- and cross-(in)compatibility in cherries was started by monitoring fruit set percentage under field conditions, and later developed by observing pollen tubes growth in the pistil using fluorescence microscopy, to find solutions for the adequate choice of cultivars combinations that provide the best performance in terms of fruit set and yields. In addition, S-genotyping of autochthonous, domestic and foreign sweet cherry cultivars has also been begun by using consensus and specific primers for identification of S-RNase alleles.

Oplemenjivanje trešnje i višnje u Institutu za voćarstvo, Čačak ima višedecenijsku tradiciju (od 1960. godine), pri čemu je kao osnovna metoda korišćena planska hibridizacija u okviru trešnje (Prunus avium L.) i obične višnje (Prunus cerasus L.). U ranijem periodu su priznate dve sorte trešnje (Asenova rana i Čarna) i dve sorte višnje (Šumadinka i Čačanski rubin). Tri nove sorte višnje (Sofija, Nevena i Iskra) su priznate 2015. godine. Novi oplemenjivački program višnje je započeo 2011. godine, i baziran je na korišćenju domaćih genotipova dobro prilagođenih agroekološkim uslovima Republike Srbije i introdukovanih genotipova – poznatih izvora otpornosti, izraženog potencijala rodnosti i kvaliteta ploda. Posebna pažnja je posvećena selekciji autohtonih genotipova višnje krupnog ploda na području zapadne Srbije; varijabilnost ovih genotipova je bogat izvor diverziteta – za komercijalno gajenje, ili u roditeljskim kombinacijama za stvaranje novih sorti u okviru planske hibridizacije. Jedan genotip trešnje (V/60) i dva genotipa višnje (GV-6 i GV-10) su u postupku priznavanja kod Komisije za priznavanje sorti i podloga koštičavih vrsta voćaka pri Ministarstvu poljoprivrede, šumarstva i vodoprivrede Republike Srbije. Istraživanja su takođe usmerena na različite aspekte biologije cvetanja trešnje i višnje - karakteristike fenofaze cvetanja, kvalitet polena, monitoring rasta polenovih cevčica u stubiću, kao i citoembriologiju. Reproduktivno ponašanje kao donora/recipijenta polena razmatrano je u kontekstu genotipskihspecifičnosti, i njihove ekspresije u odnosu na temperature tokom fenofaze cvetanja, a naročito u odnosu na više temperature. Istraživački rad na ispitivanju samo- i unakrsne (in)kompatibilnosti kod trešnje i višnje započelo je ispitivanjima inicijalnog i finalnog zametanja plodova pri kontrolisanom oprašivanju u poljskim uslovima, a kasnije nastavljeno praćenjem rasta polenovih cevčica u stubiću i plodniku korišćenjem fluorescentne mikroskopije, u cilju iznalaženja najboljih rešenja za izbor adekvatnih sortnih kompozicija koje daju najbolje rezultate u pogledu zametanja plodova i prinosa. Tokom poslednje decenije, uvedena su molekularna istraživanja u proučavanju samo-inkompatibilnog lokusa S kod trešnje, koja su dovela do suštinskog pomaka u sagledavanju i rešavanju problema sortne kompozicije oprašivača u proizvodnim i eksperimentalnim zasadima ove izrazito samobesplodne vrste voćaka. Primena PCR-metode sa konsenzus prajmerima za prvi i drugi intron S-RNaze, kao i alel-specifinim prajmerima omogućila je S-genotipizaciju autohtonih, domaćih stvorenih oplemenjivačkim radom i introdukovanih sorti i hibrida trešnje.