Identification of the ploidy level of plants in grape breeding

Abstract

Полиплоидные формы обращают на себя внимание своими положительными свойствами, одним из которых является увеличение по сравнению с диплоидными сортами размеров хозяйственно ценных органов. Значительное количество работ по полиплоидии растений в последнее время обусловлено развитием аналитических методов, таких как современные способы приготовления цитогенетических препаратов, цифровая микроскопия, проточная цитометрия, ПЦР-анализ. В настоящее время для получения полиплоидных форм растений используют системы культуры ткани. Успех индукции полиплоидии зависит от различных факторов: состава питательной среды, антимитотического агента, типа эксплантов, времени воздействия и концентрации веществ. В программах создания полиплоидных форм растений проводят исследования с использованием прямого подсчета хромосом, проточной цитометрии, ПЦР-анализа, а также косвенных методов изучения морфологических особенностей объектов. Методы изучения структуры эпидермиса листа являются простыми, быстрыми, неразрушающими и не требующими дорогих реагентов или оборудования. В качестве морфологических индикаторов плоидности обычно используют параметры устьиц (частота устьиц, размеры замыкающих клеток и количество хлоропластов в устьицах). Предлагаются простые протоколы прямого и косвенного методов анализа плоидности винограда. Наиболее успешными работами в области изучения плоидности растений можно считать исследования комплексные. Косвенные методы анализа следует использовать для массового скрининга исходной выборки, прямые методы - для точного изучения генома отобранных растений. Изучение морфологических особенностей эпидермиса листьев может быть использовано в селекционных программах создания виноградных полиплоидов. Исследование дает рациональное обоснование дальнейшей работы по анализу цитогенетических и морфологических особенностей полиплоидных растений винограда. Polyploid forms attract attention for their positive properties, one of which is an increase in the size of economically valuable organs compared to diploid varieties. A significant number of works on plant polyploidy in recent years is due to the development of analytical methods, such as modern methods for the preparation of microslides, digital microscopy, flow cytometry, PCR- analysis. Tissue culture systems are currently used to obtain polyploid forms of plants. The success of polyploidy induction depends on various factors, such as composition of the nutrient medium, antimitotic agent, type of explants, time of exposure, and concentration of substances. In programs for creating polyploid forms of plants, the research is carried out using direct chromosome counting, flow cytometry, PCR-analysis, as well as indirect methods for studying morphological characteristics of objects. Methods for study the structure of leaf epidermis are simple, fast, non-destructive and not requiring expensive reagents or equipment. Stomatal parameters (stomatal density, guard cell size, and the number of chloroplasts in stoma) are commonly used as morphological indicators of ploidy. Simple protocols of direct and indirect methods of ploidy analysis for grapes are proposed. Complex research can be considered as the most successful in the field of plant ploidy studies. Indirect methods of analysis should be used for mass screening of the initial sample, direct methods - for precise study of the genome of selected plants. The study of morphological characteristics of leaf epidermis can be used in breeding programs for the creation of grape polyploids. The research provides a rational basis for further work on the analysis of cytogenetic and morphological features of polyploid grape plants.