doi: 10.15389/agrobiology.2018.3.547rus
УДК 33.812:631.527.5:581.192:577.13:665.53
Работа выполнялась при поддержке гранта РНФ (№ 14-5000079).
МЕЖВИДОВАЯ ГИБРИДИЗАЦИЯ В СЕЛЕКЦИИ (Lavandula × intermedia
Emeric ex Loisel.) НА КАЧЕСТВО ЭФИРНОГО МАСЛА
В.Д. РАБОТЯГОВ, А.Е. ПАЛИЙ, Ю.С. ХОХЛОВ
Лавандины (Lavandula × intermedia Emeric ex Loisel.) — стерильные межвидовые гибриды Lavandula angustifolia Mill. × L. latifolia Medic. представляют большой интерес для эфиромасличной промышленности. Они превосходят используемые сорта лаванды по урожайности растительного сырья и выходу эфирного масла в 1,5-2,0 раза, а по сбору эфирного масла с единицы площади — в 4 раза. Мировое производство лавандинового масла составляет 1200 тыс. т, тогда как лавандового — 200 тыс. т. Однако у лавандина по сравнению с лавандой качество эфирного масла ниже вследствие присутствия значительных количеств камфары, 1,8-цинеола и борнеола, кроме того, дальнейшее вовлечение лавандина в селекцию невозможна из-за стерильности растений. Основная задача в селекции лавандина — улучшение качества за счет снижения содержания нежелательных компонентов в сырье до минимума. С целью создания лавандина с высоким качеством эфирного масла мы впервые экспериментально синтезировали тетраплоидные формы L. angustifolia и L. latifolia и выполнили скрещивания между ними. В результате была преодолена стерильность F1 и выделены фертильные амфидиплоиды для дальнейшего использования при получении новых высокопродуктивных гибридов. Скрещивание Амфидиплоида № 48 с сортами лаванды (Белянка, Рекорд, Прима) позволило выделить комбинации и создать на их основе лавандины с минимальным количеством камфары, борнеола и 1,8-цинеола. Как оказалось, гибриды по этим признакам часто занимают промежуточное положение относительно родительских форм, поэтому при подборе родительских пар следует использовать исходные формы с высоким содержанием линалилацетата, линалоола и низким — нежелательных компонентов. В комбинации Амфидиплоид № 48 × Белянка получили лавандины с высоким (до 68,8 %) содержанием линалоола. Часть гибридов имела содержание борнеола (до 0,5 %), камфары (1,9 %) и 1,8-цинеола (до 1,8 %), приближающееся к таковому у родительских форм. При скрещивании Амфидиплоид № 48 × сорт Прима выделились гибриды с высоким содержанием линалоола (до 57,9 %) и линалилацетата (до 32,8 %) и низким — камфары (до 0,2 %), борнеола (до 1,6 %) и 1,8-цинеола (до 0,9 %). Результаты исследований показывают, что в случае с борнеолом имеется возможность получить лавандины с содержанием ниже, чем у исходных форм. Депрессия по накоплению 1,8-цинеола и камфары не выходит за пределы промежуточного типа наследования. Можно предположить, что предельно низким содержанием 1,8-цинеола и камфары служит его величина у отбираемых для селекции хемотипов лаванды узколистной. Гибридные растения (L. × intermedia) могут лишь приближаться к L. angustifolia по этим признакам. Приведенные данные свидетельствуют, что лучшие лавандины по составу эфирного масла получены при скрещивании наиболее близкородственных с биологической точки зрения хемотипов с доминантными аллелями генов линалоола и линалилацетата и рецессивными — камфары и 1,8-цинеола у L. angustifolia, что возможно при создании лавандинов с двумя геномами L. angustifolia и одним L. latifolia.
Ключевые слова: аллотриплоид, Lavandula × intermedia Emeric ex Loisel., лавандин, гибрид, эфирное масло, компонентный состав.
V.D. Rabotyagov, A.E. Palii, Yu.S. Khokhlov
Lavandin cultivars (Lavandula × intermedia Emeric ex Loisel.) are sterile interspecies hybrids Lavandula angustifolia Mill. × L. latifolia Medic. They are of great interest for the essential oil industry. Lavandin cultivars express 1.5-2-fold higher yields of raw biomass and essential oil production, as well as 4-fold higher essential oil yield per area unit as compared to the used lavender cultivars. World production of lavandin essential oil is 1200 thousand tons, and lavender oil production is only 200 thousand tons. However, the quality of lavandin essential oil is lower compared to lavender one because of camphor, 1,8-cineole and borneol significant amounts. Besides, it is impossible to use lavandin cultivars in further breeding works, as they are sterile. The main trend in lavandin breeding is to improve the essential oil quality by reducing unwanted components to a minimum. In order to create lavandin hybrids characterized by high essential oil quality we had first synthesized tetraploid forms of L. angustifolia and L. latifolia and then crossed these forms with each other. As the result, their sterility was overcome and amphidiploid hybrids were obtained. Those hybrids were further used to create new highly effective cultivars. Crossing between amphidiploid hybrid № 48 and lavender cultivars (Belyanka, Record, Prima) let us to select cross combinations and create lavandin cultivars with minimum amount of camphor, borneol and 1,8-cineol. It was revealed that obtained plants often demonstrated intermediate when compared to their parental forms. Thus, initial forms with high content of linalool and linalyl acetate and lower content of unwanted compounds should be used in breeding works. In cross combinations Amphidiploid 48 × Belyanka, Lavandin hybrids with high content of linalool (up to 68.8 %) were derived. Some hybrids had the content of borneol (up to 0.5 %), camphor (1.9 %) and 1,8-cineole (1.8 %) similar to that of parental forms. In cross combination Amphidiploid 48 × Prima hybrids were obtained with high content of linalool (up to 57.9 %) and linalyl acetate (up to 32.8 %) and low content of camphor (0.2 %), borneol (1.6 %) and 1,8-cineole (up to 0.9 %). The results of our investigations demonstrated that it is possible to create Lavandin hybrids with borneol amount lower than in the original forms. Camphor and 1,8-cineole content depression was not beyond the intermediate type of inheritance. We suppose that the extremely low content of 1,8-cineole and camphor in the lavender chemotypes selected for breeding corresponds to their lower biological limit of these metabolites. Hybrid plants (L. × intermedia) can only approximate these characteristicsof L. angustifolia. Lavandin hybrids with the best essential oil composition have been obtained by crossings between the most closely related, from a biological point of view, chemotypes with dominant alleles of linalool and linalyl acetate and recessive alleles of camphor and 1,8-cineole in L. angustifolia, which is possible under creating Lavandin hybrids with two genomes of L. angustifolia and one genome of L. latifolia.
Keywords: allotriploid, Lavandin, Lavandula × intermedia Emeric ex Loisel., hybrid, essential oil composition.
ФГБУН Ордена Трудового Красного Знамени |
Поступила в редакцию |
