Генетические ресурсы цитрусовых культур в России, Украине и Беларуси: хранение и использование

Коллекции ex situ генетических ресурсов цитрусовых культур составляют основу будущих селекционных программ, направленных на получение новых высокопродуктивных сортов. В основных цитрусопроизводящих странах в последние десятилетия происходит резкое снижение продуктивности многолетних цитрусовых насаждений. Риск сокращения генетических ресурсов сильно возрос из-за свирепствующих там заболеваний и распространения их на соседние насаждения. Поэтому сохранение биоразнообразия цитрусовых культур в нетипичных регионах их произрастания приобретает все большую актуальность. Цель данной работы – сравнить генетическое разнообразие цитрусовых культур в базовых коллекциях трех государств (России, Украины и Беларуси), выявить направления и перспективы использования имеющихся геноресурсов, а также основные проблемы их сохранения. Проведенный сравнительный анализ позволит наметить стратегию дальнейших исследований по цитрусовым культурам в нетипичных регионах выращивания. Коллекция цитрусовых на базе Всероссийского научно-исследовательского института цветоводства и субтропических культур насчитывает 132 генотипа, коллекция Центрального ботанического сада Национальной академии наук Беларуси – 100 генотипов, коллекция Национального ботанического сада им. Н.Н. Гришко Национальной академии наук Украины – около 60 генотипов. В статье приведен перечень видового и сортового разнообразия в коллекциях. Основные проблемы успешного сохранения и использования геноресурсов цитрусовых – недостаточное применение современных инструментов характеристики гермоплазмы, отсутствие единой web-базы данных геноресурсов и единого мнения по поводу видовой принадлежности некоторых таксонов. Кроме того, остро стоит необходимость фитосанитарного контроля в коллекциях и разработки современных тест-систем для быстрой диагностики заболеваний. Важной задачей является пополнение разнообразия, в первую очередь видового, путем обмена материалом с другими зарубежными коллекциями. Все это открывает горизонты для дальнейшей исследовательской работы по созданию депонированных коллекций геноресурсов цитрусовых.

Citrus, Poncirus, Fortunella, генетические ресурсы, биоразнообразие, генобанк, гермоплазма

1. Abil'fazova Yu.S., Kulyan R.V. Brief biochemical characterization of mandarin hybrids. Subtropicheskoye i dekorativnoye sadovodstvo = Subtropical and Ornamental Horticulture. 2015;54:62-67. (in Russian)

2. Belasque J.Jr., Bassanezi R.B., Yamamoto P.T., Ayres A.J., Tachibana A., Violante A.R., Tank A.Jr., Giorgi F.Di., Tersi F.E.A., Menezes G.M., Dragone J., Jank R.H.Jr., Bové J.M. Lessons from huanglongbing management in São Paulo State. Brazil. J. Plant Pathol. 2010;92(2):285-302.

3. Cherevchenko T.M., Prihod'ko S.N., Mayko T.K. Tropicheskie i subtropicheskie rasteniya zakrytogo grunta: spravochnik [Tropical and subtropical plants in greenhouse conditions]. Kiev, Naukova dumka, 1988;176-232. (in Russian)

4. Citrus Genetics, Breeding and Biotechnology. Ed. I.A. Khan. Wallingford: CAB International, 2007;370.

5. Dibley S. Plant health Australia. Exercise yellow dragon: exercise report. Plant Health Australia. Canberra. ACT. 2015;1-16.

6. Getko N.V., Alekhna A.A., Suboch V.P., Pochitskaya I.M., Titok V.V. The composition of volatiles in hybrids and cultivars of Citrus limon (L.) Burm.f. grown in a greenhouse. Vestnik Natsional’noi akademii nauk Belarusi. Minsk: Belarusskaya Nauka. 2014;2:5-10. (in Russian)

7. Gorshkov V.M. Historical aspects and specific features of Citrus production in subtropical Russia in 1903–2003. Subtropicheskoye i dekorativnoye sadovodstvo = Subtropical and Ornamental Horticulture. 2004;39(2):388-403. (in Russian)

8. Gorshkov V.M., Fogel' V.A., Kulyan R.V. Katalog tsitrusovykh kul'tur [Citrus crop catalog]. Ed. by A.V. Ryndin. Sochi, 2013;91. (in Russian)

9. Gorshkov V.M., Kapustin V.P., Kucherov O.F. Primenenie polimernykh karkasov dlya zashchity tsitrusovykh ot moroza [Application of polymer scaffolds for protecting citrus orchards from winter frost]. Moscow: Agropromizdat. 1988;14. (in Russian)

10. Grigortsevich L.N., Surma M.A., Alekhna A.I., Telesh A.D. Agrotechnical measures of citrus propagation in greenhouse conditions. Trudy BGTU. Lesnoe Hozyaistvo = Proceedings of the Belarusian State Technological University: Forestry. 2015;1:223-226. (in Russian)

11. Hao G., Stover E., Gupta G. Overexpression of a modified plant thionin enhances disease resistance to citrus canker and huanglongbing (HLB). Frontiers Plant Sci. 2016;7:1078. DOI 10.3389/fpls.2016. 01078.

12. Ignatova Ye.A., Karpun N.N. Coccid species on citrus crops in subtropics of Krasnodar region. Subtropicheskoye i dekorativnoye sadovodstvo = Subtropical and Ornamental Horticulture. 2013;48:209-220. (in Russian)

13. Kikavskiy I.V. Citrus plants in the National Botanical Garden of Ukraine. Subtropicheskoye i dekorativnoye sadovodstvo = Subtropical and Ornamental Horticulture. 2012;47:68-73. (in Russian)

14. Kikavskiy I.V. Citrus L. plants in the National Botanical Garden of Ukraine. Rol' botanicheskikh sadov v sokhranenii raznoobraziya rasteniy: Mater. Mezhdunar. nauch.-prakt. konf., posvyashch. 100-letiyu Batumskogo botanicheskogo sada, 8–10 maya. Batumi [The role of botanical gardens in plant biodiversity conservation. Proceedings of the International Scientific Conference in behalf of the centenary of the Batumi botanical garden. 8–10 May]. Batumi, 2013;156-158. (in Russian)

15. Kikavskiy I.V. Seasonal growth habits of Citrus L. varieties. Suchasni tendencii' zberezhennja, vidnovlennja ta zbagachennja fitoriznomanittja botanichnyh sadiv i dendroparkiv: material mizhnar. nauk. konf. prysvjach. 70-richchju dendrologichnogo parku "Oleksandrija", jak naukovoi' ustanovy NAN Ukrai'ny, 23–25 travnja [Proceedings of the International conference in behalf of the 70th anniversary of the dendrological garden "Oleksandrija", Ukraine, May 23–25, 2016];178-180. (in Ukrainian)

16. Kolomiets T.M., Malyarovskaya V.I., Gvasaliya M.V., Samarina L.S., Sokolov R.N. Micropropagation in vitro of subtropical, ornamental and endemic species of Western Caucasus: original and optimized protocols. Sel'skokhozyaystvennaya biologiya = Agricultural Biology. 2014;3:49-58. (in Russian)

17. Kolomiyets T.M., Samarina L.S. Protocol of long-term in vitro storage of commercial citrus species. Subtropicheskoye i dekorativnoye sadovodstvo = Subtropical and Ornamental Horticulture. 2016;56:169- 184. (in Russian)

18. Kolomiyets T.M., Samarina L.S., Gubaz S.L. Propagation and conservation of Citrus limon by in vitro micrografting. Problemy razvitiya APK regiona = Regional Problems of AIC Development. 2015;4 (24):28-31. (in Russian)

19. Kulyan R.V. Crossing ability of citrus species for interspecific and interspecific hybridization. Sel'skokhozyaystvennaya biologiya = Agricultural Biology. 2014;1:36-41. (in Russian)

20. Kulyan R.V. The role of mutational variability in Citrus reticulata Blanco var. Unshiu Tan. Subtropicheskoye i dekorativnoye sadovodstvo = Subtropical and Ornamental Horticulture. 2015a;53:85- 90. (in Russian)

21. Kulyan R.V. Germplasm collection of citrus – a basis and source of useful agronomic traits. Vestnik Michurinskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta = Proceedings of the Michurinsk State Agrarian University. 2015b;4:52-56. (in Russian)

22. Liu X., Tang L., Wu H., Xi W., Yu J., Zhou Z. Development of DArT markers and evaluation of phylogenetic relationship of key Citrus species. Gen. Resour. Crop. Evol. 2016;63:1307.

23. Payne J. Connecting with Cuba Citrus Industry. 2015;4-5.

24. Pritula Z.V., Abil'fazova Yu.S. Guidelines on foliar micronutrient application to mature plants of Miagava-Vase dwarf mandarin varieties. Subtropicheskoye i dekorativnoye sadovodstvo = Subtropical and Ornamental Horticulture. 2013;48:280-288. (in Russian)

25. Roose M.L., Gmitter F.G.Jr., Lee R., Hummer K., Machado M., Ashmore S., Deng X., Ancillo G., Vives M.C., Volk G.M., Kahn T.L., Luro F. Development of a global conservation strategy for citrus genetic resources. Acta Horticulturae. 2015;1065:75-84.

26. Ryndin A.V. Achievements of the Russian Research Institute of Floriculture and Subtropical Crops in 2015. Plodovodstvo i yagodovodstvo Rossii = Pomiculture and Small Fruit Culture in Russia. 2016;44:57-68. (in Russian)

27. Ryndin A.V., Belous O.G., Malyarovskaya V.I., Pritula Z.V., Abil'fazova Ju.S., Kozhevnikova A.M. Physiological and biochemical methods for studying adaptation mechanisms in subtropical fruit crops and ornamental species in Russian subtropical regions. Sel'skokhozyaystvennaya biologiya = Agricultural Biology. 2014;3:40-48. (in Russian)

28. Ryndin A.V., Gorshkov V.M., Kulyan R.V., Karpun N.N., Ignatova Ye.A., Sabekiya D.A. Lyubitel’skoe tsitrusovodstvo [Amateur Citrus Growing], Sochi, 2016. (in Russian)

29. Ryndin A.V., Kulyan R.V. Genetic potential of modern citrus assortment on the Black Sea coast of Russia. Vestnik Rossiyskoy akademii sel’skokhoyaystvennykh nauk = Proceedings of the Russian Academy of Agricultural Sciences. 2013a;6:41-45. (in Russian)

30. Ryndin A.V., Kulyan R.V. The potential to increase frost hardiness of citrus in humid subtropical regions of Russia. Plodovodstvo i yagodovodstvo Rossii = Pomiculture and Small Fruit Culture in Russia. 2013b;37(2):204-207. (in Russian)

31. Sanabam R., Somkuwar B.G., Thingnam G., Moirangthem S., Jyoti P.H., Huidrom S. CIBMAN: Database exploring citrus biodiversity of manipur. Bioinformation. 2012;8(17):838-840.

32. Vil'chinskiy M.M., Bedrikivs'ka N.P. Kollektsiya tsitrusovykh rasteniy botanicheskogo sada AN URSR i biokhimicheskaya kharakteristika plodov limona [Citrus collection of the Botanical garden of the Academy of Sciences of the Ukrainian Soviet Socialist Republic and biochemical characterization of lemon fruits]. Aklіmatizatsіya Roslin [Plant Acclimatization. Proceedings of the Botanical Garden]. 1960;7:137-142 (in Ukrainian)

33. Volk G.M. Widespread applications of citrus cryopreservation. Citrograph. 2015;6(2):42-44.

34. Volk G.M., Bonnart R.M., Shepherd A.N., Yin Z., Lee R.F., Polek M., Krueger R. Citrus cryopreservation: viability of diverse taxa and histological observations. Plant Cell Tiss. Organ. Cult. 2016a. DOI 10.1007/s11240-016-1112-4.

35. Volk G.M., Lee R.F., Krueger R. The value of citrus genebanking. Citrograph. 2016b;7(4):42-44.

36. Vorontsov V.V., Lavriychuk I.I., Zagaynyy S.A., Gorshkov V.M., Lozhenitsyn I.P., Goletiani T.G., Ksenofontova D.V. Methodic Guidelines for dwarf mandarin growing technology in subtropics of Krasnodar kray. Sochi, 1979. (in Russian)

37. Yunsheng W., Zhou L., Yu X., Stover E., Luo F., Duan Y. Transcriptome profiling of huanglongbing (HLB) tolerant and susceptible citrus plants reveals the role of basal resistance in HLB tolerance. Front. Plant Sci. 2016;7:933. DOI 10.3389/fpls.2016.00933.