Японская слива (Prunus salicina Lindl.) родом из Китая1. В 19веке эта культура была завезена из Японии в США, где ее скрещивали с другими североамериканскими диплоидными сливами2. В20-м веке некоторые из этих гибридов были распространены в умеренных регионах по всему миру. В настоящее время термин «японская слива» относится к широкому кругу межвидовых гибридов, полученных из скрещива между оригинальным P. salicina с 15 другими диплоидами Prunus spp.3,4,5.
Японская слива, как и другие виды семейства Rosaceae, демонстрирует гаметофитную самонесовместимость (GSI), которая контролируется одним и высокополиморфным S-локусом, содержащим несколько аллелей6. S-локус содержит два гена, которые кодируют рибонуклеазу(S-РНКазу),экспрессируемую в пестике, и белок F-бокса (SFB), экспрессируемый в пыльцевомзерне 7. В реакции самосовместимости, когда S-аллель, экспрессируемый в пыльцевом зерне (гаплоиде), такой же, как один из двух, экспрессируемых в пестике (диплоид), рост пыльцевой трубки по всему стилю остановлен из-за деградации РНК пыльцевой трубки действием S-РНКазы8. Поскольку этот процесс препятствует оплодотворению женского гаметофита в яйцеклетке, GSI способствует ауткроссингу между сортами.
Хотя некоторые японские сорта сливы являются самосовместимыми, большинство выращиваемых в настоящее время сортов являются самонесостоятельными и нуждаются в пыльце от совместимых доноров для удобрения своих цветов3. У косточковых видов рода Prunus, таких как миндаль9,абрикос10,11,12 и черешня13,требования к опылению сортов могут быть установлены различными подходами. Самосовместимость может быть определена путем самоопыления цветов в поле и последующего мониторинга плодового заготовления, или путем полу-in vivo самоопыления в контролируемых условиях в лабораторных условиях и наблюдения пыльцевых трубок под микроскопом14,15,16,17,18 . Отношения несовместимости между сортами могут быть определены путем перекрестного опыления в полевых условиях или лаборатории с использованием пыльцы потенциального сорта опылителя, а также путем идентификации S-аллелей каждого сорта методом ПЦР-анализа14,15,16,19,20,21,22 . У таких видов, как черешня или миндаль, самосовместимость также может быть оценена путем идентификации конкретных аллелей S, связанных с самосовместимостью, таких как S4' в черешне13 или Sf в миндале23.
Несколько программ по разведению сливы из основных стран-производителей выпускают ряд новых сортов2,14,многие из которых с неизвестными требованиями к опылению. В данной работе описана методология определения требований к опылению у гибридов японского сливового типа. Самосовместимость определяется самоопылениями как в полевых условиях, так и в лаборатории с последующими наблюдениями пыльцевых трубок под флуоресцентной микроскопией. Селекция сортов опылителей сочетает в себе идентификацию S-генотипов методом ПЦР-анализа с мониторингом времени цветения в полевых условиях.