Features of the female gametophyte formation in a columnar apple variety for breeding at the polyploid level

Authors

  • N.G. Lavrusevich Russian Research Institute of Fruit Crop Breeding
  • А.G. Borodkina Russian Research Institute of Fruit Crop Breeding

DOI:

https://doi.org/10.7868/S3034519726010058

Keywords:

columnar apple tree, germ sac, egg cell, ovule, heterochromosomal crosses, triploid

Abstract

The article discusses the features of the development of the female gametophyte in the columnar apple cultivar ‘Vostorg’ as the initial maternal form for breeding at the polyploidy level. The inclusion of columnar apple cultivars in heteroploid crosses is promising, as it will allow to obtain cultivars combining the positive qualities of triploids (annual fruiting, high fruit quality) and the advantage of columnar shapes (compact tree habit and earlier onset of fruiting). The quality of the gametes and, as a result, the positive hybridization and the ploidy of the offspring depend on the features of the embryonic structures. In the columnar winter apple cultivar ‘Vostorg’, the anatropic crassinucellate double-integumentary ovules are formed in spring, in which the germinal sacs develop. In the buds with petals extended by half, there are undifferentiated germ sacs with three cells of the egg apparatus at the micropillary end and three antipodes at the chalazal end of the germ sac; two polar nuclei are in the center of the germ sac. There is asynchrony in the formation of the female gametophyte, a multicellular archesporial complex (5-20 cells), and additional tetrads next to the developing germ sac. Several cases of formation of germinal sacs located side by side parallel to each other have been noted. Anomalies in the structure of the germ sac have been revealed: differentiation of all cells of the egg apparatus according to the type of synergides, the presence of two egg cells and one synergide. After flowering (4-5 days), two- and three-celled embryos were present in the germ sac. The average yield of triploid hybrid seedlings with the participation of the columnar apple ‘Vostorg’ was 67.9%. This cultivar is recommended as a maternal parent for heterochromosomal crosses.

Author Biographies

  • N.G. Lavrusevich, Russian Research Institute of Fruit Crop Breeding

    PhD in Agricultural Sciences, Senior Researcher

  • А.G. Borodkina, Russian Research Institute of Fruit Crop Breeding

    Junior Researcher

References

1. Горбачева Н.Г., Седышева Г.А. Характеристика микроспорогенеза у колонновидного сорта яблони Приокское // Современное садоводство. 2014. № 3 (11). С. 25-30.

2. Горбачева Н.Г., Седышева Г.А. Формирование женского гаметофита у колонновидного сорта яблони Поэзия // Аграрный научный журнал. 2016. № 8. С. 12-14.

3. Качалкин М.В. Яблоня 21 века. Колонны, которые плодоносят. М., 2013. 64 с.

4. Кичина В.В. Колонновидные яблони: все о яблонях колонновидного типа. М., 2002. 160 с.

5. Корнеева С.А., Седов Е.Н., Янчук Т.В. и др. Конструирование новых геномов колонновидной яблони во Всероссийском НИИ селекции плодовых культур // Аграрная наука. 2024. № 10. С. 154-158. https://doi.org/10.32634/0869-8155-2024-387-10-154-158

6. Савельева Н.Н., Земисов А.С. Успехи селекции яблони колонновидной в ФГБНУ ФНЦ им. И.В. Мичурина. Селекция и сорторазведение садовых культур. 2020. №7(1-2). С. 134-137. https://doi.org/10.24411/2500-0454-2020-11235

7. Седов Е.Н., Корнеева С.А., Серова З.М. Колонновидная яблоня в интенсивном саду. Орел: Всероссийский научно-исследовательский институт селекции плодовых культур, 2013. 64 с.

8. Седов Е.Н., Корнеева С.А., Янчук Т.В. Роль отечественной селекции в совершенствовании сортимента яблони в России // Вестник российской сельскохозяйственной науки. 2021. № 4. С. 17-19. https://doi.org/10.30850/vrsn/2021/4/17-19

9. Седов Е.Н., Янчук Т.В., Корнеева С.А. Новые диплоидные, триплоидные, иммунные к парше и колонновидные сорта яблони в совершенствовании сортимента // Вестник российской сельскохозяйственной науки. 2022. № 1. С. 25-31. https://doi.org/10.30850/vrsn/2022/1/25-31

10. Седов Е.Н., Янчук Т.В., Корнеева С.А., Макаркина М.А. Создание российских адаптивных сортов яблони (Malus x domestica Borkh.) ВНИИСПК – смена задач и развитие методов селекции (обзор) // Сельскохозяйственная биология. 2022. Т. 57, № 5. С. 897-910. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2022.5.897rus

11. Седышева Г.А. К методике окраски соматических хромосом у плодовых растений // Сорта и технология для современного сада: сб. ст. Тула: Приок. кн. изд-во, 1990. С. 24-27.

12. Седышева Г.А., Горбачева Н.Г., Мельник С.А. Особенности строения женской генеративной сферы у колонновидного сорта яблони Приокское // Плодоводство и ягодоводство России. 2015. Т. 41. С. 319-324.

13. LI Lin-Guang, Wang Ying, Wang Yu-Xia et al. Pollen Characteristic and Embryonic Development of Tensei Apple // Journal of Plant Genetic Resources. 2011. №12 (4). P. 662-666.

14. Vavra R., Blazek J., Vejl P., & Jonas M. Biennial bearing of apple genotypes with columnar tree growth habit. 2015. P. 187-192.

Published

2026-03-21

Issue

Section

РАСТЕНИЕВОДСТВО И СЕЛЕКЦИЯ

How to Cite

Lavrusevich, N. ., & Borodkina А. . (2026). Features of the female gametophyte formation in a columnar apple variety for breeding at the polyploid level. Vestnik of the Russian Agricultural Science, 1, 30-33. https://doi.org/10.7868/S3034519726010058