Obels Vainiko Architektūros Genetinė Kontrolė Ir Paveldėjimas

LIETUVOS AGRARINIŲ IR MIŠKŲ MOKSLŲ CENTRO FILIALAS SODININKYSTĖS IR DARŢININKYSTĖS INSTITUTAS

Vidmantas BENDOKAS

OBELS VAINIKO ARCHITEKTŪROS GENETINĖ KONTROLĖ IR PAVELDĖJIMAS

DAKTARO DISERTACIJA

Biomedicinos mokslai, agronomija (06 B), Augalininkystė, sodininkystė, augalų apsauga ir fitopatologija B390

Akademija, 2011 Disertacija rengta 2006–2010 metais Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro filialo Sodininkystės ir darţininkystės institute.

Mokslinis vadovas: Prof. habil. dr. Vidmantas Stanys (Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro filialas Sodininkystės ir darţininkystės institutas, biomedicinos mokslai, agronomija 06 B, augalininkystė, sodininkystė, augalų apsauga ir fitopatologija B390).

Konsultantai: Prof. habil. dr. Pavelas Duchovskis (Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro filialas Sodininkystės ir darţininkystės institutas, biomedicinos mokslai, agronomija 06 B, augalininkystė, sodininkystė, augalų apsauga ir fitopatologija B390). Doc. dr. Bronislovas Gelvonauskis (Augalų genų bankas, biomedicinos mokslai, agronomija 06 B, augalininkystė, sodininkystė, augalų apsauga ir fitopatologija B390). Dr. Danas Baniulis (Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro filialas Sodininkystės ir darţininkystės institutas, biomedicinos mokslai, medicina 07 B, mikrobiologija, bakteriologija, virusologija, mikologija B230).

2 TURINYS

SANTRUMPOS IR SUTARTINIAI ŢENKLAI...... 4 ĮVADAS ...... 5 1. LITERATŪROS APŢVALGA ...... 8 1.1. Paprastosios obels kilmė ir botaninė charakteristika ...... 8 1.2. Obels vainiko architektūra ...... 9 1.3. Sodininkystės sistema ir obels vainiko forma ...... 12 1.4. Koloninės vainiko formos obelys ...... 13 1.5. Fitohormonai ir jų poveikis augalo vystymuisi ...... 15 1.5.1. Auksinas ...... 15 1.5.2. Citokininai ...... 17 1.5.3. Giberelo rūgštys ...... 18 1.5.4. Abscizo rūgštis ...... 19 1.5.5. Kiti fitohormonai ...... 19 2. TYRIMŲ OBJEKTAS, SĄLYGOS IR METODAI ...... 22 2.1. Tyrimų objektas ...... 22 2.2. Bendrosios tyrimų sąlygos ...... 23 2.3. Bandymų schemos, laboratoriniai tyrimai ir morfologinių parametrų vertinimas . 23 2.3.1. Skirtingos vainiko formos obelų kryţminimas ...... 23 2.3.2. Morfologinių rodiklių vertinimas ...... 24 2.3.3. Fitohormonų nustatymas ...... 24 2.3.4. Koloninę obels vainiko formą lemiančio Co geno nustatymas ...... 25 2.3.5. Duomenų statistinė analizė...... 26 3. TYRIMŲ REZULTATAI IR JŲ APTARIMAS ...... 27 3.1. Skirtingos vainiko architektūros obelys ...... 27 3.1.1. Skirtingos vainiko formos obels fitomerų ir ūglių morfologiniai rodikliai ir jų koreliacija ...... 27 3.1.2. Skirtingos vainiko formos obels fitohormonų dinamika, sudėtis ir santykis ...... 31 3.2. Skirtingos vainiko formos obels hibridai ...... 37 3.2.1. Skirtingos vainiko formos obels hibridų fitomerų ir ūglių morfologiniai parametrai kryţminimo kombinacijose ...... 37 3.2.2. Fitohormonų kiekis ir santykis skirtingos vainiko formos obels hibridų šeimų lapuose ...... 42 3.2.3. Skirtingo vainiko ideotipo obels hibridų fitohormonai ir fitomerų bei ūglių morfologiniai rodikliai ...... 44 3.2.4. Obels fitomero morfologinius rodiklius lemiantys fitohormonai ...... 50 3.2.5. Obels hibridų klasterinė analizė ...... 53 3.2.6. Obels hibridų pasiskirstymas pagal jų morfologinius poţymius ...... 56 3.2.7. Skirtingos vainiko formos obels morfologinių poţymių kombinacinė galia ...... 58 3.2.8. Koloninę obels vainiko formą lemiančio Co geno nustatymas ...... 61 APIBENDRINIMAS ...... 63 IŠVADOS ...... 70 LITERATŪROS SĄRAŠAS ...... 71 PUBLIKACIJŲ DISERTACIJOS TEMA SĄRAŠAS ...... 85 KITŲ PUBLIKACIJŲ SĄRAŠAS ...... 86

3 SANTRUMPOS IR SUTARTINIAI ŢENKLAI

AR abscizo rūgštis

GR3 giberelo rūgštis IAR indolil-3-acto rūgštis Z zeatinas ESC efektyvioji skysčių chromatografija SKG specifinė kombinacinė galia BKG bendroji kombinacinė galia PGR polimerazės grandininė reakcija gi kombinacinės galios efektas 2 δ si specifinės kombinacinės galios variansa 2 δ gi bendrosios kombinacinės galios variansa

4 ĮVADAS

Naminė obelis (Malus x domestica Borkh.) yra vienas plačiausiai auginamų ir ekonomiškai svarbių vaismedţių. Obelų sodo produktyvumas ir ekonominis efektyvu- mas priklauso nuo daugelio stipriai tarpusavyje susijusių veiksnių. Augalų vainiko ar- chitektūra yra augalo biologinis poţymis, nuo kurio priklauso augalų derėjimo tipas, sąnaudų genėjimui poreikis. Todėl svarbu vystyti sodo įrengimo ir prieţiūros koncepci- jas, kurios labiausiai išnaudotų augalų biologines potencijas, maţintų darbo sąnaudas ir didintų ekonominę naudą. Sodas turi būti pasodintas taip, kad kiekvienas medelis gautų kuo daugiau šviesos (Jackson, 1980) reikalingos vaisiams nokinti ir nuspalvinti (Lakso ir kt., 1992; Wunsche, Lakso, 2000). Siekiant optimizuoti sodo prieţiūros sistemą būti- nos ţinios apie medţių augimo, šakojimosi, ţydėjimo ir kitus procesus, kurie priklauso nuo sodinuko vainiko architektūros ir lemia vaismedţių produktyvumą (Costes ir kt., 2006). Svarbus vaidmuo formuojant sodinuką skiriamas genėjimui. Jis turi būti atlie- kamas su maţiausiais vegetatyvinių organų nuostoliais (Forsey ir kt., 1992). Intensyvus medelio genėjimas suteikiant jam kitokią nei įprasta vainiko formą, ypatingai ankstyvose vystymosi stadijose, gali vėlinti derėjimo pradţią. Sodinuko formavimas minimaliai genint ir kreipiant dėmesį į natūralų vainiko architektūros ideotipą yra labai svarbus ir gali padidinti vaismedţio derlingumą (Lespinasse, 1980; Forsey ir kt., 1992; Lauri ir kt., 2008). Naujų veislių, kurios formuotų kompaktišką, maţai formavimo ir genėjimo reikalaujantį vainiką kūrimas labai svarbus selekcijoje. Medţių architektūros tyrimai vykdomi siekiant surasti pastovius morfologinius po- ţymius, kurie leistų charakterizuoti tam tikros augalų genties architektūros tipą. Kartu siekiama ištirti augalų augimo, šakojimosi bei derėjimo kintamumą konkrečioje rūšyje. Pir- masis skirstyti obelis pagal medţio augimo modelį – pagrindinių šakų augimo kryptį, nuo koloninio tipo iki svyrančio ir jų derėjimo pobūdį pasiūlė Bernhard (1961). Lespi- nasse pasiūlė į šį modelį įtraukti ir pagrindinių šakų padėtį kamieno atţvilgiu (Lespi- nasse, 1977), o vėliau obelis suskirstė į keturis architektūrinius ideotipus – koloninį, spur, standartinį ir svyrantį (Lespinasse, 1992). Obels vainiko architektūros tyrimai apima augimo reguliatorių taikymo, šakų vystymosi, genėjimo, aplinkos veiksnių poveikio augalų vainiko architektūrai tyrimus. Ge- netiniai ir fiziologiniai aspektai kol kas maţai ištirti. Šiuolaikinėje selekcijoje vis dides- nę svarbą įgyja biologinių ir molekulinių ţymenų, susietų su tam tikrais poţymiais, pa- ieška (Guarino ir kt., 2006; Kenis, Keulemans, 2007; Stanys ir kt., 2008; Lammerts van Bueren ir kt., 2010). Augaluose aptinkami hormonai kontroliuoja daugelį augalo augimo ir vystymosi fiziologinių procesų. Jie reguliuoja ląstelių dalinimąsi, augimą ir diferenciaciją, lemia augalo morfologinius poţymius (Opik, Rolfe, 2005). Parodyta, kad priklausomai nuo augalo vainiko architektūros, obels ūgliuose aptinkami skirtingi fitohormonų kiekiai (Watanabe ir kt., 2008). Informacijos apie hormonus, jų santykį sodo augaluose nepakanka. Be to neţinoma, kaip fitohormonai, veikia medţio ir jo fitomerų bei ūglių, apsprendţiančių medţio vainiko architektūrą, augimą.

Hipotezė: Obels vainiko architektūra paveldima ir ją galima prognozuoti juvenaliniame hibridų raidos tarpsnyje pirmaisiais jų gyvenimo metais, naudojant morfologinius ir molekulinius ţymenis.

5 Tyrimų tikslas: Ištirti obels vainiko architektūros paveldėjimą, nustatyti morfologinius ir molekulinius ţymenis, susietus su obels vainiko forma ir numatyti jų panaudojimą juvenaliniame raidos tarpsnyje prognozuojant obels hibridų vainiko formą.

Tyrimų uţdaviniai: 1. Atlikti įvairių obels formų sisteminius kryţminimus pagal topkroso schemą; 2. Įvertinti kryţminimuose naudotų obels veislių ir klonų bei sėjinukų morfologinius poţymius; 3. Nustatyti morfologinių poţymių paveldėjimo dėsningumus; 4. Ištirti fitohormonų dinamiką skirtingos vainiko architektūros formos obelų lapuose; 5. Obels sėjinukuose įvertinti koloninę obels vainiko formą lemiančio Co geno paplitimą.

Mokslinis naujumas Pirmą kartą nustatyti koloninės ir svyrančios vainiko formos obelų morfologiniai ir biocheminiai ţymenys juvenaliniame raidos tarpsnyje. Šių ţymenų naudojimas lei- dţia atrinkti norimos vainiko formos hibridus pirmais auginimo metais. Nustatyti obels morfologinių poţymių, tiesiogiai susietų su vainiko architektūra, paveldėjimo dėsnin- gumai. Lapalakščio kampą metūglio atţvilgiu didţiausiu mastu įtakoja adityviniai genai, paveldint tarpubamblio ilgį vienodai svarbūs genai tiek su adityviniais, tiek ir su neadityviniais efektais. Metūglio ilgiui ir tarpubamblių skaičiui ūglyje svarbesni genai su dominantiniais ir epistaziniais efektais. Ištirta, kad kryţminimuose naudotų koloninių veislių Co genas yra heterozigotinėje būsenoje. Pirmą kartą ištirta fitohormonų dinamika skirtingos vainiko formos obelų lapuose vegetacijos laikotarpiu. Nustatyta, kad didţiausias abscizo rūgšties kiekis per visą vege- taciją yra obelims ţydint, o giberelo rūgštis tuo metu neaptinkama. Uţuomazgų kritimo metu sumaţėja auksino ir padidėja giberelo rūgšties kiekis. Didţiausia auksino, zeatino ir giberelo rūgšties koncentracija obelų lapuose stebima vaisių nokimo metu. Atskleis- tas abscizo ir giberelo rūgščių antagonistinis ryšys bei sinergetinis ryšys tarp giberelo rūgšties ir zeatino kontroliuojant obelų tarpubamblio ilgį. Pirmą kartą nustatyti biocheminiai ţymenys, tinkami hibridų koloninei vainiko formai prognozuoti juvenaliniame raidos tarpsnyje: koloninės vainiko formos obelims būdingas didelis auksino kiekis ir aukštas auksino ir zeatino santykis.

Praktinė darbo reikšmė Nustatyti molekuliniai ir morfologiniai obelų hibridų būsimos vainiko formos ţymenys leidţia prognozuoti hibridų vainiko architektūrą ir atrinkti norimo fenotipo hibridus pirmais auginimo metais. Sukurtas skirtingos vainiko formos hibridų fondas. Nustatyti obels morfologinių poţymių, susietų su vainiko architektūros forma, paveldė- jimo dėsningumai leidţia kurti optimalias kryptingos obelų selekcijos programas, parenkant kryţminimo komponentus ir vykdant ankstyvą hibridų atranką.

Ginamieji disertacijos teiginiai Obels vainiko forma ir ją lemiantys ūglių ir fitomerų morfologiniai parametrai yra paveldimi. Tai leidţia pirmaisiais auginimo metais prognozuoti būsimą hibrido vainiko formą.

6 Augalo hormonų kiekiai bei jų santykiai yra biocheminiai obels vainiko formos ţymenys juvenaliniame raidos tarpsnyje.

Disertacinio darbo aprobavimas Pagrindiniai disertacijos teiginiai pristatyti ir aprobuoti mokslinėse konferencijose: tarptautinėje mokslinėje konferencijoje „Breeding of horticultural plants and investigation of cultivars. Present and future“ (Babtai, Kauno r., 2007); Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro Sodininkystės ir darţininkystės instituto (LAMMC-SDI) baigia- mųjų darbų ataskaitinėje konferencijoje (Babtai, Kauno r., 2010).

Publikacijos Disertacijos tematika paskelbtos 6 mokslinės publikacijos, iš kurių 1 ISI WOS leidiniuose, 4 straipsniai referuojami TDB bazėse, 1 straipsnis testiniuose ir periodiniuose leidiniuose bei 2 tezės konferencijų medţiagoje.

Darbo apimtis ir struktūra Disertaciją sudaro įvadas, literatūros apţvalga, metodika, rezultatai ir jų aptarimas, apibendrinimas, išvados, literatūros bei publikacijų sąrašas (252 literatūros šalti- niai). Darbe yra 34 lentelės ir 10 paveikslų. Disertacijos apimtis – 87 puslapiai.

Padėka Dėkoju savo darbo vadovui prof., habil. dr. Vidmantui Staniui, moksliniams kon- sultantams prof., habil. dr. Pavelui Duchovskiui, doc. dr. Bronislovui Gelvonauskiui ir dr. Danui Baniuliui uţ patarimus. Dėkoju visiems LAMMC-SDI Sodo augalų genetikos ir biotechnologijos skyriaus darbuotojams uţ jų pagalbą atliekant tyrimus, konsultacijas ir palaikymą. Esu dėkingas savo šeimai uţ supratimą bei palaikymą doktorantūros studijų metu.

7 1. LITERATŪROS APŢVALGA

1.1. Paprastosios obels kilmė ir botaninė charakteristika

Naminė obelis (Malus x domestica Borkh.) yra vienas iš plačiausiai visuose ţe- mynuose, išskyrus Antarktidą, auginamų ir ekonomiškai svarbiausių vaismedţių. Obuo- liai valgomi švieţi, dţiovinti, konservuoti, iš jų spaudţiamos sultys, gaminamas vynas. 2008 metais pasaulyje uţauginta 69,6 mln. tonų obuolių, šis kiekis nuo 1999 m. išaugo 20 procentų (FAO stat Database, 2010). Naminės obels kilmė neţinoma, manoma kad ji kilo Centrinėje Azijoje. Ten vis dar auga laukinių obelų miškai, kai kurių obelų vaisiai dydţiu ir išvaizda panašūs į naminės obels vaisius, taip pat laukinės Malus sieversii obelys aptinkamos Šiaurės Amerikoje (Luby, 2003). Gentis obelis (Malus) priklauso obelinių (Maloideae) pošeimiui, erškėtinių (Rosaceae) šeimai. Erškėtinių šeima apjungia daugumą svarbių vaismedţių – sėklavai- sius: obelį, kriaušę, kaulavaisius: persiką, vyšnią, slyvą, abrikosą, migdolą, taip pat ver- tingus dekoratyvinius augalus – roţę, šliandrą, gudobelę ir kt. Komerciniu poţiūriu viena vertingiausių šios šeimos genčių yra Malus. Skirtingais duomenimis, obels genčiai priskiriama nuo 8 iki 78 pirminių ir hibridinių rūšių (Phipps ir kt., 1990; Ponamarenko, 1986; Zhou, 1999). Plačiausiai auginama naminė obelis. Manoma, kad naminė obelis yra miškinės obels, ţemosios obels ir miškinės obels ankstyvojo porūšio hibridas (Kor- ban, Skirvin, 1984). Taip pat naminė obelis kildinama iš raudonosios obels (Juniper ir kt., 1998, Ponomarenko, 1983, 1986; Vavilov, 1997). Raudonoji obelis plačiai paplitusi Centrinės Azijos kalnuose, ir yra dominuojantis augalas miškuose (Luby, 2003). Iš ten pirkliai ją nuveţė į Kiniją, Artimuosius Rytus ir Europą, kur daugkartinės hibridizacijos būdu kaip rūšis galėjo susiformuoti naminė obelis. Kinijoje hibridizacija vyko su vieti- nėmis rūšimis – slyvalape obelimi, uogine obelimi, mandţiūrine obelimi ir Zyboldo obelimi. Spėjama, kad hibridizacija vakaruose vyko su miškine obelimi ir M. orientalis. (Ponomarenko, 1983; Morgan, Richards, 1993; Hokanson ir kt., 1997; Juniper ir kt., 1998). Prekybos dėka hibridai keliavo iš rytų į vakarus čia kryţminosi tarpusavyje ir formavo M. x domestica Borkh. rūšį. Šiuolaikinės selekcijos dėka į naminę obelį buvo perkelti vertingi poţymiai iš M. floribunda Siebold ex Van Houtte, M. micromalus Ma- kino, M. x atrosanquinea (Spath) C.K. Schneid., M. baccata, M. zumi (Matsum.) Reh- der ir M. sargentii Rehder (Ponomarenko, 1983; Way ir kt., 1990; Janick ir kt. 1996) rūšių. Naminė obelis yra 4–12 m aukščio, šakotas, tankia lapija medis. Lapai 3–10 cm ilgio, dantyti. Ţiedynas – skėtiškoji kekė, ją sudaro 5–6 ţiedai, centrinis ţiedas išsi- skleidţia pirmas. Įprastas obels ţiedas turi 5 vainiklapius, kurių spalva kinta nuo baltos iki tamsiai roţinės, 5 taurėlapius, 20 kuokelių su geltonomis dulkinėmis, išsidėsčiusių trimis vijomis ir piestelę su 5 liemenėliais. Mezginė turi 10 sėklapradţių, tačiau kai kurios veislės gali turėti iki 30 sėklapradţių (Janick ir kt., 1996). Obelys yra kryţmadul- kės, apdulkinamos vabzdţių. Naminės obels vaisiai apskriti, geltonos, raudonos, ţalios spalvų su įvairiais atspalviais, jų vaisių dydis daţniausiai kinta nuo 5 iki 9 cm. Obels vaisiaus centre yra ţvaigţdiškai išdėstyti penki vaislapėliai, kiekviename iš jų yra po 2 sėklas. Vaisiaus minkštimas būna baltos, geltonos, raudonos, ţalsvos spalvų. Jis gali būti sausas ar sultingas, traškus ar minkštas. Obuolių skonį didţiausiu mastu lemia rūgščių ir angliavandenių santykis. Pagrindiniai angliavandeniai yra fruktozė, sacharozė ir gliukozė, sunokusiame obuolyje daugiausia obuolių rūgšties, nedidelę dalį sudaro cit- rinų rūgštis (Jackson, 2003).

8 1.2. Obels vainiko architektūra

Naminė obelis yra vienas plačiausiai auginamų ir ekonomiškai svarbių vaisme- dţių. Norint palaikyti esamą padėtį būtina reguliariai kurti naujas obels veisles. Selek- cininkai turi kreipti dėmesį į vaisių kokybę, išsilaikymą, vaismedţių atsparumą ligoms ir aplinkos veiksniams, bei obels architektūrą. Obels vainiko architektūra labai svarbi produktyvumui, vaisių kokybei ir jų nokimo procesui, darbo sąnaudom, o tuo pačiu yra vienas iš obels selekcijos tikslų (Kenis, Keulemans, 2004). Per pastaruosius 40 metų augalų architektūros tyrimai sąlygojo naujų poţiūrių at- siradimą sodininkystėje – nuo duomenų apie augalo augimą rinkimo iki vaismedţių auginimo technologijų tobulinimo. Hallé atliko pirmuosius medţių architektūros tyrimus orientuodamasis į vystymosi dinamiką (Hallé, Oldeman, 1970). Pagal šiuos darbus buvo sukurta bendra nekintančių poţymių, atsakingų uţ medţio architektūrą, tyrimo schema. Nustatyta, kad ši procedūra tinkama visoms augalų gentims, tačiau ji kinta priklausomai nuo rūšies (Hallé ir kt., 1978). Sodininkystėje tyrimai daţniausiai vykdomi dviejose kryptyse: 1) vegetatyvinių ir generatyvinių organų išsidėstymas ir jų santykis; 2) derančių šakų ir viso medţio funkcionavimas. Daugelį metų augalų morfologinė įvairovė skatino mokslininkų domėjimąsi ir jos tyrinėjimą ne tik moksliniu, bet ir filosofiniu poţiūriu (Goethe, 1790, cit. pagal Costes ir kt., 2006). Augalų formos įvairovė priklauso nuo jų sudėtinių dalių morfologinių skir- tumų, bei nuo jų konstrukcijos skirtumų – architektūros (Bell, 1991). Medţio architektūra formuojasi dėl meristemų aktyvumo. Visi augalų organai sudaryti iš ląstelių ir audinių, kurių uţuomazgos atsiranda meristeminėje zonoje. Visi me- dţiai, nepriklausomai nuo jų dydţio, nuo pat pradţių formuojasi dėl bent dviejų pirmi- nių meristemų (viena antţeminei, kita poţeminei medţio daliai), bei maţesniu mastu dėl antrinių meristemų, atsakingų uţ diametro didėjimą, aktyvumo (Hallé ir kt., 1978). Hallé stebėjo įvairių augalų rūšių antţeminės meristemos aktyvumą ir pasiūlė suskirstyti medţius pagal jų antţeminės dalies architektūrą į keturias kategorijas. Pirma kategori- ja apjungia medţius turinčius vieną antţeminę meristemą (vienos ašies medţiai), liku- siom kategorijom priklauso medţiai su keliomis ašimis. Keliaašiai medţiai suskirstyti į 3 kategorijas pagal ašių diferenciacijos padėtį: 1) visų meristemų aktyvumas panašus, formuojasi vienodos nediferencijuotos ašys; 2) meristemų aktyvumas skiriasi, formuojasi diferencijuotos ašys; 3) meristemų aktyvumas kinta laiko bėgyje, formuojasi miš- rios ašys – su skirtinga bazaline ir viršūnine organizaciją. Šiose kategorijose išskiriami penki poklasiai – taip vadinami “architektūriniai modeliai”, kurie apibūdinami naudojant ašių diferenciacijos koncepciją. Koncepcija apjungia penkis pagrindinius morfologinius parametrus, susijusius su meristemų aktyvumu: 1. Su filotaksija susijusi augimo kryptis įgalina atskirti plagiotropines nuo ortotropinių augimo ašių. Plagiotropinė ašis apibūdinama kintančia nuo horizontalios iki įţambios augimo kryptimi, pakaitine (pra- ţangine) filotaksija ir plokščia simetrija. Ortotropinė ašis apjungia vertikalų augimą, spiralinę filotaksiją ir ašinę simetriją. 2. Augimo ritmas būna pastovus arba ritminis. Ritmiško augimo atveju per tą patį augimo laikotarpį susiformavusi dalis vadinama augimo vienetu. 3. Šakojimosi būdas – monopodinis, kai ataugos iš paţastinių pumpurų formuojasi viršūninės meristemos poveikyje, – simpodinis, kai šoninės šakelės formuojasi ant nesivystančios arba labai lėtai besivystančios šakos; šakojimosi vieta – nuo ak- rotoninio iki bazitoninio (ilgi ūgliai auga metūglio viršuje arba apačioje) ir dinamika skubus (sileptinis) ir uţdelstas (proleptinis) augimas. 4. Meristemų lytinė diferenciacija. 5. Šakų ilgio polimorfizmas – nuo trumpų iki vidutinių ir ilgų. Ši klasifikacija buvo su-

9 kurta panaudojus 23 modelius, sudarė sąlygas tirti augalų architektūrą ir vedė prie me- dţių vystymosi dinamikos tyrimų viso medţio atţvilgiu, ir nuo aplinkos veiksnių nepri- klausančių augimo reiškinių tyrimo (Hallé ir kt. 1978). Šis poţiūris įgalino įvertinti visų aukštesniųjų augalų architektūros kintamumą, vertinimui parenkant nedidelį vystymosi parametrų kiekį. Lygiagrečiai sukurtos ir kitos, detalesnės negu augimo ašių tyrimai, augalų tyrimo koncepcijos, kurios rėmėsi pasikartojančių medţio konstrukcinių viene- tų – organų ar jų junginių tyrimais (Edelin, 1981; Remphrey, Powell, 1987; Caraglio, Edelin, 1990; Thorp, Sedgley, 1993). Didesnis dėmesys atkreiptas į fitomerus (White, 1979; Barlow, 1989), kurie sudaryti iš bamblio, jo lapo ir paţastinio pumpuro ir tarpubamblio. Tačiau pasikartojantys medţio struktūriniai vienetai nėra visiškai tokie patys, jų vystymasis skirtingose medţio vietose bei augimo metu skiriasi. Skirtingai fitomerų būklei bei pumpurų ţuvimui paaiškinti sukurtos įvairios teorijos: „morfogenetinė programa“ ir vidinių ryšių (Nozeran, 1984), „amţiaus būsenos“ (Gatsuk ir kt., 1980) ar „fiziologinio meristemų amţiaus“ (Barthélémy ir kt., 1997). Nepaisant to, kad pumpurų ţuvimo ir augalo būsenos pokyčiai yra specifiniai kiekvienai veislei, buvo sukurtos pa- grindinės medţių skirstymo į augimo tarpsnius pagal Rauh architektūrinį modelį taisyk- lės (Barthélémy ir kt., 1997): 1. Ūglių išilginis ir radialinis augimas pradiniu (juvenaliniu) raidos tarpsniu (stebimas sėjinukuose); 2. Stabilumo periodas, kurio metu stebimas specifinis šakojimasis; 3. Ūglių augimo sulėtėjimas paskutinėje vystymosi stadijoje – senėjimo procesų metu. Medţio forma yra dar vienas kriterijus, lemiantis jo architektūrą, tačiau kol kas labai retai informacija apie augalo geometriją nuo pat pradţių įtraukiama į architektū- ros modelio apibrėţimą. Medţio ir šakų formos rūšyje kinta nuo koloninio iki svyrančio (Bernhard, 1961; Lespinasse, 1977; Scorza, 1984; Sansavini ir Musacchi, 1994), tačiau kartais pakankamai sunku įvertinti ir nustatyti tikslią architektūrinę formą, ypatingai kai vertinami medţiai yra ne ekstremalių augimo formų. Viso medţio forma gali būti nusa- koma vainiko tūriu ir šakų orientacija. Tai gali būti įvertinta pagal bendrą medţio vainiko struktūrą, remiantis Edelin (1991) sukurta koncepcija (hierarchinė ir poliarchinė koncepcijos), kuri naudojama vertinant dviejų metų obels medelius (De Wit ir kt., 2002). Ši koncepcija apibūdinama pagrindinių šakų hierarchija prieš šonines šakas, arba jos nebuvimu. Miško augaluose stebimas hierarchinis medţio augimas, po kelių metų formuojasi šakos ir augalas toliau vystosi pagal poliarchinę koncepciją. Medţio forma priklauso nuo jo sudedamųjų dalių – svyrančios formos augalas gali būti pavaizduotas kaip ţemyn orientuotų ilgų ašių visuma, tuo tarpu koloniniai me- dţiai – kaip stačių ašių rinkinys. Kamieno forma ir orientacija yra svarbus vaismedţių architektūros įvairovės komponentas, kuris lemia kiekybinius ir kokybinius produktyvumo rodiklius. Palenkti ar pasvirę kamienai skatina ţydėjimą, sumaţina augumą ir keičia kamieno šakojimąsi (Wareing, Nasr, 1958). Kamieno formos ir orientacijos vertinimas leidţia išspręsti problemas, susijusias su medţio heterogeniškumu. Vertinant lapus ir vaisius galima nustatyti šviesos pasiskirstymą lapijoje, kai vertinamas šakotu- mas galima tirti ašių geometriją ir jos kitimą vegetacijos metu (Costes ir kt., 2006). Medţio vainiko architektūros tyrimai atliekami analizuojant šakų vystymąsi onto- genezės eigoje, nustatoma vainiko topologija – vienos šakos santykinė padėtis kitų šakų atţvilgiu. Vaismedţių vainiko tyrimai sudėtingi dėl sodinukų formavimo ir genėjimo. Genėjimas skatina lokalų augimą, kuris susikerta su natūraliu augalo augimu ir šakoji- musi. Todėl vaismedţių vainiko architektūros vystymosi tyrimuose augalai turėtų būti negenimi ir neformuojami bent kelis metus. Vėliau gali būti tiriama medţio vainiko formos ir agronominio poveikio sąveika, paremta duomenimis apie augalo vystymąsi

10 (Costes ir kt., 2006). Vidutinio klimato zonoje auginamų vaismedţių šakojimosi tyrimai orientuoti į ţiemą ir metūglius, nes šaltuoju metu ir tokiame lygmenyje vyksta labai svarbūs augalo vystymuisi procesai, kaip pumpurų ramybės būsena ar viršūninis dominavimas. Šių procesų sąveikoje atsiradęs ryšys tarp pumpurų ir metūglių lemia vainiko vystymąsi ir formą. Viršūninis dominavimas – dėl ūglio viršūnės poveikio vykstantis šoninių pumpurų vystymosi stabdymas (Cline, 1997), naujai susiformavę pumpurai lie- ka priverstinėje ramybės būsenoje. Priklausomai nuo to ar pumpurų priverstinė ramybė sąlygojama aplinkos sąlygų, kitų augalo organų poveikio arba vidinių pumpuro veiks- nių, tiriant medţių morfogenezę išskiriamos trys fiziologinės pumpurų ramybės būse- nos: eko ramybė, para ramybė ir endo ramybė (Crabe, 1980; Champagnat, 1989; Lang ir kt., 1987). Viršūniniame dominavime dalyvauja keli tarpusavyje susiję mechanizmai, kuriems signalą perduoda auksinas ir citokininai (Cline, 2000; Sussex, Kerk, 2001) ir kurie priklauso nuo pumpuro maistinių medţiagų. Kartais stebimos viršūninio dominavimo efekto išimtys – kai ant tų pačių metų ūglio formuojasi šoniniai ūgliai, kurie vadinami sileptiniais (skubiais) (Caraglio, Barthelemy, 1997). Natūraliai sileptinių ūglių formavimasis vyksta retai, ir skiriasi tarp veislių (Wertheim, 1978; Cody ir kt., 1985; Popenoe, Barritt, 1988; Volz ir kt., 1994; Wertheim, Estabrooks, 1994; Tromp, 1996). Šoninių pumpurų gebėjimas vystytis į sileptinius ūglius priklauso nuo santykinio tėvi- nio ūglio augumo greičio ir medţio brandos (Genard ir kt., 1994; Lauri, Costes, 1995). Sileptiniai ūgliai vaismedţiuose daţniausiai formuojasi ankstyvais augalo augimo metais, manoma kad šios šakelės yra teigiamas veiksnys jauno medelio augimui sode. Obelyse sileptiniai ūgliai daţniausiai išauga derančių šakų viduryje (Costes, Guedon, 1997; Costes, Lauri, 1995). Neskaitant sileptinių ūglių, šoniniai pumpurai daţniausiai vystosi vienų metų ūgliuose, prieš tai pumpurai turi praeiti visas tris aukščiau aprašytas fiziologines ramybės būsenas. Šiuo atveju ūgliai vadinami proleptiniais (uţdelstais) ir jų vystymasis stipriai priklauso nuo jų vietos derančioje šakoje (Crabbe, 1987). Vidutinės klimato zonos vaismedţiuose šoniniai ūgliai daţniausiai atitinka akrotoninį šakojimosi būdą – ilgiausi ūgliai auga prie pat (ţemiau) apikalinio metūglio galo, toks ūglių pasiskirstymas būdingas obeliai, abrikosui, slyvai ir graikiniam riešutmedţiui (Crabbe, 1987; Cook ir kt., 1998a,1998b; Costes ir kt., 1992; Solar, Stampar, 2003). Pagrindinis medţių architektūros tyrimų tikslas yra surasti pastovius poţymius, kurie leistų charakterizuoti tam tikros genties architektūros tipą, tačiau būtina ištirti ir augimo, šakojimosi ir ţydėjimo kintamumą pačioje gentyje. Siekiant kokybiškai suskirstyti veisles tam tikroje vaismedţių gentyje parenkami skirtingi kriterijai. Pirmasis skirstyti obelis pagal medţio augimo modelį – pagrindinių šakų augimo kryptį, nuo koloninio tipo iki svyrančio ir jų derėjimo pobūdį (1 pav.) pasiūlė Bernhard (1961). I ideotipo obelys daţniausiai vaisius veda ant spur tipo šakelių, kurios šakojasi nuo senos medienos, o IV ideotipo obelys daţniausiai dera ilgų ūglių galuose. Lespinasse (1977) vėliau įvedė trečią parametrą – pagrindinių šakų padėtį kamieno atţvilgiu nuo akrotoni- nio iki bazitoninio (ilgi ūgliai auga viršutinėje arba apatinėje metūglio dalyje). 1992 m. Lespinasse pasiūlė I-am ideotipui priskirti tik koloninio tipo veisles, o visas spur tipo veisles priskirti II-am ideotipui (Lespinasse, 1992). Spur tipo medţiai charakterizuojami skirtingomis vegetatyvinio augimo ir derėjimo fazėmis, atskirtomis laike ir erdvėje, nes šių medţių šakos daţniausiai būna stačios, stiprios ir jų galuose beveik nesiformuoja ţiedai. Palyginimui IV ideotipo medţiai (derantys ūglio galuose) vaisius veda šakelių, tame tarpe ir ilgųjų vaisinių šakelių galuose. Šie architektūriniai poţymiai susiję su de- rėjimo pobūdţiu, atitinkamai kintamu ir įprastiniu (Lauri ir kt. 1995, 1997a, b; De Wit,

11 2004). Palyginus su šiomis ekstremaliomis formomis, II ir III-čio ideotipų veislės auga ir dera vidutiniškai. Panašiais kriterijais (šakų orientacija, šoninių šakų ir ţiedynų padėtis) paremta klasifikacija pasiūlyta ir riešutmedţiui (Germain, 1990, 1992). Kokybinė klasifikacija, paremta ūglių tipo, ūglių tipo ir šakojimosi tankio analize, buvo sukurta persikų (Scor- za, 1984), taip pat ir kriaušių (Sansavini, Musacchi, 1994) fenotipo vertinimui.

1 pav. Obels vainiko formos nuo koloninio iki svyrančio ideotipo. I – koloninis, II – spur, III – standartinis, IV – svyrantis ideotipas. Pagal Bernhard (1961) ir Lespinas- se (1977, 1992).

Obels ūgliai daţnai klasifikuojami pagal jų ilgį ir augimo vienetų tipą. 1. Trumpi (spur tipo) sudaryti tik iš trumpų augimo vienetų, kurių fitomerai ilgėja labai lėtai arba išvis neauga. Yra skiriami du trumpų augimo vienetų tipai – kai apikalinė meristema di- ferencijuojasi į ţiedinį arba vegetatyvinį pumpurą. Ţiediniai pumpurai formuojasi ūglio viršūnėje, o bazalinėje dalyje formuojasi lapai (Fulford, 1966a, b). Ţiedynas ir vaisių vystymasis lemia šio augimo vieneto diametro didėjimą. 2. Vidutinio ilgio ūgliai sudaryti tik iš 6–20 cm ilgio augimo vienetų (Lespinasse, Delort, 1993). 3. Ilgi augimo vienetai susidaro dėl ilgai trunkančio apikalinės meristemos aktyvumo, lemiančio naujai besiformuojančių fitomerų vystymąsi.

1.3. Sodininkystės sistema ir obels vainiko forma

Vaismedţių derlingumas priklauso nuo įvairių sąlygų, kurias apjungus gaunama taip vadinama „sodininkystės sistema“ (Barrit, 1992). Ši sistema realizuojama dviem skirtingais etapais: pradinis sodo įrengimas lemia būsimą kokybę viso augimo laikotarpiu, tai ir sodinukų kokybė, sodinimo schema, poskiepo, vietos parinkimas, laistymo sistemos įrengimas; bei sodo prieţiūros priemonės – tręšimas, purškimas nuo kenkėjų, genėjimas, medelių formavimas, uţuomazgų retinimas ir t.t. Visi šie sodininkystės komponentai yra tarpusavyje stipriai susiję, ir tik tinkamas jų parinkimas sąlygoja gerus ekonominius rezultatus (Hoying, Robinson, 2000; Robinson, 2003). Visais atvejais svarbu sudaryti sąlygas medeliams kuo greičiau augti – sodas turi būti pasodintas taip, kad kiekvienas medelis gautų kuo daugiau šviesos (Jackson, 1980), vainiko pralaidu- mas šviesai turi būti kiek įmanoma didesnis, kad kiekvienas vaisius gautų kuo daugiau saulės spindulių, reikalingų nokimui, spalvos įgijimui taip apsprendţiant obuolių koky- bę (Lakso ir kt., 1992; Wunsche, Lakso, 2000). Biomasės prieaugis turi būti nukreiptas į derančių šakų augimą (Lespinasse, Delort, 1993). Medţių formavimo metodai per pastaruosius 40 metų sulaukė daug dėmesio, nes jais siekiama įvairių, kartais vienas kitam prieštaraujančių tikslų, kurie kito priklausomai nuo ekonominių sąlygų. Pagrindiniai tikslai, ypač intensyviuose soduose, yra:

12 1) greitas norimos vainiko architektūros formos pasiekimas, siekiant maksimalaus me- dţių augimo ir derliaus per kelis metus; 2) optimalus patenkančios šviesos fiksavimas, siekiant optimizuoti anglies sunaudojimą ir derlių hektarui; 3) tinkamas patekusios šviesos paskirstymas lapijoje sumaţinant vegetatyvinio augimo erdvinį heterogenišku- mą ir siekiant gauti kokybiškus vaisius; ir 4) reikiamos vainiko formos ir vaisių kiekio didinimas naudojant kuo maţiau agrotechninių priemonių (genėjimo, vaismedţių formavimo), panaudojant reikiamas veislių savybes, taip sumaţinant darbo sąnaudas (Cos- tes ir kt., 2006). Paskutinis tikslas ypatingai svarbus, nes vaismedţių formavimo metodai naudojami šviesos pasiskirstymo pagerinimui gali stimuliuoti gyvybingų vilkūglių augimą, kurie veikia kaip vandens asimiliaciniai indai. Nepašalinus šių šakų jos uţstoja šviesą vaisinėm šakelėm. Kitu atveju, negenėtas medis, kurio augumas yra nukreiptas į vaisines šakas, pradeda anksti derėti, tačiau daţniausiai per eilę metų tai priveda prie vainiko „perkrovimo“, vaisių dydis ir kokybė prastėja. Medţių formavimo metodai daţniausiai taikomi siekiant sukurti reikiamą balansą tarp vegetatyvinių ir derančių me- dţio sudedamųjų dalių. Vegetatyvinių obels šakų genėjimas skirtingose vietose ir skir- tingų fenologinių fazių metu naudojamas norimos vainiko architektūrinės formos sukū- rimui, tuo pačiu optimizuojant šviesos pasiskirstymą lapijoje (Barritt, 1992). Šakų len- kimas ir pririšimas daţniausiai naudojamas dviem tikslais. Vienas iš jų yra medţio erd- vinės struktūros palaikymas, antras – šakų vegetatyvinio augimo pristabdymas ir ţydė- jimo skatinimas. Tačiau obels atsakas į šakų lenkimą stipriai priklauso ir nuo genotipo ir nuo medţio amţiaus (Lauri, Lespinasse, 2001). Taigi didelę reikšmę vaismedţių vainiko formai turi ir jų genotipas. Prieš maţdaug 50 metų hektare sodo buvo sodinama 70–100 obelų. Šiuolaikinės sodų sodinimo sistemos remiasi daug didesniu sodinimo tankumu ir siekia iki 6000 me- delių hektare (Robinson, 2007). Per pastaruosius 30–40 metų kurtos įvairios sodų sodinimo sistemos, kurių pagrindinis tikslas gauti kuo didesnį aukščiausios kokybės derlių. Per 1950–1977 metus obuolių derlius padidėjo nuo 18 iki 36 t ha-1 (Goedegebure, 1978; Wertheim, 1981). Tai pasiekta ţemaūgių ir pusiau ţemaūgių poskiepių naudojimu, tin- kamų veislių parinkimu, sodinimo atstumų maţinimu, genėjimu, medţio formavimu, kenkėjų kontrolės ir tręšimo pagalba (Werth, 1978, 1981; Holubowicz, 1981; Hugard, 1981; Sansavini ir kt., 1981; Silbereisen, 1981; Walker, 1981; Wertheim, 1981). Lietuvoje intensyvių sodų auginimo galimybes tyrė Kviklys, jis nustatė, kad ţy- miai gausesnis obuolių derlius uţauga tankiuose soduose su pusiau ţemaūgiais ir vidutinio augumo poskiepiais (Kviklys, 1988). Nuo 1988 m. Lietuvoje iš esmės pasikeitė verslinių obelų sodų konstrukcijos, nuo retų aukštaūgių su sėkliniais poskiepiais, aukš- tiniais retašakiais vainikais suformuotų obelų pereita prie tankių ir labai tankių ţemaū- gių sodų su įvairių modifikacijų verpstės formos vainikais (Uselis, 2008). Šiuolaiki- niuose soduose vaismedţių formavimas, genėjimas reikalauja daug darbo sąnaudų (Werth, 1978; Uselis, 2006; Kenis, Keulemans, 2007). Reikiamą kompaktišką vainiko formą savaime formuojančių ir maţai genėjimo reikalaujančių obels veislių sodinimas atpigintų sodo darbus ir leistų pasiekti didesnį ekonominį efektyvumą.

1.4. Koloninės vainiko formos obelys

Naminė obelis plačiai auginama ir yra ekonomiškai svarbi vaismedţių rūšis. No- rint palaikyti esamą padėtį būtina reguliariai kurti naujas obels veisles. Selekcininkai turi kreipti dėmesį į vaisių kokybę, išsilaikymą, atsparumą ligoms ir aplinkos veiksniams, bei obels architektūrą. Obels vainiko architektūra labai svarbi produktyvumui, taip pat

13 vaisių kokybei bei nokimo procesui, darbo sąnaudom ir tuo pačiu yra vienas iš obels selekcijos tikslų (Kenis, Keulemans, 2004; Costes ir kt., 2006). Kolonos formos obelys yra labai vertingos dėl jų kompaktiškos vainiko struktū- ros. Koloninę vainiko formą lemia mutacija co lokuse, ši spontaninė mutacija pirmą kartą buvo aptikta spur fenotipo veislėje „McIntosh„ (Fisher, 1970; Lapins, 1976). Mu- tacija apibūdinama šoninių šakų skaičiaus maţėjimu ir spur tipo bei trumpų šakelių skaičiaus augimu (Lapins, 1976; Tobutt, 1984; Kesley, Brown, 1992; Кичина, 1992). Šie poţymiai lemia vis didėjantį koloninių obelų naudojimą selekcijoje, siekiant gauti kompaktiškesnes veisles. Lietuvoje skirtingos vainiko formos obelų kryţminimus pradėjo Gelvonauskis, obelų kryţminimams kompaktiškumo donorai pirmą kartą panaudoti 1988 m. Pirmosios koloninės vainiko formos veislės, panaudotos kryţminimuose, buvo „Arbat‟ ir KV 47 (Gelvonauskienė ir kt., 2006; 2008). Ištyrus vaismedţio poţymių paveldimumą nustatyta, kad jų paveldėjimą iš esmes lemia adityviniai genų efektai (Gelvonauskis, 1999). Vokietijoje vykdoma speciali programa kuriant koloninės formos obelis ir iš jų obuolių gaminamos sultys. Sukurta koloninė „Maypole‟ veislė su raudonu minkštimu obuoliais (Schwarz, 2009). Pagrindinis tikslas kuriant šią veislę buvo sumaţinti genėjimo ir derliaus nuėmimo sąnaudas, kad koloninių obelų vaisius būtų galima skinti mechanizuotai. Suderinus mechanizuotą derliaus nuėmimo technologiją su koloninės formos obelimis galima padidinti sulčių pramonės efektyvumą (Schroeder, 2007). 1996 m. LAMMC SDI obelų selekcijoje pradėtos naudoti veislės su svyrančiomis šakomis. Tokių vaisme- dţių pagrindinės šakos su kamienu suauga stačiu kampu. Sukūrus veisles, kurių mede- lių šakos su kamienu sudaro statų kampą, pasodinus į sodą nereikėtų jų formuoti ir taip būtų galima sumaţinti darbo sąnaudas. Sėjinukų vainiko formos įvairavimas selekci- niame sode gana didelis – nuo ţemų, 70–120 cm aukščio, su svyrančiomis šakomis iki normalaus augumo su šoninėmis šakomis, sudarančiomis įvairų kampą, todėl įmanoma atrinkti individus su norimais vaismedţio vainiko formos poţymiais (Gelvonauskienė ir kt., 2008). Koloninė obels vainiko forma lemiama dominantinio Co geno (Lapins, 1974, 1976). Pasaulyje nuo 1985 metų buvo sukurtos kelios veislės su šiuo genu – „Telamon‟, „Tuscan‟, „Trajan‟, „Maypole‟ ir „Charlotte‟. Rusijoje sukurta kompaktiškos vainiko formos atspari rauplėms veislė „Arbat‟ (Кичина, 1992). Šiuo metu visos koloninės obe- lų veislės yra heterozigotinės (Coco). Tačiau jaunų medelių koloninę formą sunku identifikuoti (ypač antrų metų sėjinukų). Šiam tikslui pasiekti kuriami su Co genu susieti DNR ţymenys, taip pagreitinant sėjinukų atranką, tuo pačiu maţinant sodinimo, prie- ţiūros bei vertinimo išlaidas (Tian ir kt., 2005). Co geno, lemiančio koloninę obels vainiko formą nustatymas pirmais hibridinių šeimų sėjinukų augimo medelyne metais labai palengvina koloninių veislių selekciją (Kenis, Keulemans, 2004; Kim ir kt., 2003). Co genas „Wijcik McIntosh‟ naudojant RAPD pradmenis (Conner ir kt., 1997) buvo nustatytas dešimtoje sukibimo grupėje. Maliepaard naudojo SSR pradmenis ir taip pat nustatė kad Co genas yra 10 sukibimo grupėje (Maliepaard ir kt., 1998), tačiau tiksli šio geno vieta nebuvo nustatyta. Tian su bendraautoriais nustatė, kad Co genas yra 10 sukibimo grupėje tarp CH03d11 ir COL. Jie sukūrė devynis DNR ţymenis – šešis RAPD, du SSR ir vieną AFLP, susijusius su Co genu (Tian ir kt., 2005). Obels vainiko architektūros tyrimai apima augimo reguliatorių taikymo, šakų vystymosi, genėjimo, aplinkos veiksnių poveikio augalų vainiko architektūrai tyrimus, genetiniai aspektai kol kas maţai ištirti. Šiuolaikinėje selekcijoje vis didesnę svarbą įgyja molekulinių ţymenų, susietų su tam tikrais poţymiais, paieška (Liebhard ir kt., 2002).

14 Šiam tikslui naudojama QTL (quantitative trait loci) analizė (Liebhard ir kt., 2003; Ke- nis, Keulemans, 2004), mikrosatelitų metodas (SSR – simple sequence repeat) (Guarino ir kt., 2006), AFLP (amplified fragment length polymorphysm) ţymenis (Kenis, Keu- lemans, 2005). Tačiau obels vainiko architektūros formą lemianti fitohormonų sistema kol kas maţai tirta.

1.5. Fitohormonai ir jų poveikis augalo vystymuisi

Fitohormonai, kurie yra maţos signalinės molekulės, vaidina lemiamą vaidmenį augalo vystymosi reguliavime apimdami kryptinius vystymosi atsakus (tropizmai) (Es- mon ir kt., 2005), augalo architektūros kontrolę (Bishop ir kt., 2006; Ongaro, Leyser, 2007; Gomez-Roldan ir kt., 2008; Umehara ir kt., 2008), atsakus į biotinį ir abiotinį stresus (Berger, 2002; Spoel, Dong, 2008) ţiedų ir gemalo išsivystymą (Friml ir kt., 2003; Aloni ir kt., 2006; Cecchetti ir kt., 2008). Fitohormonai reguliuoja ląstelių daliji- mąsi, augimą ir diferenciaciją, lemia augalo morfologinius poţymius (Opik, Rolfe, 2005). Augalų hormonams priklauso auksinai, citokininai, giberelo rūgštys, abscizo rūgštis, etilenas, strigolaktonai, brasinosteroidai ir jazmoninė rūgštis. Jie aptinkami labai maţais kiekiais ir reguliuoja augalų fiziologinius procesus (Gray, 2004).

1.5.1. Auksinas

Pirmasis identifikuotas augalo hormonas yra auksinas. Terminas auksinas kilęs iš graikiško ţodţio αυξανω (auxano) – augu, ilgėju. Gamtoje aptinkami šie auksinai indolil-3-acto rūgštis, 4-chlor-indolil acto rūgštis, fenil acto rūgštis ir indolil-3-sviesto rūgš- tis. Sukurti sintetiniai auksino analogai – naftalen acto rūgštis, 2,4-dichlorfenoksi acto rūgštis ir kiti. Svarbiausias auksinų šeimos hormonas yra indolil-3-acto rūgštis (IAR), kuris dalyvauja daugumoje auksino reguliuojamų augalo augimo ir vystymosi procesų. Auksinai skatina atsitiktinių šaknų iniciaciją ir dėl to plačiai naudojami sodininkystėje. Jie taip pat gali būti panaudoti reguliuojant vieningą ţydėjimą, ţiedyno vystymąsi stabdant pirmalaikį vaisių kritimą, ar viršūninį dominavimą. Didelės auksino dozės skatina etileno gamybą. Kai kurie sintetiniai auksinai kaip 2,4-dichlorfenoksi acto rūgštis (2,4-D) ir 2,4,5-trichlorofenoksi acto rūgštis (2,4,5-T) rūgštis buvo panaudoti kaip herbicidai (Da- vies, 2004). IAR sintetinamas ūglių viršūnėse bei jaunuose lapuose (Ljung ir kt., 2001) ir per parenchimą yra transportuojamas į kitus organus (Blakeslee ir kt., 2005). Auksinai stimuliuoja ląstelių augimą ir dalijimąsi, slopina šoninių ūglių formavimąsi, lapų senėji- mą, derėjimą ir kitus procesus (Davies, 2004). Auksinas augale randamas konjuguotas ir kaip laisva rūgštis. Daţniausiai auksinas surištas su cukrais, amino rūgštimis, balty- mais. Šie konjugatai tarnauja kaip patogus laisvo IAR šaltinis, nes jų sintezė ir hidrolizė nesudėtinga. IAR konjugatai nustatyti daugelyje augalų rūšių (Slovin ir kt., 1999). Auksinas svarbus kaip visapusiškas erdvinės struktūros vystymosi signalas (Be- nkova ir kt., 2003; Friml ir kt., 2003; Reinhardt, 2003, 2005; Esmon ir kt., 2005; Aloni ir kt., 2006; Cecchetti ir kt., 2008). Tik auksinui unikalus tiesioginis tarpląstelinis transportas, kuris lemia skirtingą auksino kiekį augalo audinių viduje. Susidaro auksino koncentracijos gradientai, ar lokalizuoti rajonai su aukšta auksino koncentracija (auksino maksimumai), ir skatina daugelį vystymosi procesų (Benkova ir kt., 2003). Auksinai tiesiogiai skatina ar stabdo specifinių genų raišką (Hardtke, 2007). Auk- sinas būtinas ląstelės augimui ir skatina ląstelės dalijimąsi ir augimą. Priklausomai nuo

15 audinio, auksinas gali skatinti ašinį ilgėjimą (šakų ilgėjimas), šoninį augimą (šaknies storėjimas), ar augimą visomis kryptimis (vaisiaus augimas). Kai kuriais atvejais (kole- optilės vystymesi) auksinas skatina ląstelės augimą be dalijimosi. Kitais atvejais auksino inicijuotas ląstelės dalijimasis ir augimas vyksta paeiliui. Auksinas ir kiti augalo hormonai beveik visada veikia kartu, jų sąveika lemia augalo vystymąsi. Augalo ląste- lių dalijimasis ir vystymasis yra audinio ir organų augimo prieţastis. Nuo ląstelių augimo priklauso augalo dydis, bet nevienodai lokalizuotas jų vystymasis skatina organų skirtingą augimą erdvėje – fototropizmą, gravitropizmą, šakų atsilenkimą. Kadangi auksinai prisideda prie organų formavimosi, jie taip pat iš esmės reikalingi deramam augalo išsivystymui. Be hormoninio reguliavimo ir organizacijos, augalai paprasčiau- siai plistų kaip panašių ląstelių masė (Sabatini ir kt., 1999). Auksinų veikla prasideda augalo embrione, kai kryptingas jo poveikis inicijuoja pirminių vystymosi polių augimą ir vystymąsi, kur vėliau formuojasi būsimų organų uţuomazgos. Auksinai padeda augalui palaikyti vystymosi poliškumą ir atpaţinti kur vyksta šakojimasis. Svarbus augalo augimo principas, valdomas auksino, yra apikalinis dominavimas (viršūninis dominavimas). Pagrindinės šakos dominuoja jų šoninių šakų atţvilgiu. Auksinas sintetinamas kamieno viršūniniame pumpure (ar šakelės gale), transportuojamas ţemyn ir inhibuoja šoninių pumpurų vystymąsi, kurie kitaip konku- ruotų su viršūniniu dėl šviesos (Cline, 1997; Aloni ir kt., 2003; Sterck, 2005). Augant viršūniniam ūgliui ir didėjant atstumui iki jo šoniniai pumpurai pradeda vystytis, jų ūg- liai auga ir patys pradeda gaminti auksiną, taip inhibuodami savo šoninių pumpurų vys- tymąsi (Cline, 1997; Sterck, 2005). Kai kurių vaismedţių viršūninis dominavimas stipriai išreikštas, ir jauni medeliai gali neturėti arba turėti prastai išsivysčiusias šonines ša- kas. Pašalinus viršūninį pumpurą ir tuo pačiu jo hormoninį slopinimą, vystosi ţemiau esantys šoniniai pumpurai, formuojasi naujos lyderinės šakos. Šio natūralaus atsako manipuliavimas plačiai naudojamas sodininkystėje ir leidţia sodininkui reguliuoti vaismedţių formą, dydį ir produktyvumą. Šoninių šakų augimą ir orientaciją kontroliuoja viršūninis ūglis, šis procesas vadi- namas viršūnine kontrole (Brown ir kt., 1967; Wilson, 2000). Viršūninė kontrolė skiriasi nuo viršūninio dominavimo. Pušys turi vieną dominuojantį vertikalų viršūninį ūglį ir aiškiai išreikštas šonines šakas. Šios šakos auga maţesniu kampu į horizontą, būna trumpesnės ir plonesnės nei viršūninis ūglis. Pušyse stipri viršūninė kontrolė, o viršūni- nis dominavimas silpnai išreikštas, nes šoninės šakos išauga tais pačiais metais kaip ir viršūninė. Ąţuolo ir buko viršūninis dominavimas stipriai išreikštas, šoniniai pumpurai daţnai būna slopinami kelis metus, tačiau jų viršūninė kontrolė silpna ir formuojasi ru- tulinė vainiko forma be aiškios viršūnės (Sterck, 2005; Wilson, 2000). Auksinai nėra sintetinami visose ląstelėse, bet kiekviena ląstelė išsaugo jo sinte- zės potencialą. Specifinėmis sąlygomis auksino sintezė gali būti aktyvuota. Auksino transportas vyksta iš viršūnės ir šakų galiukų į šaknis per floemą, o iš ląstelės į ląstelę patenka unikalaus polinio transporto keliu. Šis polinis auksino transporto procesas yra lėtas, grieţtai reguliuotas ir paremtas nevienodu auksino pernešėjų pasiskirstymu plaz- mos membranoje. Nustatyti augalam specifiniai PIN baltymai, jų lokalizacija ląstelėje lemia auksino pernašą ir maksimalų sukaupimą (Petrašek ir kt., 2006). Auksino maksimumai padeda skatinti šaknies ir šakelės vystymąsi (Sabatini ir kt, 1999; Heisler ir kt., 2005).

16 1.5.2. Citokininai

Citokininai – bendrinis junginių, kurie skatina ląstelių dalijimąsi ir kitas augimo reguliacijos funkcijas, grupės pavadinimas (Skoog, Armstrong, 1970). Citokininai yra augalo hormonai, kurie skatina ląstelės dalijimąsi. Jie valdo ląstelės augimo, diferenciacijos, ir kitus fiziologinius procesus. 1956 m. Mileris ir Skoog iš autoklavuotos DNR iš- skyrė junginį 6-furfurilaminopuriną, kuris įdėtas į mitybinę terpę skatino ląstelių daliji- mąsi ir buvo pavadintas kinetinu (Miller ir kt., 1956). Pirmas augalinės kilmės citokini- nas buvo išskirtas iš Zea mays ir pavadintas zeatinu (Letham, 1963). Augalinės kilmės citokininai skirstomi į izoprenoidus ir aromatinius citokininus. Daţniausiai aptinkami citokininų konjugatai su nukleozidais, nukleotidais ir cukrais. Natūraliai aptinkamų citokininų aktyvi forma yra nekonjuguota, konjugatai su cukrais yra neaktyvi saugojimo forma. Fenilšlapalo klasės citokininai yra sintetiniai, jie augaluose neaptikti (Sakakiba- ra, 2004). Citokininai reguliuoja vandens indų brazdo vystymąsi ir išilginį augalų augimą (Matsumoto-Kitano ir kt., 2008; Nieminen ir kt., 2008). Tuopos ir berţo augaluose di- dţiausia citokininų receptorių ir signalinių genų grupių raiška stebima brazdo zonoje. Transgeninių tuopos ir berţo augalų, kuriuose buvo indukuojama citokininų degradacijos genų veikla specifiškai brazdo ląstelėse, stiebai buvo plonesni dėl sumaţinto citoki- ninų aktyvumo šioje zonoje (Nieminen ir kt., 2008). Kelių izopenteniltransferazių mutacija baltaţiedţiame vairenyje sąlygojo visišką brazdo nebuvimą ir šaknų bei stiebo plonėjimą. Brazdo formavimasis ir augalo radialinis augimas šiuose mutantuose buvo atkurti juos įskiepijus į nemodifikuotą poskiepį, arba į mutantus įskiepijus nemodifikuo- tą baltaţiedį vairenį. Tai rodo, kad citokininai funkcionuoja kaip mobilus dvikryptis brazdo augimo signalas (Matsumoto-Kitano ir kt., 2008). Nustatyta, kad citokininai skatina ramybės būsenoje esančių pumpurų vystymąsi, tokiu būdu priešindamiesi auksino veiklai. Parodyta, kad egzistuoja auksino valdomas šio proceso slopinimo mechanizmas, kuris apima auksino lemiamą izopenteniltransfe- razių slopinimą kartu su citokininų degradacijos genų indukcija centriniame stiebe, taip ribojant citokininų transportą į šoninį pumpurą (Tanaka M. ir kt., 2006; Shimizu-Sato ir kt., 2009). Citokininai reguliuoja šakų silpnėjimą ir lapų senėjimo procesus. Citokininų trū- kumas tabako lapuose sukelia chlorofilo sintezės lėtėjimą, taip pat sumaţino cukrų ir padidino krakmolo kiekį ūglio viršūnėje, taip pat sumaţėjo vakuolės invertazės aktyvumas (Werner ir kt., 2008). Vienas iš citokininų teigiamai veikiamų šaknies meristemoje vykstančių procesų yra gyslų diferenciacija. Citokininai reikalingi jau embriogenezės metu kambio ląstelių dalijimuisi formuojant naujas indų ląsteles (Mahonen ir kt., 2000). Baltaţiedţio vairenio mutantai su sumaţintu citokininų kiekiu pasiţymi redukuota transporto indų sistema, sudaryta tik iš pirminės ksilemos, joje nėra nei floemos nei metaksilemos (Argyros ir kt., 2008; Higuchi ir kt., 2004; Mahonen ir kt., 2000; Nishimura ir kt., 2004; Yokoy- ama ir kt., 2007). Citokininai slopina šaknies apikalinės meristemos aktyvumą, citokininų stokojan- tys augalai formuoja didesnę meristemą ir greičiau augančias šaknis (Werner ir kt., 2001; 2003). Parodyta, kad auksino ir citokininų antagonistinė veikla labai svarbi šaknų kamie- ninių ląstelių diferenciacijai ankstyvose embriogenezės stadijose (Muller, Sheen, 2008). Panaudojus naują citokininų atsako tyrimo mechanizmą nustatytas ankstyvas citokininų

17 aktyvumas hipofizyje – šaknies kamieninių ląstelių sistemos pirminėje ląstelėje. Šios ląstelės apikalinė dukterinė ląstelė skatino citokininų sintezę. Citokininų sintezės signalas buvo uţslopintas tik dukterinės ląstelės bazalinėse ląstelėse. Slopinimas vyksta dėl auksino skatinamos transkripcinės ARR7 (baltaţiedţio vairenio atsako reguliatoriai) ir ARR15 genų reguliacijos. Šie genai yra citokininų signalo perdavimo slopintojai, mutacijos juose sukėlė nepertraukiamą citokininų signalo perdavimą, panaikino kamieninėm ląstelėm specifinių genų veiklą ir lėmė embrioninės šaknies struktūros defektus (Muller, Sheen, 2008). Šis tyrimas parodo, kaip vyksta auksino ir citokininų sąveika molekuliniame lygmenyje ir kokia ji yra svarbi. Sintetiniai citokininai naudojami jaunų vaismedţių formavime, purškimas benzi- ladeninu skatina šoninių pumpurų vystymąsi (Wertheim, 1978; Wertheim, Estabrooks, 1994; Buban, 2000; Csiszar, Buban, 2004). Taip pat benziladeninas retina uţuomazgas ir lemia didesnių vaisių auginimą bei gausesnį ţydėjimą kitais metais (Kviklienė, 2007; Stopar ir kt., 2007).

1.5.3. Giberelo rūgštys

Giberelo rūgštys yra augalų hormonai, kurie reguliuoja augimą ir veikia įvairius vystymosi procesus dygimą, ramybės periodą, stiebo ilgėjimą, ţydėjimą, lapų ir vaisių senėjimą. 1926 m. giberelo rūgšties poveikį pirmas pastebėjo Kurosawa tirdamas ryţių ligas. 1935 m. iš Gibberella fujikuroi grybo Yabuta išskirtą junginį pavadino giberelo rūgštimi (Davies, 2004). Giberelo rūgštys yra tetraciklinės diterpeninės rūgštys, sinteti- namos iš glicerilaldehid-3-fosfato jaunuose ūglių audiniuose ir besivystančiose sėklose. Jų biosintezė prasideda chloroplastuose ir toliau vyksta citoplazmoje. Šiuo metu ţinoma virš 136 giberelo rūgščių, tačiau tik kelios iš jų yra biologiškai aktyvios (Hedden, Phil- lips, 2000; Olszewski ir kt., 2002; Murase ir kt., 2008). Plačiausiai aukštesniuose augaluose ir grybuose paplitusios aktyvios giberelo rūgštys yra GR1, GR3, GR4, kurios skatina vegetatyvinį augimą. Baltaţiedţiame vairenyje (Hedden, Phillips, 2000; Olszewski ir kt., 2002) ir ryţiuose (Sakamoto ir kt., 2004) nustatyta daug uţ giberelo rūgščių sin- tezę ir metabolizmą atsakingų genų. Giberelo rūgščių poveikis leidţia augalui reaguoti į aplinkos veiksnius. Molekuliniame lygmenyje giberelo rūgštys stimuliuoja augimą stabdančių DELLA baltymų destrukciją (Ueguchi-Tanaka, 2007). DELLA baltymai su- riša augimo transkripcijos faktorius ir taip slopina jų funkciją (de Lucas ir kt., 2008; Feng ir kt., 2008). Kai augale yra didesnės giberelo rūgšties koncentracijos DELLA baltymai atpalaiduojami nuo augimo transkripcijos faktorių ir yra atpaţįstami bei sunaiki- nami 26S proteasomos dėl to skatinamas ūglių augimas (Feng ir kt., 2008; Hedden, 2008; de Lucas ir kt., 2008). Giberelo rūgštys skatina stiebo ilgėjimą ir lapų vystymąsi, bet neveikia šaknų. Jos taipogi skatina stiebo ilgėjimą skroteliniuose augaluose. Stiebo ilgėjimas skatinamas dėl tarpubamblių tįsimo, o ne dėl jų gausėjimo. Giberelo rūgščių trūkumas maţina tarpubamblio ląstelių dydį ir kiekį (Ross ir kt., 2005). Giberelo rūgštys skatina sėklų dygimą (Davies, 2004). Paveikti giberelo rūgštimis kai kurie augalai augina platesnius ir ilgesnius lapus. Giberelo rūgštys nutraukia pumpurų ir šakniagumbių ramybės perio- dą. Jos taip pat sukelia partenokarpiją obelyse ir kriaušėse. Giberelo rūgštys skatina il- gos dienos augalų ţydėjimą nepalankiomis trumpos dienos sąlygomis, taip pat skatina vyriškų ţiedų vystymąsi vietoj moteriškų vienanamiuose augaluose (pvz. kanapėje) (Davies, 2004). Giberelo rūgšties biosintezės sutrikimai inhibuoja augalo augimą, augalai tampa nykštukiniais (Martin ir kt., 1997).

18 1.5.4. Abscizo rūgštis

Abscizo rūgštis – natūralus augalo sintetinamas hormonas. Skirtingai nei giberelo rūgštys ir citokininai, abscizo rūgštis yra viena. Ji buvo nustatyta ir pavadinta „abscisi- nu II“, tiriant medvilnės vaisių kritimą. Tuo pačiu metu kita mokslininkų grupė nustatė jos poveikį pumpurų ramybės pradţiai ir pavadino „dorminu“. Šiuo metu manoma, kad abscizo rūgštis neprisideda prie šių procesų, nustatyta jos reikšmė sėklų vystymuisi, pri- sitaikymui prie aplinkos streso (Schwartz, Zeevaart, 2004). Abscizo rūgšties pavadini- mą sugalvojo fiziologai (Salisbury, Ross, 1992). Abscizo rūgštis sintetinama per mevalono kelią chloroplastuose ir kitose plastidė- se, daţniausiai lapuose. Sintezę daţnai skatina abiotinis stresas, sausra, šaltis. Abscizo rūgštis juda laisvai po augalą stiebu (Salisbury, Ross, 1992). Abscizo rūgštis dalyvauja ir reguliuoja įvairius augalo augimo ir vystymosi etapus: gemalo brendimą, per ankstaus dygimo stabdymą, sėklų ramybės būseną, vystimą- si, dygimą, ţiotelių atsidarymą, atsako į stresą genų aktyvavimą, ţydėjimą (Tanimoto ir kt., 1985; Christmann ir kt., 2006; Saxena ir kt., 2008; Agarwal, Jha, 2010). Abscizo rūgštis kontroliuoja adaptacijos stresui atsaką, aktyvuoja genus reguliuojančius osmoti- nį slėgį, jonų sulaikymą, šakų augimą šaknų sąskaita, šaknų hidraulinį laidumą (Rug- giero ir kt., 2004; Verslues, Zhu, 2005). Abscizo rūgštis riboja transpiracijos daţnį, kontroliuoja vytimą taip sumaţindama augalo vandens praradimą (Pospíšilová ir kt., 2009). Kelių streso atsako genų raiška padidinama abscizo rūgšties poveikyje (Ingram, Bartels, 1996). Streso atsako genų raiškos profilis šalčio, sausros, padidėjusio druskin- gumo ir abscizo rūgšties poveikyje panašus (Agarwal, Jha, 2010).

1.5.5. Kiti fitohormonai

Etilenas – vienintelis dujinės būsenos augalo hormonas. Dar senovės Egipte traiš- kydavo figas kad paskatinti jų nokimą (suţeidimas skatina etileno gamybą). 1864 metais pastebėta, kad dujų nuotėkis stabdo augalų augimą, skatina lapų susisukimą, ne- normalų stiebo storėjimą. 1901 m. Neljubow parodė, kad šiuos procesus lemia etilenas (Neljubow, 1901). Crocker nustatė, kad etilenas yra augalo hormonas atsakingas uţ vai- sių nokimą ir augalo vegetatyvinių audinių senėjimą (Crocker, 1935). Etilenas sintetinamas daugelyje augalo audinių – lapuose, stiebuose, šaknyse, ţie- duose, vaisiuose, šakniagumbiuose. Etileno poveikis apima įvairius augalo vystymosi etapus – valdo augimo, vystymosi ir senėjimo procesus (Abeles ir kt., 1992; Lin ir kt., 2009). Etilenas svarbus agronomijoje kontroliuojant augalo vystymosi procesus (Abeles ir kt., 1992; Schaller, 2003). Etilenas dalyvauja apikalinio kabliuko formavimesi, kuris apsaugo apikalinę meristemą nuo mechaninio dirvoţemio paţeidimo dygstant, ląstelių augimo procesuose, ir ţiedų vystymesi. Etilenas taip pat reguliuoja augalo atsaką į bio- tinį stresą – patogenus, taip pat abiotinius – sausra ar uţmirkimas (Mattoo, Suttle, 1991; Abeles ir kt., 1992; Roman ir kt., 1995; O‟Donnell ir kt., 1996, 2003; Penninckx ir kt., 1998; Chen, 2005). Nustatyta sąveika tarp etileno ir kitų hormonų signalinių kelių, ypač su auksinu, kurio poveikis daţnai būna tarpininkaujamas etileno, ir kitų hormonų – abscizo rūgšties, citokininų, giberelo rūgščių ir brasinosteroidų (Chen, 2005). Jazmonatai – augalo hormonų grupė reguliuojanti augimą ir vystymąsi. Jazmona- tus sudaro jazmino rūgštis ir jos esteriai, iš kurių svarbiausias yra metiljazmonatas. Pirmą kartą jazmonatai išskirti iš jazmino ruošiant ekstraktus parfumerijos pramonei (Demole ir kt., 1962). Jazmonatai sintetinami iš riebiųjų rūgščių. Jazmonatai kontro-

19 liuoja šaknų ir šakų audinių augimą, ląstelių augimą, dalijimąsi ir reguliuoja augimo kryptį – nukreipia besiformuojančius augalo audinius ir organus reikiama kryptimi (Koda, 1997; Maciejewska, Kopcewicz, 2003). Nustatyta, kad jazmonatai labai svarbūs reguliuojant kai kurių antrinių metabolitų (terpenoidų, alkaloidų, fenilpropanoidų ir ant- ioksidantų) sintezę. Jazmonatų signalinio kelio aktyvacija padidino antrinių metabolitų sintezę pomidore (Chen ir kt., 2006). Jazmonatai svarbūs augalų reprodukciniams pro- cesams, nustatyta, kad jų trūkumas sukelia vyrišką sterilumą. Jazmonatai kontroliuoja tinkamą ţiedadulkių vystimąsi, kuokelio tįsimą ir reikiamu laiko perduoda signalą ţie- dadulkių paleidimui (dulkinių atsivėrimui) (Liechti, Farmer, 2006). Jazmonatai nevienodai pasiskirstę augalo audiniuose, ţieduose jų randama dvigubai daugiau nei lapuose (Hause ir kt., 2000). Jazmonatai ir jų metabolitai atlieka svarbų vaidmenį aktyvuojant augalo gynybinius atsakus į abiotinį – sausrą, ultravioletinę spinduliuotę, ozoną, ir bio- tinį – vabzdţius ir mikroorganizmus, stresus (O‟Donnell, 2003; Rosahl, Feussner, 2005; Norastehnia, Asghari, 2006; Wasternack, 2007; Avanci ir kt., 2010). Brasinosteroidai – grupė steroidinių junginių, kurie tipiški brasinolidui, junginiui išskirtam iš rapso (Brassica napus L.) ţiedadulkių. Nustatyta, kad rapso ţiedadulkių ekstraktai skatino stiebo tįsimą ir ląstelių dalijimąsi (Mitchell ir kt., 1970). Šiuo metu augaluose identifikuota 70 brasinosteroidų (Bajguz, 2007). Brasinosteroidai aptinkami ţiedadulkėse, dulkinėse, sėklose, lapuose, kamiene, šaknyse ir vegetatyviniuose audiniuose ankstyvose vystymosi stadijose. Didesni jų kiekiai nustatyti ţiedadulkėse ir ne- subrendusiose sėklose, nei lapuose ar stiebuose (Gruszka, Maluszynski, 2010). Brasi- nosteroidai reguliuoja daugelį augalo fiziologinių procesų, įskaitant sėklų vystimąsi ir dygimą, ląstelių dalijimąsi ir tįsimą, dulkinių vystymąsi, mikrosporų dygimą ir dulkinės kotelio augimą, lapų senėjimą, fotosintezės indukciją. Didelės brasinosteroidų koncentracijos slopina šaknų augimą ir šaknijimąsi (Fujioka, Yokota, 2003; Belkhadir, Chory, 2006; Nomura, Bishop, 2006; Li, Jin, 2007). Brasinosteroidai perduoda augalo atsaką į daugelį aplinkos stresų (Sharma, Bhardwaj 2007; Sharma ir kt., 2008; Gruszka, Malu- szynski, 2010). Egzogeniniai brasinosteroidai pagreitino agurkų metabolizmą ir tuo pa- čiu maţino pesticidų kiekį vaisiuose (Xia ir kt., 2009). Salicilo rūgštis – fenolinis augalų hormonas, reguliuojantis augimo, vystymosi, fotosintezės, kvėpavimo, jonų įsisavinimo ir transporto procesus. Salicilo rūgštis pirmą kartą išskirta iš gluosnio ţievės 1928 m. (Hayat ir kt., 2007), nors iki tol sintetinė salicilo rūgštis buvo parduodama kaip vaistas (Raskin, 1992). Salicilo rūgštis sukelia specifi- nius lapų anatomijos ir chloroplastų struktūros pokyčius. Paveikus salicilo rūgštimi augalai augina didesnius lapus (Larque-Saavedra, Martin-Mex, 2007). Endogeninė salicilo rūgštis ankstina ţydėjimą dekoratyviuose augaluose, ja paveikti Sinningia speciosa augalai ţydėjo 6 dienomis anksčiau (Martin-Mex, 2005) nei kontroliniai augalai. Salicilo rūgštis perduoda sisteminio atsako į patogenus signalą, kai patogenas esantis vienoje augalo dalyje aktyvuoja atsparumo genų raišką visame augale. Salicilo rūgštis aktyvuoja su patogenais siejamų PR genų veiklą (Hooft van Huijsduijnen ir kt., 1986; Pietarse, Van Loon, 2004). Strigolaktonai – terpenoidų klasės augalų hormonų grupė. Apie 80 procentų auga- lų skleidţia strigolaktonus į dirvoţemį, kur jie stimuliuoja augalo simbiozę su mikorizės grybais, padedančiais augalui įsisavint maistines medţiagas iš dirvoţemio (Akiyama, 2005; Bouwmeester, 2007; Umehara ir kt., 2008). Šie junginiai pirmą kartą nustatyti šaknų išskyrose, parodyta, kad jie stimuliuoja parazitinio Striga augalo sėklų dygimą ir todėl pavadinti strigolaktonais (Cook ir kt., 1972). Strigolaktonai kontroliuoja šakų au- gimą stabdydami šoninių pumpurų augimą (Gomez-Roldan ir kt., 2008; Umehara ir kt.,

20 2008; Yoneyama ir kt., 2008, 2009). Šiuo metu tiriamas tik egzogeninis strigolaktonų poveikis, parodyta, kad net 10 nM strigolaktono analogo stabdė šakų augimą, tačiau kol kas nėra sukurta metodikų strigolaktonų nustatymui šakų audiniuose (Beveridge, 2010). Augalo hormonų sistema yra labai sudėtinga. Jos atskirų komponentų raiška priklauso nuo biotinių ir abiotinių veiksnių, jie gali aktyvuoti, slopinti arba papildyti vienas kito poveikį. Plačiausiai tyrinėta modelinio augalo – baltaţiedţio vairenio (Arabi- dopsis thaliana) – hormonų sistema. Sodo augalų tyrinėjimai daţniausiai apsiriboja etileno tyrimais dėl jo vaisių nokimą lemiančio poveikio. Svarbu tirti ir kitus hormonus, jų santykį sodo augaluose, lemiančius medţio, jo ūglių, lapų, ţiedų bei vaisių augimą ir vystymąsi, nuo kurių priklauso jo vainiko forma.

21 2. TYRIMŲ OBJEKTAS, SĄLYGOS IR METODAI

2.1. Tyrimų objektas

Naminė obelis (Malus x domestica Borkh.) priklauso obels (Malus) genčiai, obe- linių (Maloideae) pošeimiui, erškėtinių (Rosaceae) šeimai. Obels vainiko formą le- miančių morfologinių ir fiziologinių veiksnių ir jų paveldėjimo analizei pasirinktos skirtingos vainiko architektūros obels veislės (1 lentelė).

1 lentelė. Tirtų obels veislių vainiko formos aprašymas Kryţminimo Vainiko Veislė Aprašymas komponentai architektūra CoB-0968 ♀ Koloninio Vaismedis augus, maţai šakotas, pagrindi- ideotipo nės šakos auga lygiagrečiai kamienui, šoni- nės šakos trumpos. Dera spur tipo šakelės. ‛Aldas‟ ♀ Standartinio Vaismedis labai augus, vainikas rutuliškas, ideotipo Dera trumposios vaisinės šakelės. ‛Štaris‟ ♀ Standartinio Vaismedis vidutiniškai augus, vainikas ru- ideotipo tuliškas. Dera ilgieji ūgliai ir trumposios vaisinės šakelės. ‛Priam‟ ♀ Standartinio Vaismedis vidutiniškai augus, vainikas ne- ideotipo taisyklingas šluotiškas. Dera ilgieji ūgliai. ‛Katja‟ ♀ Standartinio/ Vaismedis vidutinio augumo, vainikas pla- spur ideotipo čiai piramidiškas. Dera spur tipo šakelės. ‛Geven Smith ♀ Spur ideotipo Vaismedis maţai augus, vainikas apverstos Spur‟ piramidės formos. Dera tik spur tipo šake- lės. ‛B1267‟ ♀ Svyrančio Vaismedis vidutiniškai augus, vainikas skė- ideotipo tiškas, svyrantis. Dera ilgieji ūgliai. Co17-39-52 ♂ testeris Koloninio Vaismedis maţai augus, maţai šakotas. ideotipo Pagrindinės šakos auga lygiagrečiai kamienui, šoninės šakos trumpos. Dera spur tipo šakelės. ‛Orlovim‟ ♂ testeris Standartinio Vaismedis vidutiniškai augus, vainikas ru- ideotipo tuliškas. Dera trumposios vaisinės šakelės. ‛Rubin‟ ♂ testeris Standartinio Vaismedis labai augus, vainikas rutuliškas. ideotipo Šoniniai ūgliai nusvirę, šakos nuplinkan- čios. Dera ilgieji ūgliai ir trumposios vaisi- nės šakelės. ‛B1260‟ ♂ testeris Svyrančio Vaismedis maţai augus, vainikas skėtiškas, ideotipo svyrantis. Dera ilgieji ūgliai.

Koloninę vainiko formą lemiantis Co genas tirtas obels veislėse ir hibriduose. Tir- tos visos tėvinės veislės ir klonai (1 lentelė) bei hibridai, gauti sukryţminus koloninės ir kitokios vainiko formos obelis. Kontrolinė veislė standartinio vainiko ideotipo „Auksis‟ ir „Skaistis‟, o koloninio ideotipo – „KV-47‟.

22 2.2. Bendrosios tyrimų sąlygos

Tyrimai atlikti 2006–2009 metais Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro So- dininkystės ir darţininkystės instituto Sodo augalų genetikos ir biotechnologijos skyriu- je. Kryţminimai atlikti LAMMC SDI obelų kolekciniame sode. Klimatinės sąlygos Lietuvoje tinka obelims auginti, tačiau kiekvienų metų orų sąlygos būna labai skirtingos. Permainingos 2006 metų meteorologinės sąlygos dėl ţiemos metu svyravusių di- delių šalčių su plona sniego danga ir giliu įšalu nebuvo palankios vaismedţiams. Kovo mėnesį vyravo ţiemiški orai. Nuo balandţio pabaigos iki geguţės vidurio vyravo šilti ir sausi orai, antroji geguţės mėnesio pusė buvo vėsi ir lietinga. Tačiau ilgas ir šaltas periodas ţydėjimo metu (be šalnų) ţiedų apdulkinimui ir vaisių uţmezgimui neigiamos įta- kos neturėjo. Nuo birţelio antros dekados nusistovėjusi aukšta oro temperatūra, kritulių stygius, didelė saulės spindėjimo trukmė sudarė sąlygas sausrai. Sausra baigėsi antroje liepos pusėje prasidėjus lietingiems orams. Rugsėjo mėnesį vyravo drėgni ir šilti orai. Spalio ir lapkričio mėnesio vidutinė oro temperatūra buvo aukštesnė nei daugiametė vidutinė, o kritulių kiekis artimas daugiamečiam vidurkiui. 2007 m. ţiema labai švelni ir šilta. Pavasaris, šiltas ir pakankamai drėgnas buvo palankus vegetacijos atsinaujinimui. Geguţės mėnesis šiltas, o vidutinis kritulių kiekis buvo dvigubai didesnis uţ daugiametį vidurkį. Didesnis kritulių kiekis ţiedų apdulkinimui ir vaisių uţmezgimui nepakenkė. Birţelį vidutinė mėnesio temperatūra ir kritulių kiekis buvo artimi daugiamečiam vidurkiui. Liepą orai permainingi. Rugpjūčio – lapk- ričio mėnesiais tiek kritulių kiekis, tiek temperatūra artima vidutinei daugiametei. 2008 m. ţiema buvo šilta, be kritulių. Vėsesni orai vyravo visą geguţę, tačiau vėsesnis periodas ţydėjimo metu (be šalnų) ţiedų apdulkinimui ir vaisių uţmezgimui neigiamos įtakos neturėjo. Birţelio mėnuo taip pat vėsesnis, o nuo liepos trečios dekados nusistovėjusi aukštesnė oro temperatūra ir kritulių stygius sudarė sąlygas sausrai. Rugpjūčio mėnuo buvo šiltas ir drėgnas, o rugsėjis vėsesnis bei sausesnis nei vidutiniš- kai. Spalio ir lapkričio mėnesiais temperatūra buvo artima vidutinei daugiametei, tik spalio mėnesis buvo drėgnesnis, o lapkričio sausesnis nei vidutiniškai.

2.3. Bandymų schemos, laboratoriniai tyrimai ir morfologinių parametrų vertinimas

2.3.1. Skirtingos vainiko formos obelų kryţminimas

2006–2008 metais pavasarį LAMMC SDI atlikti kryţminimai tarp įvairios archi- tektūros formos obelų pagal topkroso schemą (2 lentelė). Kryţminimai vykdyti 2006, 2007 ir 2008 metų geguţės 12–20 d. Kiekvienoje kombinacijoje kasmet sukryţminta po 180–250 ţiedų. Obuoliai skinti techninės brandos stadijoje ir laikyti +6oC. Po mėnesio išimtos sėklos, ir laikytos +4oC. Gruodţio viduryje sėklos pradėtos stratifikuoti +4oC temperatūroje smulkiame ţvyre. Sudygę sėjinukai auginti šiltnamyje iki penkių lapelių stadijos ir pasodinti į 5 L tūrio vazonus, durpių substrate (Rėkyva). 2007 – 2009 metais polietileniniame šiltnamyje auginti 3877 hibridai.

23 2 lentelė. Skirtingos vainiko formos obelų kryţminimo schema ♂ „Rubin‟ *** „Orlovim‟ *** Co17-39-52 * B1260 **** ♀ CoB-0968 * + + + + B1267 **** + + + + „Aldas‟ *** + + + + „Katja‟ ** + + + + „Granny Smith + + + + Spur‟ ** „Štaris‟ *** + + + + „Priam‟ *** + + + + Fenotipas: *koloninis; **spur; ***standartinis; ****svyrantis

Obels hibridai tręšti ir purkšti nuo ligų, o vegetacijos pabaigoje įvertinti jų morfologiniai poţymiai.

2.3.2. Morfologinių rodiklių vertinimas

Baigiantis vegetacijai vertinti obels tėvinių genotipų morfologiniai parametrai – tarpubamblio ilgis, metūglio ilgis, tarpubamblių skaičius ūglyje, lapalakščio kampas metūglio atţvilgiu ir metūglio diametras. Vertinti visų veislių keturi medţiai, matuota po 10 metūglių augančių visose vaismedţio pusėse. Matuotas 10 tarpubamblių ilgis (mm), pradedant nuo ţemiausio tarpubamblio, tu- rinčio lapą ir paskaičiuotas vidutinis augalo tarpubamblio ilgis. Matuotas visas metūglis nuo pagrindinės šakos iki metūglio viršūnės (mm). Nustatytas lapalakščio kampas metūglio atţvilgiu (balais). 1 balas – smailus lapa- lakščio kampas metūglio atţvilgiu (į viršų), 2 – bukas lapalakščio kampas metūglio at- ţvilgiu (horizontalūs metūgliui), 3 – bukas lapalakščio kampas metūglio atţvilgiu (lapa- lakščiai auga ţemyn). Paskaičiuotas kiekvienos veislės vidutinis lapalakščio kampas metūglio atţvilgiu. Matuotas ţemutinio tarpubamblio diametras (mm), paskaičiuotas kiekvienos veis- lės vidutinis metūglio diametras. Nustatant tarpubamblių skaičių ūglyje skaičiuoti visi tarpubambliai ir paskaičiuo- tas vidutinis tarpubamblių kiekis metūglyje. Obels hibridų morfologiniai parametrai vertinti tai pat kaip tėvinių veislių, ir pa- skaičiuoti šeimos vidutiniai morfologiniai duomenys. Tarpubambliai pagal ilgį suskirstyti į grupes: <5 mm, 5,1–8 mm, 8,1–11 mm, 11,1–14 mm, 14,1–17 mm, 17,1–20 mm ir >20,1 mm.

2.3.3. Fitohormonų nustatymas

2008 m. tirtas skirtingos vainiko formos obelų lapuose esančių augalų hormonų kiekis. Tėvinių obelų veislių lapų ėminiai augalo hormonų analizei lapai imti kas 14 dienų. Tirti jauni lapai (4–5 lapas nuo ūglio viršaus) iš vidinės vainiko dalies (1,2 m aukštyje iš pietinės pusės), nuskinti lapai iš karto uţšaldyti. Imtas jungtinis ėminys nuo penkių ūglių. Įvertinus augalo hormonų dinamiką tėvinėse veislėse, obels hibridų lapai fitohormonų tyrimui imti 2009 m. liepos pabaigoje, kai buvo nustatyta didţiausia auga- lų hormonų koncentracija tėvinių veislių lapuose.

24 Pavyzdţio paruošimas. Ekstrakcija vykdyta pagal modifikuotą Wang metodiką (Wang ir kt., 2003). Bandiniai efektyviajai skysčių chromatografijai (ESC) ruošti sutri- nant 1 g ţalios masės skystame azote, ekstrakcija vykdyta uţpilant 10 mL izopropanolio (Sigma-Aldrich, Vokietija). Po 24 h bandinys nucentrifuguotas 2500 aps. min.-1 greičiu, 5 min., nupylus ekstraktą, centrifuguota dar tris kartus, kaskart uţpilant po 2 mL izopropanolio. Surinktas bandinys garintas rotaciniu garintuvu, grynintas kietafazės ekst- rakcijos metodu, naudojant NH2- funkcinių grupių turinčio sorbento kolonėles (Supel- co, JAV), ir sukoncentruotas vakuuminio koncentratoriaus (Eppendorf Concentrator 5301, Vokietija) pagalba iki 500 µl. Paruošti bandiniai saugoti mėgintuvėliuose, 4C temperatūroje. Fitohormonų kiekybinė analizė. Augalų hormonai nustatyti efektyviosios skysčių chromatografijos metodu. Fitohormonų analizei naudotas Agilent 1200 chromatografas (Agilent Technologies Inc, Vokietija) su diodų matricos detektoriumi – zeatinas (Z), giberelo rūgštis 3 (GR3) ir indolil-3-acto rūgštis (IAR) nustatyti esant 254 nm, o abscizo rūgštis (AR) esant 280 nm bangos ilgiui. Judri fazė A – 50 % metanolis (Sigma- Aldrich, Vokietija), B – 50 % metanolis + 1,2 % acto rūgšties (Sigma-Aldrich, Vokieti- ja). Skirstymai atlikti Eclipse XDB C18 kolonėlėje (4,6 x 150 mm) (Agilent Technolo- gies Inc, Vokietija) naudojant gradientinį reţimą: 0 min 50 % B, 3 min 50 % B, 7 min 60 % B, 8 min 50 % B, 10 min 50 % B. Hormonų kokybiniam ir kiekybiniam įvertini- mui naudoti standartai IAR, Z, GR3 (Duchefa, Olandija), AR (Alfa Aesar GMBH, Vo- kietija). Visi bandiniai tirti 3 analitiniais pakartojimais, paskaičiuotas vidutinis augalų hormonų kiekis bandinyje pagal kiekvieno hormono kalibracinę kreivę.

2.3.4. Koloninę obels vainiko formą lemiančio Co geno nustatymas

Koloninę obels vainiko formą lemiantis Co genas nustatytas polimerazės grandi- ninės reakcijos (PGR) metodu obels veislėse ir hibriduose. Tirtos veislės „Auksis‟, „Al- das‟, „Orlovim‟, „Priam‟, „Skaistis‟, „Katja‟, koloninio ideotipo veislė „KB-47‟ ir hibridai, gauti sukryţminus koloninės ir kitokios vainiko formos augalus. Tirti šių šeimų sė- jinukai: „Aldas‟ x Co17-39-52, B1267 x Co17-39-52, B-0968 x B1260, CoB-0968 x Co17-39-52, CoB-0968 x „Orlovim‟, CoB-0968 x „Rubin‟, „Katja‟ x Co17-38-50, „Granny Smith Spur‟ x Co17-39-52 ir nustatytas tėvinių koloninių augalų Co geno paplitimas. Obels hibridam suformavus 10 lapų buvo išskirta jų DNR. 0,15 g ţalio lapo su- trinta skystame azote ir DNR išskirta naudojant CTAB metodą (Doyle, Doyle, 1990). Co geno nustatymui skirtingos vainiko formos obelyse ir hibriduose naudotas Tian su bendraautoriais sukurtas molekulinis ţymuo (Tian ir kt., 2005). PGR vykdyta 20 µl reakcijos mišinio, sudaryto iš polimerazės buferinio tirpalo su 2,5 mM MgCl2, 0,2 mM dNTP mišinio, po 0,2 µM 5„ ir 3„ oligonukleotidinių pradmenų, 1,25 vieneto Taq DNR polimerazės (Fermentas, Lietuva) ir 350 ng genominės DNR. Reakcijai naudotos šios sąlygos: pirminė DNR denatūracija vykdyta 4 min. 94 oC temperatūroje, vėliau sekė 35 ciklai po 30 s denatūracijos 94 oC temperatūroje, pradmenų prilydymo 35 s 55 oC temperatūroje ir fragmento sintezės 1 min 72 oC temperatūroje, galutinė fragmentų sin- tezė vykdyta 6 min. 72 oC temperatūroje termocikleryje (Eppendorf Mastercycler epg- radient S, Vokietija). Gauti fragmentai atskirti 1,5% agarozės gelyje, daţyti etidţio bromidu ir vizualizuoti UV spinduliuotėje (Herolab, Vokietija).

25 2.3.5. Duomenų statistinė analizė

Tėvinių veislių ir hibridų morfologiniai duomenys įvertinti dispersinės analizės metodu, naudojant ANOVA (Tarakanovas, Raudonius, 2003) ir Microsoft Excel programinius paketus. Duomenims palyginti naudotas Fišerio LSD testas, esminiai skirtumai nustatyti, kai tikimybės lygmuo ≤5 %. Tėvinių veislių bendroji ir specifinė kombi- nacinė galia bei jų variansos paskaičiuotos pagal Kempthrone (1957) ir Масюкова (1979). Augalų hormonų duomenys įvertinti dispersinės analizės metodu, naudojant ANOVA (Tarakanovas, Raudonius, 2003) ir Microsoft Excel programinius paketus. Duomenims palyginti naudotas Fišerio LSD testas, esminiai skirtumai nustatyti, kai ti- kimybės lygmuo ≤5 %. Obels hibridų giminingumas pagal morfologinius ir augalų hormonų duomenis įvertintas Ward metodu, atstumai skaičiuoti pagal Pirsono r programinio paketo Statistica 6.0 pagalba. Skirtingos vainiko formos sėjinukų pasiskirstymas į grupes pagal tris morfologinius parametrus pavaizduotas programinio paketo Statistica 6.0 pagalba.

26 3. TYRIMŲ REZULTATAI IR JŲ APTARIMAS

3.1. Skirtingos vainiko architektūros obelys

Obelys pagal jų vainiko architektūra skirstomos į keturias pagrindines grupes (Lespinasse, 1992). Koloninio ideotipo obelys pasiţymi spur tipo derėjimu, ir maţai ša- kojasi. Antrai grupei priskiriamos spur tipo obelys, jų vaisiai dera ant spurinių šakelių, šakos tvirtos ir orientuotos į viršų. Standartinio tipo obelys šakojasi gausiai, dera trumpus ir vidutinės vaisinės šakelės, o svyrančios vainiko formos obelys pasiţymi ţemyn nusvirusiomis šakomis, jų vaisiai dera ant ilgųjų vaisinių šakelių (Lespinasse, 1992). Tirtos visų aukščiau išvardintų vainiko architektūros tipų obelys.

3.1.1. Skirtingos vainiko formos obels fitomerų ir ūglių morfologiniai rodikliai ir jų koreliacija

Baigiantis vegetacijai įvertinti obels tėvinių veislių ir klonų fitomerų ir ūglių morfologiniai parametrai – tarpubamblio ilgis, metūglio ilgis, tarpubamblių skaičius ūglyje, lapalakščio kampas ūglio atţvilgiu ir metūglio diametras. Skirtingos vainiko formos obels veislių morfologiniai rodikliai pateikti 3 lentelėje.

3 lentelė. Skirtingos vainiko formos obels veislių morfologiniai rodikliai. Tarpubamblių Lapalakščio Metūglio Tarpubamblio Metūglio Veislės ir klonai skaičius kampas diametras ilgis mm ilgis mm ūglyje ūglio atţvilgiu mm ‛Aldas‟ 25,6ab 273,0ab 11,4bc 1,0a 3,6cd ‛Orlovim‟ 22,7bc 301,6a 13,4ab 1,0a 3,3d ‛Rubin‟ 21,6c 208,0bc 9,7cd 1,0a 3,6cd Standartinių veislių vidurkis 23,3 260,9 11,5 1,0 3,5

CoB-0968 5,2e 52,6e 10,0cd 1,1a 7,3b Co17-39-52 7,9de 81,0de 10,6bcd 1,0a 7,2b Koloninių klonų vidurkis 6,6 66,8 10,3 1,1 7,3

B1267 25,1abc 150,6cd 6,0e 2,4b 3,3d B1260 27,5a 208,1bc 7,9de 2,6b 3,7cd Svyrančių klonų vidurkis 26,3 179,4 7,0 2,5 3,5

‛Granny Smith Spur‟ 11,1d 168,0c 15,6a 1,0a 8,0a ‛Katja‟ 22,7bc 255,0ab 11,3bc 1,1a 3,9c Spur tipo veislių vidurkis 16,9 211,5 13,5 1,1 5,9 Tomis pačiomis raidėmis stulpeliuose paţymėti skaičiai iš esmės nesiskiria (P0,05)

Nustatyta, kad koloninės vainiko formos obels klonai pasiţymėjo patikimai trumpesniu tarpubambliu nei kitų vainiko formų obels veislės. „Granny Smith Spur‟ veislės augalų tarpubamblio ilgis (11,1) artimas SDI selekcijos koloninio hibrido Co17-39-52

27 tarpubamblio ilgiui (7,9 mm), tačiau patikimai skiriasi nuo CoB-0968 tarpubamblio (5,2 mm) (3 lentelė). Koloninių klonų tarpubamblio ilgiai tarpusavyje nesiskyrė. Kolo- ninės vainiko formos augalų tarpubamblis buvo 3 – 4 kartus trumpesnis uţ standartinių veislių tarpubamblius, o svyrančios vainiko formos klono B1260 tarpubamblis (27,5 mm) 5,2 karto ilgesnis uţ koloninio CoB-0968 hibrido tarpubamblį (5,2 mm). Kitų autorių duomenimis koloninės „Telamon‟ obels tarpubamblis 8-10 mm, o standar- tinių siekia iki 20 mm (Kenis, Keulemans, 2007). Tirtoje augalų grupėje B1260 klono tarpubamblis buvo ilgiausias, o pagal ilgį į jį panašūs buvo tik B1267 klono (25,1 mm) ir veislės „Aldas‟ (25,6 mm) tarpubambliai. Ilgas obels tarpubamblis siejamas su ūglio lankstumu, ūgliai sudaryti iš ilgesnių tarpubamblių nulinksta ir formuojasi svyranti vainiko architektūros forma (Segura, 2006). Svyrančios vainiko formos augalų tarpubamblio ilgiai tarpusavyje nesiskyrė ir buvo panašūs į standartinių veislių tarpubamblio il- gius. Tarpubamblio ilgis leidţia atskirti koloninės vainiko formos obelis nuo kitų vainiko formų obelų. Ilgiausius metūglius augino veislės „Orlovim‟ obelys (301,6 mm), trumpiausius – CoB-0968 hibridas (52,6 mm) (3 lentelė). Koloninių augalų metūgliai buvo apie 4 kartus trumpesni uţ standartinių veislių metūglius, o veislės „Orlovim‟ metūglis ilgesnis uţ koloninio CoB-0968 hibrido metūglį beveik 6 kartus. Standartinio fenotipo obelys augina ilgesnius metūglius, nei kitų vainiko formų obelys (de Witt ir kt., 2002; Lauri ir kt., 2006). Taip pat parodyta, kad koloninio fenotipo augalai pasiţymi trumpesniu ir storesniu metūgliu (Flachowsky ir kt., 2010). Svyrančios vainiko formos augalų metūg- liai tarpusavyje nesiskyrė, pagal ilgį jie buvo tarp koloninės ir standartinės vainiko formos augalų metūglių. Spur tipo veislių metūgliai skyrėsi tarpusavyje – „Granny Smith Spur‟ 168,0 mm ir „Katja‟ 255,0 mm. „Granny Smith Spur‟ veislės vainikas buvo tipin- gas spur formai, tuo tarpu „Katja‟ pagal vainiko forma labiau priminė standartinės formos obelis, tačiau vaisius veda ant spur tipo vaisinių šakelių. Galima daryti prielaidą, kad metūglio ilgis labiau susijęs su obels vainiko forma nei derėjimo tipu. Svyrančios vainiko formos obelys augino ilgiausius tarpubamblius, tačiau jų me- tūgliuose nustatytas maţiausias tarpubamblių skaičius – 6,0 B1267 ir 7,9 B1260 klo- nuose (3 lentelė). „Granny Smith Spur‟ veislė išsiskyrė dideliu tarpubamblių skaičiumi (15,6) metūglyje, tačiau jų tarpubambliai buvo vieni trumpiausių (11,1 mm), „Katja‟ pagal šį poţymį buvo panašesnė į standartinio ir koloninio ideotipų augalus. Koloninės ir standartinės vainiko formų obelų tarpubamblių kiekis metūglyje iš esmės nesiskyrė. Kenis tirdamas obels morfologinius rodiklius ir jų paveldėjimą nustatė, kad koloninio ir standartinio ideotipo obelų tarpubamblių skaičius nesiskiria (Kenis, Keulemans, 2007), panašūs ir kitų tyrėjų duomenys (Jackson, 2003). Nustatyta, kad aukštesniu lapalakščio kampu metūglio atţvilgiu pasiţymėjo svy- rančios vainiko formos obelys (3 lentelė). Klono B1260 lapalakščio kampas metūglio atţvilgiu 2,6, o klono B1267 – 2,4. Daţniausiai standartinio fenotipo obels lapalakščiai orientuoti į viršų (1 balas) (Jackson, 2003). Mūsų tyrime standartinio, koloninio ir spur augimo tipų augalų lapalakščio kampas metūglio atţvilgiu svyravo nuo 1,0 iki 1,1 balo. Aukštas lapalakščio kampas metūglio atţvilgiu buvo būdingas tik svyrančios vainiko formos obelims. Obels vainiko formos tyrimuose daţniausiai tiriami įvairūs ūglio augumo parametrai – tarpubamblio ilgis, skaičius, storis, šakų kampas ir kiti (Costes, 2006; Segura ir kt., 2006; 2007; Kenis, Keulemans, 2007). Mūsų tyrime lapalakščio kampas metūglio atţvilgiu, kaip morfologinis fitomero poţymis, pirmą kartą susietas su obels vainiko architektūra. Lapalakščio kampas metūglio atţvilgiu daţniau siejamas su vaisių nusidaţymu ir produktyvumu (Yamamoto ir kt., 2009).

28 Storiausiais metūgliais pasiţymėjo spur tipo „Granny Smith Spur‟ veislė (diametras 8,0 mm) ir koloninės vainiko formos CoB-0968 hibridas 7,3 mm, o Co 17-39-52 hibridas 7,2 mm (3 lentelė). Koloninės vainiko formos obelų klonai pagal metūglio diametrą tarpusavyje nesiskyrė. Parodyta, kad koloninio fenotipo obelų metūgliai storesni (Flachowsky ir kt., 2010). Palyginus spur derėjimo tipo veisles „Granny Smith Spur‟ ir „Katja‟ nustatyta, kad jų metūglio diametras skyrėsi 2 kartus – 8,0 ir 3,9 mm atitinkamai. Spur derėjimo tipo veislė „Katja‟ pagal metūglio diametrą buvo panašesnė į standartinės vainiko formos obelis (vidutinis metūglio diametras 3,5 mm). Ploniausi metūgliai nustatyti veislės „Orlovim‟ ir klono B1267 – 3,3 mm. Svyrančios vainiko formos obelys pagal šį poţymį nesiskyrė tarpusavyje. Standartinės vainiko formos obelų fitomerų ir ūglių morfologinių parametrų koreliacija pateikta 4 lentelėje. Nustatyta stipri tiesioginė priklausomybė tarp tarpubamblių kiekio metūglyje ir metūglio ilgio. Taip pat stebėta silpna tiesioginė koreliacija tarp tarpubamblio ir metūglio ilgių, metūglio diametro ir ilgio, bei metūglio diametro ir tarpu- bamblių kiekio ūglyje. Standartinės vainiko formos obelų metūglio ilgis labiau priklau- sė nuo tarpubamblių kiekio ūglyje nei tarpubamblio ilgio ar metūglio diametro (4 lente- lė).

4 lentelė. Standartinės vainiko formos obels fitomerų ir ūglių morfologinių rodik- lių koreliacija (*P≤ 0,05). Lapalakščio Tarpubamblio Metūglio Tarpubamblių kampas ūglio ilgis ilgis skaičius ūglyje atţvilgiu Metūglio ilgis 0,46* - Tarpubamblių skaičius 0,13 0,91* - ūglyje Lapalakščio kampas - - - - ūglio atţvilgiu Metūglio diametras 0,16 0,39 0,33 -

Koloninės vainiko formos obelų fitomerų ir ūglių morfologinių parametrų koreliacija pateikta 5 lentelėje.

5 lentelė. Koloninės vainiko formos obels fitomerų ir ūglių morfologinių rodiklių koreliacija (*P≤ 0,05). Lapalakščio Tarpubamblio Metūglio Tarpubamblių kampas ūglio ilgis ilgis skaičius ūglyje atţvilgiu Metūglio ilgis 0,64* - Tarpubamblių skaičius 0,16 0,85* - ūglyje Lapalakščio kampas -0,25 -0,10 0,03 - ūglio atţvilgiu Metūglio diametras 0,01 0,51 0,63* 0,26

Nustatyta stipri tiesioginė priklausomybė tarp tarpubamblių kiekio metūglyje ir metūglio ilgio, vidutinė tarp metūglio diametro ir tarpubamblių kiekio, metūglio ir tarpubamblio ilgių. Palyginus su standartinės vainiko formos obelimis, koloninėse obelyse

29 stipriau išreikšta priklausomybė tarp metūglio ilgio ir tarpubamblio ilgio, metūglio diametro ir tarpubamblių kiekio. Tai rodo, kad koloninės formos obelų morfologiniai augimo parametrai tampriau susiję tarpusavyje nei standartinės vainiko formos obelyse. Metūglio ilgis priklausė labiau nuo tarpubamblių kiekio ūglyje ir tarpubamblio ilgio, nei nuo metūglio skersmens. Svyrančios vainiko formos obelų morfologinių parametrų koreliacija pateikta 6 lentelėje. Nustatyta stipri tiesioginė priklausomybė tarp metūglio ilgio ir tarpubamblių kiekio metūglyje, bei metūglio diametro ir ilgio. Tiesioginė vidutinė koreliacija nustatyta tarp metūglio diametro ir tarpubamblių kiekio ūglyje. Svyrančios vainiko formos obelų metūglio ilgis labiau priklausė nuo tarpubamblių kiekio ūglyje ir metūglio skersmens, nei nuo tarpubamblio ilgio.

6 lentelė. Svyrančios vainiko formos obels fitomerų ir ūglių morfologinių rodiklių koreliacija (*P≤ 0,05). Lapalakščio Tarpubamblio Metūglio Tarpubamblių kampas ūglio ilgis ilgis skaičius ūglyje atţvilgiu Metūglio ilgis 0,44 - Tarpubamblių skai- -0,10 0,84* - čius ūglyje Lapalakščio kampas -0,45 -0,08 0,14 - ūglio atţvilgiu Metūglio diametras 0,46 0,90* 0,67* -0,06

Spur vainiko formos obelų morfologinių parametrų koreliacija pateikta 7 lentelė- je. Nustatyta stipri tiesioginė priklausomybė tarp metūglio ilgio ir tarpubamblių ilgio. Panaši priklausomybė stebėta koloninės ir standartinės vainiko formos obelyse, o taip pat kitų autorių darbuose (Kenis, Keulemans, 2007). Tik spur tipo veislėse nustatyta stipri atvirkštinė koreliacija tarp tarpubamblio ilgio ir metūglio diametro, ilgėjant tarpubamblio ilgiui maţėjo metūglio diametras. Standartinės ir koloninės vainiko formos obelyse koreliacijos tarp šių rodiklių nebuvo, o svyrančios vainiko formos obelyse ste- bėta silpna tiesioginė koreliacija tarp tarpubamblio ilgio ir metūglio diametro, ilgėjant tarpubambliui metūglio skersmuo didėjo.

7 lentelė. Spur tipo vainiko formos obels fitomerų ir ūglių morfologinių rodiklių koreliacija (*P≤ 0,05). Lapalakščio Tarpubamblio Metūglio Tarpubamblių kampas ūglio ilgis ilgis skaičius ūglyje atţvilgiu Metūglio ilgis 0,81* - Tarpubamblių skai- -0,11 0,45 - čius ūglyje Lapalakščio kampas 0,33 -0,02 -0,36 - ūglio atţvilgiu Metūglio diametras -0,76* -0,35 0,57* -0,38

Spur tipo obelys iš kitų vainiko formų obelų išsiskyrė silpna tiesiogine metūglio ilgio ir tarpubamblių kiekio metūglyje koreliacija (koreliacijos koeficientas 0,45), tačiau

30 ši koreliacija buvo nepatikima. Likusių vainiko formų obelyse stebėta stipri priklauso- mybė tarp šių morfologinių parametrų (koreliacijos koeficientas 0,8–0,91). Stipri pri- klausomybė tarp šių poţymių stebėta ir kitų autorių darbuose (Kenis, Keulemans, 2007, Segura ir kt., 2006, 2007). Tai reiškia, kad spur tipo veislėse metūglio ilgis didele dali- mi buvo lemiamas tarpubamblių ilgio, o ne tarpubamblių kiekio ūglyje kaip kitų vainiko formų obelyse. Taip pat skirtingai nuo kitų vainiko formos obels veislių spur tipo vaismedţių metūglio ilgis maţėjo didėjant metūglio skersmeniui, todėl galima teigti, kad spur vainiko tipo obelų metūgliai vystėsi kitaip nei standartinės, koloninės ar svy- rančios vainiko formos obelų. Koreliacija tarp lapalakščio kampo metūglio atţvilgiu ir kitų tirtų morfologinių parametrų nepastebėta. Aukštesni koreliacijos koeficientai gauti tik svyrančios ir spuri- nės vainiko formos obelyse (6 ir 7 lentelė). Svyrančio ideotipo obelyse nustatyta silpna atvirkštinė lapalakščio kampo koreliacija su tarpubamblio ilgiu, kai spur tipo obelyse nustatyta silpna tiesioginė koreliacija tarp šių poţymių ir silpna atvirkštinė koreliacija tarp lapalakščio kampo ir tarpubamblių kiekio metūglyje, bei lapalakščio kampo ir me- tūglio diametro.

8 lentelė. Obels fitomerų ir ūglių morfologinių rodiklių koreliacija (*P≤ 0,05). Lapalakščio Tarpubamblio Metūglio Tarpubamblių kampas ūglio ilgis ilgis skaičius ūglyje atţvilgiu Metūglio ilgis 0,70* - Tarpubamblių skai- -0,10 0,58* - čius ūglyje Lapalakščio kampas 0,28* -0,13 -0,44* - ūglio atţvilgiu Metūglio diametras -0,80* -0,49* 0,27* -0,25*

Visų vainiko formų obels morfologinių parametrų koreliacija pateikta 8 lentelėje. Nustatyta stipri tiesioginė priklausomybė tarp tarpubamblio ir metūglio ilgių ir stipri at- virkštinė koreliacija tarp tarpubamblio ilgio ir metūglio diametro. Ilgėjant tarpubambliui ilgėjo ir metūgliai, tačiau jų diametras maţėjo, augimas vyko ašies ilgėjimo kryptimi. Tarpubamblio ilgio ir metūglio diametro priklausomybė obelyje nustatyta tiriant hibridus, gautus sukryţminus skirtingos vainiko formos obelis (Segura ir kt., 2006), kur ši priklausomybė naudota nusakyti augalo augumą. Tiesioginė vidutinė koreliacija ste- bėta tarp metūglio ilgio ir tarpubamblių kiekio ūglyje, silpna tarp lapalakščio kampo ir tarpubamblio ilgio, bei metūglio diametro ir tarpubamblių kiekio ūglyje. Netiesioginė vidutinė koreliacija stebėta tarp metūglio diametro ir metūglio ilgio, lapalakščio kampo ir tarpubamblių kiekio ūglyje, bei silpna netiesioginė tarp metūglio diametro ir lapa- lakščio kampo.

3.1.2. Skirtingos vainiko formos obels fitohormonų dinamika, sudėtis ir santykis

Ištyrus tėvinių obels augalų fitohormonų kiekį lapuose įvairiais vegetacijos tarps- niais nustatytas nevienodas jų kiekis. Obelų ţydėjimo pradţioje daugelio tirtų augalo hormonų lygis pakilo, tačiau giberelo rūgšties (GR3) kiekis sumaţėjo (2 pav.). Manoma, kad giberelo rūgšties klasės hormonai indukuoja ţydėjimą ir skatina ţiedyno formavi-

31 mosi procesus, vykstančius iki ţydėjimo (Halliday, Fankhauser, 2003). Todėl obelims pradėjus ţydėti GR3 kiekis galėjo sumaţėti.

2 pav. Hormonų kiekio dinamika obelų lapuose vegetacijos metu. Kairėje ordina- čių ašyje pateikta GR3, o dešinėje ordinačių ašyje zeatino, IAR ir AR kiekiai.

Ţydėjimo metu obelyse nustatytas didţiausias per visą vegetacijos laikotarpį abscizo rūgšties kiekis. Panašius rezultatus gavo ir tyrėjai, dirbantys su kitais augalais. Da- ţinio dygmino (Carthamus tinctorius L.) ţydėjimo iniciacijos metu abscizo rūgšties kiekis padidėjo, o giberelo rūgšties (GR3) koncentracija sumaţėjo (Baydar, Ülger, 1998). Tai rodo, kad ţydėjimo metu ir ţolinių, ir sumedėjusių augalų fitohormonų balansas yra panašus. Uţuomazgų kritimo metu sumaţėjo auksino ir padidėjo giberelo rūgšties (GR3) kiekis. Didţiausia auksino, zeatino ir giberelo rūgšties (GR3) koncentracija obelyse uţfiksuota prieš pat nokimą ir nokimo metu, abscizo rūgšties derėjimo metu neaptikta. Vegetacijos pabaigoje buvo auksino ir giberelo rūgšties (GR3) kiekio padi- dėjimas. Įvairios vainiko formos obelys pasiţymėjo skirtinga vidutine tų pačių augalo hormonų koncentracija. Didţiausia vidutinė auksino koncentracija (7,1 µg g-1 ţalios masės) nustatyta koloninės vainiko formos obelyse (9 lentelė). Aukštas IAR lygis skatina apikalinį dominavimą, inhibuoja šakojimąsi, todėl koloninės formos augaluose jo randama daugiau nei kitos vainiko formos obelyse. Panašūs ir kitų mokslininkų tyrimų duomenys (Davies, 2004; Watanabe ir kt., 2008). Didesnė nei vidutinė auksino koncentracija galėtų būti koloninės vainiko formos obels ţymuo. Zeatino ir giberelo rūgš- ties (GR3) koncentracija visų formų obelų lapuose buvo panaši (9 lentelė). Maţa abscizo rūgšties koncentracija išsiskyrė svyrančios vainiko formos obelys. Jose nustatytas du kartus maţesnis AR kiekis nei koloninės ir tris kartus – nei standarti- nės bei spur tipo vainiko formos obelyse. Tai gali būti susieta su AR, kaip atsako į aplinkos stresą (Verslues, Zhu, 2005; Agarwal, Jha, 2010), funkcijomis, nes tirtų svyran- čios vainiko formos obelų B1260 ir B1267 kilmės vieta yra Sibiras. Gali būti, kad Lie-

32 tuvos agroklimato sąlygomis šių veislių augalai patiria maţesnį stresą ir AR sintezė vyksta labai menkai.

9 lentelė. Vidutinis augalų hormonų kiekis skirtingos vainiko architektūros obelų lapuose. IAR Zeatinas GR AR Veislė, klonas 3 µg g-1 µg g-1 µg g-1 µg g-1 ‛Aldas‟ 5,72c 2,02b 153,20abc 2,14bc ‛Orlovim‟ 3,23ab 1,70ab 160,08bc 1,82b ‛Rubin‟ 2,74a 1,62ab 167,54bc 3,14bc Standartinių veislių 3,90 1,78 160,27 2,37 vidurkis

CoB-0968 8,57d 1,84ab 152,64abc 2,13bc Co17-39-52 5,63bc 1,56a 138,98a 1,42ab Koloninių klonų vi- 7,10 1,70 145,81 1,77 durkis

B1267 5,63bc 1,75ab 139,01a 1,27ab B1260 4,31abc 1,78ab 170,79c 0,48a Svyrančių klonų vi- 4,97 1,76 154,90 0,87 durkis

‛Granny Smith Spur‟ 5,07abc 1,86ab 149,38ab 3,37c ‛Katja‟ 3,66abc 1,83ab 136,01a 1,43ab Spur derėjimo tipo 4,57 1,82 146,76 1,89 veislių vidurkis Tomis pačiomis raidėmis stulpeliuose paţymėti skaičiai iš esmės nesiskiria (P0,05)

Obels veislėse hormonų kiekis priklausė ne vien nuo vainiko formos, bet ir nuo augalo genotipo (9 lentelė). Patikimai daugiau auksino nustatyta koloninės vainiko formos klono CoB-0968 (8,57 µg g-1), o Co17-39-52 lapuose nustatytas maţesnis IAR kiekis (5,63 µg g-1). CoB-0968 yra antros, o SDI sukurtas Co17-39-52 – trečios kartos „McIntosh Wijcik‟ veislės hibridas. „McIntosh Wijcik‟ koloninė obels veislė kilusi dėl „McIntosh‟ veislės spontaninės mutacijos ir yra visų koloninių obels veislių protėvis (Fisher, 1970; Lapins, 1976; Kesley, Brown, 1992). Gali būti kad didelę IAR koncent- raciją lemiančių genų veikla silpnėja kryţminant koloninės formos obelis. Tai rodo, kad koloninę vainiko formą lemia ne vien didelė auksino koncentracija augale, bet ir kiti veiksniai. Standartinių veislių grupėje didesniu auksino kiekių išsiskyrė veislė „Aldas‟. Šios veislės lapuose nustatyta panaši į klono Co17-39-52 IAR koncentracija. Kitų standartinės, svyrančios ir spur tipo vainiko formų veislių auksino kiekiai nesiskyrė. Visų vainiko for- mų obelų veislių lapuose nustatytas panašus kiekis zeatino. Tarpusavyje skyrėsi tik veis- lės „Aldas‟ ir klono Co17-39-52 lapuose nustatytas zeatino kiekis. Pagal giberelo rūgšties koncentraciją skirtumų tarp obelų su skirtingu vainiku nenustatyta. Tačiau svyrančios vainiko formos klonai tarpusavyje skyrėsi – B1260 lapuose nustatyta 170,79 µg g-1, o B1267 139,01 µg g-1 giberelo rūgšties.

33 Maţesnė nei standartinės vainiko formos veislėse abscizinės rūgštis koncentracija nustatyta svyrančios vainiko formos obelyse (9 lentelė). Iš jų labai maţa abscizo rūgšties koncentracija (0,48 µg g-1) pasiţymėjo klonas B1260. Spur derėjimo tipo veislių abscizi- nės rūgšties koncentracija skyrėsi, ‛Granny Smith Spur‟ veislėje nustatyta 3,37 µg g-1, o ‛Katja‟ 1,43 µg g-1AR.

10 lentelė. Fitohormonų koreliacija naminės obels lapuose (*P≤ 0,05) Fitohormonas IAR Zeatinas GR3 Zeatinas 0,29 - GR3 0,37 0,67* - AR -0,26 0,00 -0,66*

Nustatyta naminės obels fitohormonų koncentracijų lapuose koreliacija. Apibend- rinti visų tirtų obelų fitohormonų duomenys. Gauta tiesioginė giberelo rūgšties (GR3) bei zeatino (koreliacijos koeficientas 0,67) koreliacija ir atvirkštinė giberelo rūgšties (GR3) ir abscizo rūgšties priklausomybė (10 lentelė). Kitų mokslininkų tyrimų duomenimis, egzistuoja auksino kiekio ir GR1 bei GR20 baltaţiedţiame vairenyje ir ţirnyje priklausomybė, nes auksinas yra giberelo rūgščių GR1 bei GR20 sintezę kontroliuojan- čių genų reguliatorius (Frigerio ir kt., 2006; Ozga ir kt., 2009). Apie auksino indukuo- jantį poveikį GR3 sintezei duomenų neaptikta. Panaši tendencija pastebėta ir mūsų ty- rimų metu. Giberelo rūgštis bei citokininai tiesiogiai skatina ūglių tįsimą ir kitus su augimu susijusius procesus (Davies, 2004). Tyrimo metu tarp šių hormonų nustatyta stipri teigiama priklausomybė. Tai rodo, kad šios medţiagos veikia kartu, ir gali būti, kad jų poveikis yra sinergistinis. Pastebėta stipri neigiama GR3 ir AR priklausomybė – tai gali būti augalo atsakas į aplinkos stresą. Padidėjus abscizo rūgšties kiekiui, augalo augimas lėtinamas inhibuojant uţ augimą atsakingos giberelo rūgšties (GR3) sintezę, taip taupant energiją ir maisto medţiagas aplinkos veiksnio poveikiui sumaţinti. Abscizo rūgšties ir kito uţ augimą atsakingo hormono zeatino kiekis augale nepriklausė vienas nuo kito (koreliacijos koeficientas – 0). Galima teigti, kad didesnė abscizo rūgšties koncentracija slopina tik giberelo rūgšties (GR3) sintezę. Palyginus hormonų koreliacijas skirtingos vainiko formos obelų lapuose nustatyta vidutinė tiesioginė koreliacija tarp giberelo rūgšties ir zeatino (11 lentelė). Standartinės vainiko formos obelyse koreliacijos koeficientas buvo 0,61, svyrančios 0,64, koloninėse obelyse ši priklausomybė truputi silpnesnė, koreliacijos koeficientas 0,59, tačiau spur augimo tipo obelyse priklausomybės tarp zeatino ir giberelo rūgšties nebuvo. Spur augimo tipo obelyse giberelo rūgštis labiau susijusi su abscizo rūgštimi, tik jų lapuose nustatyta vidutinė atvirkštinė koreliacija (koreliacijos koeficientas -0,65) tarp šių augalo hormonų. Atvirkštinė giberelo ir abscizo rūgščių koreliacija stebėta standartinės ir svy- rančios vainiko formos obelų lapuose, tačiau šios koreliacijos silpnos. Galima daryti prielaidą, kad spur augimo tipo obelyse giberelo rūgštis labiau susijusi su abscizo rūgš- timi nei zeatinu, o kitų vainiko formų obelyse giberelo rūgštis stipriau susijusi su zeatinu nei abscizo rūgštimi.

34 11 lentelė. Augalų hormonų koreliacija skirtingos vainiko formos obelų lapuose (*P ≤ 0,05). Vainiko forma Augalo hormonas IAR Zeatinas GR3 Standartinė Zeatinas 0,03 - Koloninė 0,48* - Svyranti 0,09 - Spur 0,04 - Standartinė GR3 0,13 0,61* - Koloninė 0,37 0,59* - Svyranti -0,08 0,64* - Spur 0,15 0,20 - Standartinė AR -0,34* -0,19 -0,49* Koloninė 0,01 0,08 -0,04 Svyranti -0,17 -0,16 -0,46* Spur 0,44* 0,12 -0,65*

Tiesiogine vidutine auksino ir zeatino priklausomybe išsiskyrė koloninės vainiko formos obelų lapai (koreliacijos koeficientas 0,48), kitų vainiko formų obelų lapuose šie hormonai nesusiję – koreliacijos koeficientai nuo 0,03 iki 0,09 (11 lentelė). Auksinas siejamas su viršūniniu dominavimu, jis sintetinamas ūglio viršūnėje ir transportuojamas į šaknis, tuo pačiu stabdydamas šoninių pumpurų vystymąsi. Citokininai skatina ramy- bės būsenoje esančių pumpurų vystymąsi, tokiu būdu priešindamiesi auksino veiklai, tačiau jų patekimas į šoninius pumpurus blokuojamas IAR (Tanaka ir kt., 2006; Shimi- zu-Sato ir kt., 2009). Svyrančios, standartinės ir spur vainiko formų obelys nepasiţymi viršūniniu dominavimu, todėl jų lapuose nenustatyta priklausomybė tarp auksino ir zeatino. Augalo vystymosi procesus lemia ne tik hormonų kiekis, bet ir jų santykis (12 lentelė). Tyrimo metu dideliu (4,18) auksino zeatino santykiu išsiskyrė koloninės formos obelys. Šio ideotipo obelyse nustatytas beveik dvigubai didesnis IAR ir Z santykis nei standartinės formos obelyse (12 lentelė). Standartinės, svyrančios ir spur tipo obelys pagal šį santykį tarpusavyje buvo panašios. Tokia tendencija pastebėta ir kitų rūšių koloninio augimo tipo augaluose. Prunus persica koloninės formos vaismedţiuose nustatytas du kartus didesnis auksino ir zeatino santykis nei standartinės vainiko formos augaluose (Tworkoski ir kt., 2006). Šie duomenys rodo, jog koloninę vainiko formą lemia būtent aukštas auksino lygis ir didelis auksino bei citokinino santykis. Koloninės vainiko formos obelyse stipriai išreikštas viršūninis dominavimas, augalas maţai šakojasi, šį procesą reguliuoja auksinas ir zeatinas (Shimizu-Sato ir kt., 2009). Tworkoskis ir bendraautoriai (2006) nustatė, kad genėjimas neveikia auksino bei citokinino koncentracijos ir santykio, todėl galima manyti, kad koloninę vainiko formą lemia genotipas ir ją galima identifikuoti juvenaliniu sėjinukų raidos tarpsniu įvertinus augalo auksino bei citokinino santykį lapuose. Didesnis auksino ir abscizo rūgšties santykis nustatytas svyrančios vainiko formos obelų lapuose (6,72), šis santykis daugiau nei 3 kartus viršijo standartinių ir spur tipo obelų IAR ir AR santykį. Koloninės vainiko formos obelyse nustatytas tarpinis tarp svyrančių klonų ir standartinių veislių auksino ir abscizo rūgšties santykis (12 lentelė).

35 12 lentelė. Augalų hormonų santykis skirtingos vainiko architektūros obelų lapuose

Veislė, klonas IAR:Z IAR:AR AR:Z GR3:AR GR3:IAR GR3:Z „Orlovim‟ 1,89a 1,78ab 1,07bc 88,10cd 49,60cd 93,89bc „Rubin‟ 1,69a 0,87a 1,94d 53,41ab 61,14d 103,57c „Aldas‟ 2,83abc 2,67bc 1,06bc 71,42bc 26,78ab 75,89a Standartinių veislių 2,14 1,77 1,36 70,98 45,84 91,12 vidurkis

Co17-39-52 3,61cd 3,95cd 0,91bc 97,58d 24,69ab 89,21abc CoB-0968 4,66d 4,03cd 1,16c 71,83bc 17,82a 82,96ab Koloninių klonų 4,13 3,99 1,03 84,71 21,25 86,08 vidurkis

B1267 3,21bc 4,44d 0,72b 109,72d 24,70ab 79,38ab B1260 2,43abc 9,00e 0,27a 356,68e 39,61bc 96,14bc Svyrančių klonų 2,82 6,72 0,50 233,20 32,16 87,76 vidurkis

„Katja‟ 2,00ab 2,56abc 0,78bc 95,10cd 37,13bc 74,29a „Granny Smith Spur‟ 2,73abc 1,51ab 1,81d 44,39a 29,47ab 80,50ab Spur derėjimo tipo 2,37 2,03 1,30 69,74 33,30 77,39 veislių vidurkis Tomis pačiomis raidėmis stulpeliuose paţymėti skaičiai iš esmės nesiskiria (P0,05)

Patikimai maţesniu abscizo rūgšties ir zeatino santykiu (0,50) išsiskyrė svyran- čios vainiko formos obelys, kitos vainiko formos obelų lapuose šis santykis nesiskyrė (12 lentelė). Svyrančios vainiko formos obelyse nustatytas 3 kartus didesnis giberelo rūgšties ir abscizo rūgšties santykis, nei kitų vainiko formų obelyse. GR3 ir IAR santykis koloninės formos obelyse buvo du kartus maţesnis nei standartinės vainiko formos obelyse. Šiuos skirtumus lemia didelė koloninės formos obelų IAR koncentracija, nes giberelo rūgšties (GR3) kiekis visų vainiko tipų vaismedţiuose buvo panašus. Obels veislėse hormonų kiekis priklausė ne vien nuo vainiko formos, bet ir nuo genotipo (12 lentelė). Svyrančios vainiko formos obelys tarpusavyje skyrėsi daugiau, nei kitų vainiko formų vaismedţiai. Svyrančios vainiko formos obelys tarpusavyje sky- rėsi auksino ir abscizo rūgšties santykiu. Klone B1267 nustatytas dvigubai maţesnis šių hormonų santykis nei klone B1260, ir buvo panašus į koloninių hibridų santykį. Reika- lingi tolimesni tyrimai, siekiant išsiaiškinti ar šis rodiklis gali būti naudojamas identifikuoti svyrančios ir koloninės formos sėjinukus ankstyvame augimo tarpsnyje. Svyran- čios obelys tarpusavyje skyrėsi abscizo rūgšties ir zeatino bei giberelo rūgšties ir abscizo rūgšties santykiais. Visų vainiko formų vaismedţiai skyrėsi tarpusavyje pagal giberelo rūgšties ir abscizo rūgšties santykį, šis santykis negali būti pasirinktas kaip rodiklis siekiant prognozuoti būsimą vainiko formą hibriduose juvenaliniame raidos tarpsnyje. Spur tipo obelų veislės skyrėsi abscizo rūgšties ir zeatino santykiu – „Granny Smith Spur‟ 1,81, o „Katja‟ 0,78. Nustatyta, kad amerikinės persėjos – avokado (Persea ame- ricana Hass) vaisiaus dydis tiesiogiai priklauso nuo zeatino ir abscizo rūgšties santykio – santykiui didėjant auga didesni vaisiai (Taylor, Cowan, 2000). Mūsų duomenimis „Katja‟ veislės obuoliai maţesni uţ „Granny Smith Spur‟ vaisius, tai galėtų būti susiję su zeatino ir abscizo rūgšties santykiu.

36 3.2. Skirtingos vainiko formos obels hibridai

Kryţminimuose naudotų tėvinių obelų tyrimai parodė, kad skirtingos vainiko ar- chitektūros obelys skiriasi morfologiniais rodikliais ir fitohormonų kiekiu bei santykiu. Norint patikrinti, ar šiuos rodiklius galima naudoti hibridų būsimos vainiko formos nustatymui juvenaliniame laikotarpyje, buvo tirti skirtingos vainiko formos hibridai.

3.2.1. Skirtingos vainiko formos obels hibridų fitomerų ir ūglių morfologiniai parametrai kryţminimo kombinacijose

Tėvinės koloninės vainiko formos obelys išsiskyrė tarpubamblio ir metūglio ilgiu, o svyrančios vainiko formos obelys aukštesniu lapalakščio kampu metūglio atţvilgiu balais. Hibridinių šeimų vidutiniai morfologinių rodiklių duomenys pateikti 13 lentelė- je.

13 lentelė. Obels hibridų šeimų vidutiniai fitomerų ir ūglių morfologiniai rodikliai pirmais auginimo šiltnamyje metais. Lapalakščio Metūglio Kryţminimo Tarpubamblio Metūglio Tarpubamblių kampas diametras kombinacija ilgis mm ilgis mm skaičius metūglio mm atţvilgiu „Aldas‟ x „Orlovim‟ 11,3bcd 364,3h 30,9i 1,00a 4,71ef „Aldas‟ x „Rubin‟ 13,8i 460,8i 33,6j 1,04ab 5,48h „Aldas‟ x B1260 14,2ij 304,6fg 21,5ef 1,17c 4,13b „Aldas‟ x Co17-39-52 14,8j 250,7cd 16,5ab 1,00a 3,80a „Granny Smith Spur‟ x „Orlovim‟ 11,5cde 230,6abc 19,9de 1,06ab 3,77a „Granny Smith Spur‟ x „Rubin‟ 11,9def 224,3abc 18,5cd 1,00a 4,99g „Granny Smith Spur‟ x Co17-39-52 11,9def 460,8i 39,1k 1,00a 6,01i „Katja‟ x „Orlovim‟ 12,1efg 314,9g 26,8gh 1,04ab 5,03g „Katja‟ x „Rubin‟ 12,5fgh 226,9abc 17,9bc 1,06ab 4,16b „Katja‟ x B1260 11,4bcd 291,4efg 25,3g 1,59ef 4,39cd „Katja‟ x Co17-39-52 10,8b 281,1ef 26,1gh 1,01a 4,71ef B1267 x „Orlovim‟ 11,9def 205,3a 17,3abc 1,74g 3,75a B1267 x „Rubin‟ 14,7j 320,2g 21,9f 1,53e 4,70ef B1267 x B1260 12,4fgh 262,5de 21,8ef 1,73g 4,16b B1267 x Co17-39-52 11,2bc 237,4bcd 21,3ef 1,33d 4,29bc CoB-0968 x „Orlovim‟ 12,7gh 221,2ab 17,6abc 1,12bc 4,33bc CoB-0968 x „Rubin‟ 9,1a 218,8ab 22,6f 1,00a 4,81fg CoB-0968 x Co17-39-52 12,9h 208,6ab 15,9a 1,29d 4,57de CoB-0968„ x B1260 12,6gh 366,7h 28,0h 1,67fg 6,13i Tomis pačiomis raidėmis stulpeliuose paţymėti skaičiai iš esmės nesiskiria (P0,05)

Pirmais augimo šiltnamyje metais vidutinis tarpubamblio ilgis sėjinukų šeimose kito nuo 9,1 iki 14,8 mm, CoB-0968 x Rubin ir Aldas x Co17-39-52 šeimose atitinkamai (13 lentelė). Tarpubamblio ilgis vienmečiuose obels hibriduose kito nuo 4 iki

37 23,9 mm. Didţiausią dalį sudarė sėjinukai su tarpubamblio ilgiais nuo 11 iki 14 mm – apie 33 proc. (3 pav.).

3 pav. Vienmečių obels hibridų, gautų kryţminant skirtingo ideotipo obelis, tarpubamblio ilgis.

Maţiausiai buvo hibridų su itin trumpais ir itin ilgais tarpubambliais – 0,9 proc. ir 1,4 proc. atitinkamai. Obels hibridų pasiskirstymas pagal jų tarpubamblio ilgį atitiko Normalųjį skirstinį, tačiau hibridinėse šeimose su koloninio fenotipo tėvais nustatytas nukrypimas nuo šio skirstinio (4 pav.).

4 pav. Vienmečių obels hibridų, gautų sukryţminus skirtingo ideotipo obelis, pasiskirstymas hibridų šeimose pagal tarpubamblio ilgį.

Vidutinis šių šeimų tarpubamblio ilgis nepriklausė nuo tėvinės obels vainiko formos (13 lentelė), tačiau stebėta didelė tarpubamblio ilgio variacija šeimos viduje (4 pav.). 47,7 proc. hibridų su iki 11 mm ilgio tarpubambliais aptikti kryţminimo kombinacijose kuriose bent vienas tėvų buvo koloninės formos (CoB-0968 arba Co17-39-52) (4 pav.). Kryţminant standartinio ir svyrančio vainiko formų obelis, hibridų su šiuo tar-

38 pubamblio ilgiu buvo 34,6 proc. ir 35,9 proc. Koloninės vainiko formos veislių tarpubambliai trumpi – iki 7,9 mm, tuo tarpu standartinės vainiko formos veislių trumpiausias tarpubamblis 21,6 mm („Rubin‟). Parodyta, kad koloninės vainiko formos obelų tarpubambliai trumpesni (Kenis, Keulemans, 2007), tikėtina kad obels hibridai trum- pesnį tarpubamblį paveldėjo būtent iš koloninės vainiko formos augalų. Koloninio ir standartinio fenotipo hibridai šeimose pasiskirsto santykiu 1:1 (de Wit ir kt., 2002; Kim ir kt., 2003; Tian ir kt., 2005). Mūsų tyrime beveik pusės hibridų, gautų sukryţminus koloninės formos obelis, tarpubamblio ilgis siekė iki 11 mm, todėl galima manyti, kad jų vainiko forma generatyviniame periode bus koloninė. Tarpubambliui ilgėjant, maţėja sėjinukų, gautų sukryţminus koloninės formos obelis. Galima manyti, kad trumpas tarpubamblis yra koloninės vainiko architektūros formos obels poţymis, ir pagal jį galima identifikuoti koloninės vainiko formos hibridus juvenaliniame raidos tarpsnyje. Per pirmus metus hibridai vidutiniškai uţaugo nuo 205,3 mm (CoB0968 x Co17-39-52 ) iki 460,8 mm („Aldas‟ x „Rubin‟ ir „Granny Smith Spur‟ x Co17-39-52) ilgio (13 lentelė). Aukštesniais augalais išsiskyrė „Katja‟ palikuonių šeimos. Trijų iš keturių šeimų su šia veisle augalai augo aukštesni nei vidutiniškai, tik kombinacijos su „Rubin‟ hibridai buvo maţesni. Kaip motininį augalą panaudojus CoB-0968 gauti ţemi hibridai – šeimos, gautos sukryţminus koloninės formos tėvus (CoB-0968 x Co17-39-52), augalai buvo vieni ţemiausių (13 lentelė). Tėvinių koloninių formų metūgliai taip pat buvo trumpiausi (vidutiniškai 66,8 mm) (3 lentelė). Nustatyta, kad koloninio fenotipo obels augalai augina trumpus metūglius (Gelvonauskienė ir kt., 2006; Flachowsky ir kt., 2010), taigi trumpesnis metūglis gali būti susijęs su kolonine vainiko forma. Kryţmini- mo kombinacijoje CoB-0968 x B1260 gauti 1,8 karto aukštesni augalai, nei kitose CoB-0968 klono hibridinėse šeimose. Šiuo atveju aukštį lemia svyrančios vainiko formos tėvinis genotipas. Kaip tėvinę formą kryţminimuose panaudojus Co17-39-52, sėji- nukų ţemėjimo tendencijos nepastebėta, „Granny Smith Spur‟ x Co17-39-52 gauti aukščiausi hibridai (13 lentelė). Gali būti, kad obels augumo intensyvumas labiau susi- jęs su citoplazminiu paveldėjimu, nei branduoliniu. Tarpubamblių skaičius ūglyje kito nuo 15,9 CoB-0968 x Co17-39-52 iki 39,1 „Granny Smith Spur‟ x Co17-39-52 šeimose (13 lentelė). Tėvinių formų tyrimuose ma- ţesniu tarpubamblių skaičiumi ūglyje išsiskyrė svyrančios vainiko formos B1260 ir B1267 obelys. Daugiausiai tarpubamblių nustatyta „Granny Smith Spur‟ veislėje. „Granny Smith Spur‟ veislės hibridinėse šeimose tarpubamblių skaičius kito nuo 18,5 iki 39,1, „Granny Smith Spur‟ x „Rubin‟ ir „Granny Smith Spur‟ x Co17-39-52 atitinkamai. Šeimose su svyrančios vainiko formos tėvais tarpubamblių skaičius siekė vidur- kį ir skyrėsi nuo tėvinių augalų tarpubamblių skaičiaus, kuris buvo 1,5 karto maţesnis uţ vidutinį tarpubamblių kiekį (3 lentelė). Aukštesniu lapalakščio kampu metūglio atţvilgiu balais išsiskyrė hibridinės šei- mos, kurių bent vienas tėvų buvo svyrančios vainiko formos. Jose lapalakščio kampas ūglio atţvilgiu svyravo nuo 1,17 iki 1,74 balo. Likusiose šeimose lapalakščio kampas metūglio atţvilgiu neviršijo 1,12 balo. Aukštesniu lapalakščio kampu metūglio atţvilgiu pasiţymėjo svyrančios vainiko formos obelys B1260 klonas (2,6 balo), o B1267 – (2,4 balo). Standartinio, koloninio ir spur augimo tipų augalų lapalakščio kampas metūglio atţvilgiu svyravo nuo 1,0 iki 1,1. Bukas lapalakščio kampas metūglio atţvilgiu buvo būdingas tik svyrančios vainiko formos tėvinėms obelims (3 lentelė). Santykinai ţe- mesnės reikšmės hibridinėse šeimose, palyginus su motininėmis veislėmis, sietinos su poţymio skilimu kryţminant.

5 pav. Vienmečių obels hibridų, gautų sukryţminus skirtingo ideotipo obelis, pasiskirstymas pagal lapalakščio kampą metūglio atţvilgiu hibridų šeimose.

Šeimų viduje kryţminimui kaip vieną iš tėvų panaudojus tradicinio arba koloninio ideotipo obelis, daugumos vienmečių hibridų lapalakščiai augo į smailiu kampu – 96,6 ir 96,9 proc. atitinkamai (5 pav.). Šiame tyrime išsiskyrė sėjinukų šeimos, kurių bent vienas kryţminamų augalų buvo svyrančios formos. Jose tik 57,6 proc. hibridų augino stačiu kampu metūglio atţvilgiu orientuotus lapalakščius. Sėjinukai su stačiu ir buku kampu augančiais lapalakščiais sudarė 26,1 proc. ir 16,3 proc. hibridų šiose šeimose (5 pav.). 3,1 proc. hibridų šeimose, kur vienas tėvų buvo koloninio ideotipo, augino sta- čiu kampu orientuotus lapalakščius ir nebuvo augalų su lapalakščiais buku kampu me- tūglio atţvilgiu. Tarp sėjinukų, gautų sukryţminus tradicinės vainiko formos obelis, beveik nebuvo hibridų su buku (0,2 proc.) ir stačiu kampu (3,2 proc.) metūglio atţvilgiu augančiais lapalakščiais. Nustatyta, kad standartinio fenotipo obels lapalakščiai orientuoti smailiu kampu metūglio atţvilgiu (1 balas) (Jackson, 2003). Pagal vidutinį lapa- lakščio kampą balais kamieno atţvilgiu patikimai išsiskyrė hibridinės šeimos, kai vienas iš tėvų buvo svyrančio ideotipo (5 pav.). Tai rodo, kad svyrančio ideotipo sėjinukų reikia ieškoti hibridinėse šeimose su aukštesniu vidutiniu lapalakščio atsilenkimo kampu balais kamieno atţvilgiu. Stačiu ir buku kampu metūglio atţvilgiu augantys lapa- lakščiai yra morfologinis svyrančio ideotipo ţymuo pirmaisiais sėjinuko augimo metais. Metūglio diametras pirmais hibridų augimo metais kito nuo 3,75 mm B1267 x „Orlovim‟ iki 6,13 mm CoB-0968 x B1260 šeimose (13 lentelė). „Granny Smith Spur‟ veislės metūglio diametras buvo didţiausias (8,0 mm), o jos hibridinėse šeimose vidutinis metūglio diametras kito nuo 3,77 („Granny Smith Spur‟ x „Orlovim‟) mm iki 6,01 mm („Granny Smith Spur‟ x Co17-39-52). Nustatyta, kad koloninės vainiko formos obelų metūgliai storesni (Flachowsky ir kt., 2010). Koloninių obelų metūglio diametras buvo didesnis nei standartinių ir svyrančių (3 lentelė), tačiau jų hibridinėse šei- mose augalų metūglio vidutinis diametras svyravo nuo 3,80 mm iki 6,13 mm „Aldas‟ x Co17-39-52 ir CoB-0968 x B1260 atitinkamai. Šio parametro didelė variacija šeimose rodo, kad metūglio skersmuo netinka būti ankstyvu būsimos koloninės vainiko formos ţymeniu. Metūglio diametras galėtų būti spur derėjimo tipo ţymuo, tačiau tam ištirti reikia daugiau laiko, nes hibridai dar nederėjo.

40 Pirmų metų obels hibriduose nustatyta stipri tiesioginė priklausomybė tarp metūg- lio ilgio ir tarpubamblių skaičiaus ūglyje (koreliacijos koeficientas 0,84) (14 lentelė), tuo tarpu tėvinėse veislėse ši koreliacija buvo tik vidutinė (koreliacijos koeficientas 0,58). Stipri teigiama koreliacija stebėta ir tarp metūglio ilgio ir diametro (koreliacijos koeficientas 0,73), kai tėvinėse veislėse tarp šių rodiklių nustatyta silpna neigiama pri- klausomybė (koreliacijos koeficientas -0,49) (8 lentelė).

14 lentelė. Koreliacija tarp visų tirtų hibridų morfologinių parametrų (*P<0,05) Lapalakščio Tarpubamblio Metūglio Tarpubamblių Metūglio Parametras kampas ūglio ilgis ilgis skaičius diametras atţvilgiu Metūglio ilgis 0,42* - Tarpubamblių -0,10* 0,84* - skaičius ūglyje Lapalakščio kampas ūglio 0,01 -0,00 -0,01 - atţvilgiu Metūglio 0,30* 0,73* 0,63* -0,03 - diametras Vainiko fenotipas -0,01 0,04 0,07 -0,64* 0,03

Vidutinė tiesioginė koreliacija nustatyta tarp tarpubamblių skaičiaus ūglyje ir me- tūglio diametro (koreliacijos koeficientas 0,63), o tėvinėse veislėse tarp šių parametrų stebėta tik silpna priklausomybė (koreliacijos koeficientas 0,27). Tarp tarpubamblio ilgio ir metūglio diametro obels hibriduose nustatyta silpna tiesioginė priklausomybė (koreliacijos koeficientas 0,30), o tėvinėse obels veislėse gauta stipri netiesioginė pri- klausomybė (koreliacijos koeficientas -0,80). Pastebėta, kad koloninių tėvų hibridai išsiskiria ţemu ir storu kamienu. Šių šeimų palyginimui paskaičiuotas sėjinuko aukščio ir kamieno skersmens santykis (6 pav.).

6 pav. Vienmečių obels hibridų, gautų sukryţminus skirtingo ideotipo obelis, aukščio ir kamieno diametro santykis pirmais augalo augimo metais.

Kamieno aukščio ir skersmens santykis vienmečiuose obels hibriduose buvo apie 60. Patikimai išsiskyrė grupė hibridų, kai vienas tėvų buvo koloninio augimo tipo. Pa-

41 naši tendencija stebėta tiriant transgeninius obelis – koloninio fenotipo klonų kamieno aukščio ir skersmens santykis buvo patikimai maţesnis nei standartinės vainiko formos augalų (Flachovsky ir kt., 2010). Maţiausias hibridų kamieno aukščio ir skersmens santykis gautas kryţminimuose kai koloninio ideotipo obelis buvo motininė (47), o tėvinė koloninio ar standartinio augimo tipo obelis. Kaip tėvinę formą panaudojus svyrančio ideotipo obelį gautas hibridų aukščio ir kamieno skersmens santykis buvo artimas santykiui gautam standartinių veis- lių kryţminimuose (65) (7 pav.).

7 pav. Vienmečių obels hibridų aukščio ir kamieno diametro santykis, priklausomai nuo kryţminamų veislių vainiko architektūros.

Aukščiausias hibridų kamieno aukščio ir skersmens santykis gautas kryţminimo kombinacijose kaip motininį augalą panaudojus standartinio ideotipo obelis.

3.2.2. Fitohormonų kiekis ir santykis skirtingos vainiko formos obels hibridų šei- mų lapuose

Nustatyti patikimi skirtumai tarp vidutinio hormonų kiekio skirtingų šeimų hibri- dų lapuose. Hibridų tarp koloninės ir svyrančios vainiko formos obelų šeimoje, nustatytas didţiausias auksino kiekis lapuose (15 lentelė). Tačiau hibridų tarp koloninės ir svy- rančios vainiko formos obelų šeimoje lapuose nustatytas auksino kiekis nesiskyrė nuo auksino kiekio nustatyto šeimoje, gautoje sukryţminus svyrančio ir standartinio fenotipo obelis. Auksinas galėtų būti siejamas su kolonine vainiko forma, nes jis skatina vir- šūninį dominavimą (Cline, 1997; Aloni ir kt., 2003; Sterck, 2005), tačiau vertinant vidutinius šeimų auksino kiekius skirtumai nenustatyti (15 lentelė).

42 15 lentelė. Vidutinis fitohormonų kiekis lapuose hibridų tarp įvairios vainiko architektūros obelų šeimose. IAR Zeatinas GR AR Kryţminimui naudotų obelų fenotipas 3 µg g-1 µg g-1 µg g-1 µg g-1 Koloninis x svyrantis 5,60ab 2,73a 140,7b 1,25ab Koloninis x standartinis 5,98b 3,80b 87,4a 1,97b Svyrantis x standartinis 5,14a 3,75b 119,9b 0,80a Tomis pačiomis raidėmis stulpeliuose paţymėti skaičiai iš esmės nesiskiria (P0,05)

Patikimai maţesniu zeatino kiekiu išsiskyrė obelų hibridų tarp koloninės ir svy- rančios vainiko formos šeima (15 lentelė). Hibridų tarp koloninės ir standartinės, bei svyrančios ir standartinės vainiko formos šeimos pagal zeatino kiekį augalų lapuose ne- siskyrė. Tėvinės skirtingos vainiko formos obelys pagal zeatino kiekį nesiskyrė (9 len- telė), todėl šis rodiklis netinkamas prognozuoti būsimą obels vainiko formą juvenaliniame raidos tarpsnyje. Tiriant hibridus nustatytas maţesnis zeatino kiekis šeimoje, gautoje sukryţminus koloninės ir svyrančios vainiko formos obelis, nei likusių kombi- nacijų augaluose. Tėvinės skirtingos vainiko formos obelys pagal giberelo rūgšties kiekį nesiskyrė (9 lentelė), tačiau hibridų šeimos, gautos sukryţminus koloninės ir standartinės vainiko formos obelis, lapuose nustatytas maţesnis giberelo rūgšties kiekis, nei kitose hibridų šeimose (15 lentelė). Šios šeimos hibriduose nustatytas maţesnis vidutinis GR3 kiekis nepriklausė nuo kryţminimuose naudotų tėvinių augalų vainiko formos. Giberelo rūgš- tys reguliuoja augalo augimo procesus (Davies, 2004), todėl jo kiekis buvo panašus. Tarp tėvinių skirtingo fenotipo obelų maţu abscizo rūgšties kiekiu išsiskyrė svy- rančios vainiko formos obelys (9 lentelė). Maţiausias abscizo rūgšties kiekis nustatytas šeimoje, gautoje sukryţminus svyrančios ir standartinės vainiko formos obelis, o patikimai didesnis AR kiekis, nei šioje šeimoje, nustatytas augaluose, gautuose sukryţmi- nus koloninio ir standartinio fenotipo obelis. Augalo augimą ir vystymąsi lemia ne tik absoliutūs fitohormonų skirtumai, bet ir santykis tarp atskirų augalo hormonų (Gray, 2004; Tworkoski ir kt., 2006; Ongaro, Leyser, 2007). Aukštesniu auksino ir zeatino santykiu pasiţymėjo sėjinukai, gauti suk- ryţminus koloninės ir svyrančios vainiko formos obelis (16 lentelė). Tiriant tėvines veislės nustatyta, kad koloninės vainiko formos obelys išsiskiria aukštu IAR ir zeatino santykiu (12 lentelė). Didesnis auksino ir zeatino santykis siejamas su viršūniniu dominavimu (Tworkoski ir kt., 2006; Shimizu-Sato ir kt., 2009). Šeimoje, gautoje sukryţmi- nus koloninio ir standartinio fenotipo obelis vidutinis auksino ir zeatino santykis hibriduose maţesnis ir panašus į šeimos svyranti x standartinė šeimos auksino ir zeatino san- tykį hibriduose. Gali būti, kad šį panašumą lemia standartinės vainiko formos sėjinukai, nes iš visų tėvinių obels formų maţiausiu auksino zeatino santykiu išsiskyrė standartinio fenotipo obelys (12 lentelė).

16 lentelė. Vidutinis fitohormonų santykis hibridų tarp skirtingos vainiko archi- tektūros obelų šeimų lapuose Kryţminimui naudotų IAR:Z IAR:AR AR:Z GR :AR GR :IAR GR :Z obelų fenotipas 3 3 3 Koloninis x svyrantis 2,05b 4,49b 0,46b 112,6b 25,1b 51,6b Koloninis x standartinis 1,57a 3,04a 0,52b 44,5a 14,6a 23,0a Svyrantis x standartinis 1,37a 6,48c 0,21a 151,0b 23,3b 32,0a Tomis pačiomis raidėmis stulpeliuose paţymėti skaičiai iš esmės nesiskiria (P0,05)

43 Tirtos hibridų šeimos skyrėsi pagal auksino ir abscizo rūgšties santykį (16 lente- lė). Didţiausias santykis nustatytas šeimos svyranti x standartinė hibriduose, maţiau- sias – koloninė x standartinė šeimos augalų lapuose. Tarp tėvinių augalų didţiausias IAR ir AR santykis nustatytas koloninio fenotipo augalų lapuose, o svyrančio fenotipo augaluose buvo didesnis nei spur ar standartinės vainiko formos augalų (12 lentelė). Tarp tėvinių obelų patikimai maţesniu abscizo rūgšties ir zeatino santykiu išsi- skyrė svyrančios vainiko formos obelys, kitos vainiko formos obelų lapuose šis santykis nesiskyrė (12 lentelė). Svyranti x standartinė šeimos hibriduose taip pat nustatytas ma- ţiausias abscizo rūgšties ir zeatino santykis, gali būti, kad jose bus svyrančios vainiko formos hibridų. Likusiose šeimose šis santykis buvo vienodas (16 lentelė). Maţesniu giberelo ir abscizo rūgščių santykiu skyrėsi hibridų šeima, gauta suk- ryţminus koloninio ir standartinio fenotipo obelis. Didţiausias santykis nustatytas šei- moje, gautoje sukryţminus svyrančios ir standartinės vainiko formos obelis. Svyrančio fenotipo obelų lapuose buvo nustatytas didţiausias giberelo rūgšties ir abscizo rūgšties santykis (12 lentelė), ir šeimose gautose sukryţminus svyrančias su kitų vainiko formų obelimis gautas didesnis šių hormonų santykis (16 lentelė). Abejose šeimose, kur vienas tėvų buvo svyrančio fenotipo, giberelo rūgšties ir abscizo rūgšties santykis nesiskyrė. Maţesniu giberelo rūgšties ir auksino santykiu pasiţymėjo koloninis x standartinis fenotipas šeimos, o didesniu giberelo rūgšties ir zeatino santykiu koloninis x svyrantis fenotipas šeimos sėjinukai (16 lentelė). Tėvinės skirtingos vainiko formos veislės pagal šiuos hormonų santykius nesiskyrė. Šių hormonų santykis nėra sietinas su vainiko forma. Tėvinių augalų tyrimai parodė, kad koloninės vainiko formos išsiskyrė didesne auksino koncentracija, didesniu auksino ir zeatino santykiu, o svyrančio fenotipo obelys maţesne abscizo rūgšties koncentracija. Hibridinių šeimų vidutinio fitohormonų kiekio vertinimas rodo, kad dėl įvairios vainiko formos sėjinukų šeimos viduje, fitohormonų duomenys supanašėja, todėl reikia vertinti kiekvieno sėjinuko fitohormonų balansą, arba sugrupuoti hibridus pagal fenotipą.

3.2.3. Skirtingo vainiko ideotipo obels hibridų fitohormonai ir fitomerų bei ūglių morfologiniai rodikliai

Pirmais obels hibridų auginimo metais jie dar neformavo vainiko. Trečiais obels hibridų auginimo metais buvo įvertintas jų fenotipas, pagal vainiko formą jie suskirstyti į svyrančius, koloninius ir standartinius. Spur tipo negalima buvo atskirti vizualiai, nes hibridai dar nederėjo. Hibridų pasiskirstymas šeimose pagal vainiko formą pateiktas 17 lentelėje. Didţiausia dalis koloninių hibridų šeimoje (66,7 proc.) gauta sukryţminus CoB- 0968 su kita kolonine obelimi Co17-39-52 arba su veisle „Rubin‟ (17 lentelė). Viduti- niškai šeimose, kur bent vienas tėvų buvo koloninės vainiko formos, gauta 42 proc. (18 lentelė) koloninio fenotipo hibridų. 44,4 proc. svyrančios vainiko formos hibridų gauta CoB-0968 x B1260 šeimoje (17 lentelė).

44 17 lentelė. Hibridų pasiskirstymas šeimose pagal vainiko formą trečiais augimo metais. Hibrido fenotipas trečiais augimo metais Kryţminimo kombinacija Koloninis % Svyrantis % Standartinis % „Aldas‟ x B1260 0,0 37,5 62,5 „Aldas‟ x Co17-39-52 31,3 0,0 68,8 „Aldas‟ x Orlovim‟ 0,0 0,0 100,0 „Aldas‟ x „Rubin‟ 0,0 0,0 100,0 B1267 x B1260 0,0 40,7 59,3 B1267 x Co17-39-52 54,5 18,2 27,3 B1267 x „Orlovim‟ 0,0 17,4 82,6 B1267 x „Rubin‟ 0,0 32,4 67,6 CoB-0968 x B1260 22,2 44,4 33,3 CoB-0968 x Co17-39-52 66,7 0,0 33,3 CoB-0968 x „Orlovim‟ 50,0 0,0 50,0 CoB-0968 x „Rubin‟ 66,7 0,0 33,3 „Katja‟ x B1260 0,0 31,6 68,4 „Katja‟ x Co17-39-52 40,9 0,0 59,1 „Katja‟ x „Orlovim‟ 0,0 0,0 100,0 „Katja‟ x „Rubin‟ 0,0 0,0 100,0 „Granny Smith Spur‟ x Co17-39-52 8,3 0,0 91,7 „Granny Smith Spur‟ x „Orlovim‟ 0,0 0,0 100,0 „Granny Smith Spur‟ x „Rubin‟ 0,0 0,0 100,0

Vidutiniškai šeimose, kur bent vienas tėvų buvo svyrančios vainiko formos, gauta 29,4 proc. (18 lentelė) svyrančio fenotipo hibridų. Tarpusavyje sukryţminus koloninės ir svyrančios vainiko formos obelis, gauta 45,2 proc. koloninio, 25,8 proc. svyrančio ir 29,0 proc. standartinio fenotipo sėjinukų (18 lentelė). Tian su bendraautoriais nustatė, kad sukryţminus koloninės vainiko formos „Telamon‟ ir standartinės vainiko formos „Fuji‟ obelis, jų palikuonys pagal vainiko formą pasiskirstė 1:1 santykiu (2005). Mūsų tyrime sukryţminus koloninės ir standartinės vainiko formos obelis, koloninio ir standartinio fenotipo hibridai pasiskirstė santykiu 1:1, taigi buvo patvirtinta, kad tėvinės ko- loninės formos obelys turi Co geną heterozigotinėje būklėje. Svyrančią obels vainiko formą lemiantys genai neţinomi, tačiau galima spėti, kad šią vainiko formą nulemiantis genai yra recesyviniai, nes pirmos kartos hidridai, gauti sukryţminus standartinės ir svyrančios vainiko formos obelis, pasiskirstė 3:1 santykiu (18 lentelė), o sukryţminus koloninės ir svyrančios vainiko formos obelis pirmos kartos hibridai pasiskirstė 2:1:1 santykiu. Tai rodo, kad koloninę formą lemia vienas genas, o svyrančią ir standartinę keli genai ar jų sąveika, nes šioje hibridų grupėje gauti ne tik koloninio ir svyrančio, bet ir standartinio fenotipo sėjinukai. Nustatyta, kad japoninio kaštainio ir baltojo šilkme- dţio svyrančią vainiko formą lemia vienas recesyvinis genas (Kotobuki ir kt., 2005; Yamanuchi ir kt., 2009), taigi galima teigti, kad svyrančią vainiko formą sumedėjusiuo- se augaluose lemia panašūs genetiniai veiksniai.

45 18 lentelė. Hibridų pasiskirstymas pagal vainiko formą trečiais augimo metais, priklausomai nuo tėvinių formų fenotipo. Hibrido fenotipas trečiais augimo metais Tėvinių augalų vainiko forma Koloninis % Svyrantis % Standartinis % vienas tėvų koloninis 42,6 0,0 57,4 vienas tėvų svyrantis 0,0 29,4 70,6 Koloninis x svyrantis 45,2 25,8 29,0 Abu tėvai koloniniai 66,7 0,0 33,3 Abu tėvai svyrantys 0,0 40,7 59,3 Abu tėvai standartiniai 0,0 0,0 100,0

Tirti pagal fenotipą sugrupuotų sėjinukų morfologiniai parametrai, nustatyti pirmais auginimo metais, siekiant įvertinti būsimos vainiko formos prognozavimo tikslu- mą. Trumpesniu tarpubambliu išsiskyrė koloninės vainiko formos sėjinukai, o svyran- čios ir standartinės vainiko formos sėjinukai tarpusavyje pagal tarpubamblio ilgį nesi- skyrė (19 lentelė).

19 lentelė. Skirtingo fenotipo obels hibridų morfologiniai rodikliai pirmais augalo auginimo metais, juos suskirsčius pagal fenotipą trečiais auginimo metais Lapalakščio Metūglio Tarpubamblio Metūglio Tarpubamblių Augalo fenotipas kampas ūglio diametras ilgis mm ilgis mm skaičius atţvilgiu mm Koloninis fenotipas 11,6a 235,1a 20,6a 1,10a 4,4a Lim 5,4–13,8 70–450 6–47 1–2 3–7

Svyrantis fenotipas 13,6b 314,5b 22,8ab 2,06b 4,6a Lim 7,8–21,1 90–700 6–43 1–3 2–7

Standartinis fenotipas 13,2b 317,8b 24,2b 1,05a 4,6a Lim 10,4–18,5 132–524 11–37 1–2 3–6 Tomis pačiomis raidėmis stulpeliuose paţymėti skaičiai iš esmės nesiskiria (P0,05)

Pirmais tyrimo metais nustatyta, kad iš koloninių obelų kilusiose šeimose 47,7 proc. hibridų augino trumpesnius nei 11 mm tarpubamblius (4 pav.). Parodyta, kad koloninio fenotipo veislės augina trumpesnius nei standartinių veislių tarpubamblius (Kenis, Keulemans, 2007; Flachowsky ir kt., 2010). Trečiais auginimo metais įvertinus hibridų fenotipą, nustatyta, kad koloninio fenotipo sėjinukų tarpubambliai tikrai patikimai trumpesni (19 lentelė). Koloninio fenotipo hibridų tarpubambliai ilgesni uţ tėvi- nių CoB-0968 ir Co17-39-52 obelų tarpubamblius. Trumpiausias koloninio fenotipo augalo tarpubamblis nustatytas 5,4 mm, kai standartinės vainiko formos trumpiausias tarpubamblis 10,4 mm. Ilgiausias koloninės vainiko formos tarpubamblis 13,8 mm, o standartinės vainiko formos trumpiausias tarpubamblis 10,4 mm (19 lentelė). Tai rodo, kad atrenkant sėjinukus pagal tarpubamblio ilgį iki 11 mm galima prognozuoti koloninę vainiko formą. Tik keli standartinės vainiko formos augalai turėjo iki 11 mm tarpubamblius. Nustatyta, kad standartinio fenotipo obelys augina ilgesnius metūglius, nei kitų vainiko formų obelys (de Witt ir kt., 2002; Lauri ir kt., 2006). Mūsų tyrime koloninio fenotipo hibridai nuo svyrančios ir standartinės vainiko formos sėjinukų taip pat skyrėsi

46 metūglio ilgiu (19 lentelė). Jie per pirmus augimo metus vidutiniškai uţaugo trečdaliu maţesni nei standartinės ar svyrančios vainiko formos augalai. Palyginus su tėviniais augalais (3 lentelė), koloninio fenotipo hibridai per metus uţaugo aukštesni, tačiau jie buvo patikimai ţemesni nei svyrančio ar standartinio fenotipo hidridai. Pagal tarpu- bamblių skaičių koloninės vainiko formos sėjinukai skyrėsi tik nuo standartinių hibridų. Svyrančios vainiko formos sėjinukuose nustatytas tarpinis tarp koloninės ir standartinės vainiko formos tarpubamblių skaičius. Didţiausias skirtumas tarp trumpiausio ir ilgiau- sio metūglio nustatytas svyrančio fenotipo, o maţiausias koloninio fenotipo obelyse. Koloninio fenotipo augalų metūglis ilgėjo dėl didesnio tarpubamblių skaičiaus. Hibridą su 450 mm ilgio metūgliu sudarė 44 10,2 mm ilgio tarpubambliai, o 81 mm aukščio augalas turėjo 15 5,4 mm ilgio tarpubamblių. Aukščiausias svyrančio fenotipo hibridas (700 mm aukščio) turėjo 39 17,9 mm ilgio tarpubamblius, o ţemiausias 90 mm augalas buvo sudarytas iš 7 12,8 mm ilgio tarpubamblių. Ţemiausias standartinės vainiko formos sėjinukas (132 mm aukščio) turėjo 11 12 mm ilgio tarpubamblių, o aukščiausias (520 mm) buvo sudarytas iš 35 15 mm ilgio tarpubamblių (19 lentelė). Koloninės vainiko formos obelys augo aukštyn dėl didesnio tarpubamblių skaičiaus neskaitant to, kad tie tarpubambliai buvo trumpesni nei kitų vainiko formų obelų. Svyrančios ir standarti- nės vainiko formos obelys augo ilgėjant tarpubambliui, kurių skaičius didėjo ne taip sparčiai kaip koloninio fenotipo obelų. Didesnis lapalakščio kampas metūglio atţvilgiu balais buvo būdingas svyrančios vainiko formos obelims, tai nustatyta tiriant tėvines obels veisles (3 lentelė). Parodyta, kad standartinio fenotipo obelų lapalakščiai auga smailiu kampu metūglio atţvilgiu (Jackson, 2003). Trečiais sėjinukų auginimo metais juos suskirsčius į grupes pagal fe- notipą ir palyginus pirmais auginimo metais nustatytą lapalakščio kampą gauti patikimi skirtumai tarp svyrančios ir koloninės bei standartinės vainiko formos augalų (19 lente- lė). Tai reiškia, kad aukštas lapalakščio kampas kamieno atţvilgiu balais yra morfologinis svyrančios vainiko formos ţymuo juvenaliniame raidos tarpsnyje, ir gali būti naudojamas svyrančio fenotipo obelų selekcijoje. Pagal metūglio skersmenį skirtingo fenotipo hibridai nesiskyrė (19 lentelė). Palyginus skirtingo fenotipo obels hibridų morfologinius parametrus hibridinėse šeimose nustatyta, kad visose kryţminimo kombinacijose patikimai trumpesniu tarpubambliu ir metūgliu išsiskyrė koloninio fenotipo augalai, ir jų ilgis skirtingose šeimose priklausomai nuo kryţminimo kombinacijos nesiskyrė (20 lentelė). Svyrančios vainiko formos hibriduose nepriklausomai nuo kryţminimo kombinacijos nustatytas didesnis lapalakščio kampas metūglio atţvilgiu balais. Šeimoje, gautoje sukryţminus koloninio ir standartinio fenotipo obelis, hibridų lapalakščio kampas me- tūglio atţvilgiu (2,63) siekė tėvinių formų B1267 ir B1260 lapalakščio kampo dydį balais – 2,4 ir 2,6 atitinkamai. Šeimos, gautos sukryţminus svyrančios ir standartinės vainiko formos obelis, lapalakščio kampas metūglio atţvilgiu tesiekė 2,04 balo. Gali būti, kad standartinės vainiko formos obelys stipriau slopina šio poţymio pasireiškimą, nei koloninės vainiko formos obelys. Sukryţminus įvairios vainiko formos obelis jų skirtingo fenotipo sėjinukai pagal metūglio diametrą šeimose nesiskyrė, išskyrus šeimą ko- loninė x svyranti.

47 20 lentelė. Vidutiniai obels hibridinių šeimų augalų fitomerų ir ūglių morfologiniai rodikliai pirmais augalo auginimo metais, suskirsčius pagal fenotipą trečiais auginimo metais, priklausomai nuo tėvinių formų fenotipo. Lapalakščio Tėvinių augalų vainiko Metūglio Tarpubamblio Metūglio Tarpubamblių kampas forma ir hibridų fenotipas diametras ilgis mm ilgis mm skaičius metūglio trečiais auginimo metais mm atţvilgiu Svyranti x standartinė Svyrantis fenotipas 13,8bcd 307,4b 22,1abc 2,04d 4,48ab Standartinis fenotipas 14,0cd 300,3b 21,3ab 1,19bc 4,28a

Koloninė x standartinė Koloninis fenotipas 11,1a 251,5a 23,6bcd 1,12abc 4,40ab Standartinis fenotipas 13,8bcd 318,2b 23,4abcd 1,03a 4,62b

Koloninė x svyranti Koloninis fenotipas 10,7a 213,1a 20,4a 1,25c 4,63b Svyrantis fenotipas 13,0b 337,5bc 25,7d 2,63e 5,13c Standartinis fenotipas 14,6d 370,0c 24,6cd 1,11abc 5,33c

Abu tėvai standartiniai, Standartinis fenotipas 13,2bc 317,8b 24,2bcd 1,05ab 4,65b Tomis pačiomis raidėmis stulpeliuose paţymėti skaičiai iš esmės nesiskiria (P0,05)

Pagal fenotipą sugrupuotų sėjinukų lapuose nustatyti augalų hormonai. Daugiau- siai auksino sukaupė koloninės, o maţiausiai svyrančios vainiko formos augalų lapai (21 lentelė). Nustatyti patikimi skirtumai tarp visų skirtingos vainiko formos sėjinukų. Tėvinių formų tarpe koloninės vainiko formos obelys iš kitų vainiko formų obelų išsi- skyrė didesniu auksino kiekiu (9 lentelė). Galima manyti, kad koloninio fenotipo obelims būdingas didesnis IAR kiekis nei kitų vainiko formų obelims. Panašus auksino koncentracijos santykis tarp koloninio ir standartinio fenotipų (Tworkoski ir kt., 2006) nustatytas Prunus persica augaluose. Pagal zeatino kiekį tarpusavyje skyrėsi standartinio ir svyrančio fenotipo obelys. Svyrančios vainiko formos augaluose nustatytas maţiausias, o standartinės vainiko formos hibriduose didţiausias zeatino kiekis (21 lentelė). Koloninio fenotipo sėjinukuo- se nustatytas tarpinis zeatino kiekis palyginus su standartinio ir svyrančio fenotipo augalais. Tėvinių formų tyrime zeatino kiekis visų vainiko formų obelų lapuose buvo vienodas (9 lentelė).

21 lentelė. Vidutinis augalų hormonų kiekis skirtingos vainiko formos obels sėji- nukų lapuose. IAR Zeatinas GR AR Obels hibrido fenotipas 3 µg g-1 µg g-1 µg g-1 µg g-1 Koloninis 6,01c 3,73ab 133,8a 1,12a Standartinis 4,87b 3,99b 107,3a 1,08a Svyrantis 3,24a 2,75a 107,4a 1,19a Tomis pačiomis raidėmis stulpeliuose paţymėti skaičiai iš esmės nesiskiria (P0,05)

48 Pagal giberelo rūgšties ir abscizo rūgšties kiekį augalų lapuose visų tirtų vainiko formų augalai buvo panašūs (21 lentelė). Tėvinės formos buvo panašios pagal giberelo rūgšties kiekį lapuose, o maţa abscizo rūgšties koncentracija išsiskyrė svyrančios vainiko formos obelys (9 lentelė). Gali būti, kad abscizo rūgšties kiekis obels lapuose tiesiogiai nesusijęs su jos vainiko forma. Augalų vystymosi procesus lemia ne tik hormonų koncentracija, bet ir jų santykis. Didesniu auksino ir zeatino santykiu išsiskyrė koloninio fenotipo obelys (22 lentelė). Tėvinių koloninės vainiko formos augalų lapuose šis santykis irgi buvo didţiausias, palyginus su kitų vainiko formų augalais (12 lentelė). Panaši tendencija stebėta ir kituose augaluose. Prunus persica koloninės formos vaismedţiuose nustatytas du kartus didesnis auksino ir zeatino santykis nei standartinės vainiko formos augaluose (Tworkoski ir kt., 2006). IAR:Z santykio dydis tėvinėse veislėse ir hibriduose skyrėsi – 4,13 ir 1,61 atitinkamai, tačiau jis abejais atvejais buvo patikimai didesnis koloninės formos obelyse (12 ir 22 lentelės). Vykdant koloninių obelų selekciją pirmais augalų augimo metais pagal didesnį auksino ir zeatino santykį galima iš grupės augalų atrinkti koloninius hibridus.

22 lentelė. Augalų hormonų santykis skirtingos vainiko formos obels sėjinukų lapuose. Obels hibrido IAR:Z IAR:AR AR:Z GR :AR GR :IAR GR :Z fenotipas 3 3 3 Koloninis 1,61b 5,36b 0,30a 119,3b 22,3a 35,9ab Standartinis 1,22a 4,51b 0,27a 99,5ab 22,1a 26,9a Svyrantis 1,18a 2,72a 0,43b 90,3a 33,2b 39,0b Tomis pačiomis raidėmis stulpeliuose paţymėti skaičiai iš esmės nesiskiria (P0,05)

Patikimai maţesnis auksino ir abscizo rūgšties santykis ir didesni abscizo rūgšties bei zeatino ir giberelo rūgšties ir auksino santykiai nustatyti svyrančios vainiko formos obelų lapuose. Auksino ir abscizo rūgšties santykis buvo dvigubai maţesnis nei koloninio fenotipo augaluose (22 lentelė). Šie duomenys nesutapo su tėvinių formų duomenimis, ten svyrančios vainiko formos obelų lapuose auksino ir abscizo rūgšties santykis buvo didţiausias (12 lentelė). Palyginus fitohormonų santykį skirtingos vainiko formos hibriduose ir tėvinėse veislėse nustatyta, kad galima identifikuoti koloninės vainiko formos sėjinukus juvenaliniame raidos tarpsnyje pagal aukštesnį auksino ir zeatino santykį. Koloninio fenotipo veislių lapuose šis santykis buvo 92 procentais didesnis nei standartinių veislių lapuose, o hibriduose 32 procentais. Parodyta, kad koloninės vainiko formos obelyse stipriai iš- reikštas viršūninis dominavimas (Watanabe ir kt., 2008), augalas maţai šakojasi, šį pro- cesą reguliuoja auksinas ir zeatinas (Tanaka ir kt., 2006; Shimizu-Sato ir kt., 2009). Ki- toms vainiko formoms būdingų augalų hormonų santykių nenustatyta, nes jie skyrėsi tėvinių veislių ir tokios pat vainiko formos hibriduose. Nustačius, kad obels koloniniam fenotipui būdingi trumpi tarpubambliai, paskai- čiuotas fitohormonų ir tarpubamblių ilgio santykis. Nustatyta, kad auksino ir tarpubamblio ilgio santykis didţiausias koloninės vainiko formos augalų lapuose (23 lente- lė). Jis du kartus viršijo svyrančio fenotipo obelų auksino ir tarpubamblio ilgio santykį. Didesni auksino kiekiai (Davies, 2004; Watanabe ir kt., 2008) ir trumpi tarpubambliai (3 lentelė) būdingi koloninio fenotipo augalams, todėl šiuos rodiklius apjungus galima lengviau išskirti koloninės vainiko formos obelis iš populiacijos. Maţas auksino ir tar-

49 pubamblio ilgio santykis buvo būdingas svyrančios vainiko formos obels hibridams. Koloninės vainiko formos obelyse nustatytas didesnis giberelo rūgšties ir tarpubamblio ilgio santykis (23 lentelė), tas sietina su trumpesniu koloninių obelų tarpubamblio ilgiu, nes giberelo rūgšties koncentracija visų vainiko formų obels lapuose nesiskyrė (21 len- telė).

23 lentelė. Skirtingo fenotipo obels sėjinukų fitohormonų ir tarpubamblio ilgio santykis. Augalo IAR:Tarpubamblio Z:Tarpubamblio GR3:Tarpubamblio AR:Tarpubamblio fenotipas ilgis ilgis ilgis ilgis Koloninis 5,18c 3,21b 115,3b 0,97a Standartinis 3,69b 3,02b 81,3a 0,82a Svyrantis 2,38a 2,02a 79,0a 0,88a Tomis pačiomis raidėmis stulpeliuose paţymėti skaičiai iš esmės nesiskiria (P0,05)

Maţesniu zeatino ir tarpubamblio ilgio santykiu išsiskyrė svyrančio fenotipo obels hibridai, juose nustatyta maţiausia zeatino koncentracija ir ilgiausi tarpubambliai. Svyrančio fenotipo obelims būdingas didesnis lapalakščio kampas metūglio at- ţvilgiu. Buvo paskaičiuoti šio rodiklio ir augalų hormonų santykiai (24 lentelė). Svy- rančio fenotipo obels hibridų auksino, zeatino ir giberelo rūgšties ir lapalakščio kampo santykiai buvo maţesni nei koloninio ir standartinio fenotipo obels hibridų, tik abscizo rūgšties ir lapalakščio kampo santykis buvo artimas koloninio fenotipo obels sėjinukų santykiui.

24 lentelė. Skirtingo fenotipo obels sėjinukų augalų hormonų ir lapalakščio kampo metūglio atţvilgiu santykis. IAR:lapalakščio Z:lapalakščio GR3:lapalakščio AR:lapalakščio kampas ūglio kampas ūglio kampas ūglio kampas ūglio Fenotipas atţvilgiu atţvilgiu atţvilgiu atţvilgiu Koloninis 5,46b 3,39b 121,64b 1,02b Standartinis 4,63b 3,80b 102,19b 1,03b Svyrantis 1,57a 1,34a 52,14a 57,9a Tomis pačiomis raidėmis stulpeliuose paţymėti skaičiai iš esmės nesiskiria (P0,05)

Koloninio ir standartinio fenotipo obelys pagal augalų hormonų ir lapalakščio kampo metūglio atţvilgiu santykį nesiskyrė (24 lentelė). Pagal augalų hormonų ir lapa- lakščio kampo metūglio atţvilgiu santykį atsiskyrė svyrančios vainiko formos obels hibridai. Šis santykis gali būti naudojamas nustatyti svyrančio fenotipo hibridus.

3.2.4. Obels fitomero morfologinius rodiklius lemiantys fitohormonai

Visų tirtų obels vainiko formų hibridinėse šeimose stebėtas tarpubamblio ilgio svyravimas. Nedidelė dalis svyrančios ir standartinės vainiko formos hibridų turėjo trumpesnius nei 11 mm tarpubamblius, ir keli koloninio fenotipo hibridai buvo su ilgesniais nei 11,1 mm tarpubambliais (19 lentelė). Obels hibridai buvo suskirstyti į tris grupes pagal jų tarpubamblio ilgį nepriklausomai nuo jų ideotipo. Ilgėjant tarpubambliui, auksino ir abscizo rūgšties koncentracija

50 hibridų lapuose maţėjo, o zeatino didėjo. Giberelo rūgšties kiekis augaluose su skirtingo tarpubamblio ilgiu nekito (25 lentelė).

25 lentelė. Augalų hormonų kiekis obels hibridų su skirtingu tarpubamblio ilgiu lapuose. IAR Zeatinas GR AR Tarpubamblio ilgis 3 µg g-1 µg g-1 µg g-1 µg g-1 <11 mm 6,68b 3,33a 124,9a 1,45b 11,1–17 mm 5,29a 3,61a 108,3a 1,16b > 17,1 mm 5,45a 4,68b 113,8a 0,69a Tomis pačiomis raidėmis stulpeliuose paţymėti skaičiai iš esmės nesiskiria (P0,05)

Didesniu auksino kiekiu išsiskyrė augalai su trumpesniais nei 11 mm tarpubambliais, būdingais koloninio fenotipo obelims (25 lentelė). Tėvinėse veislėse ir koloninio fenotipo hibriduose nustatytas didesnis auksino kiekis nei kitų vainiko formų augaluose (9 lentelė), o trumpiausią tarpubamblį turintys augalai pasiţymi didesniais IAR kiekiais (25 lentelė). Apjungus šiuos du poţymius juvenaliniame raidos tarpsnyje galima tiksliau prognozuoti būsimą koloninę sėjinuko vainiko formą. Ilgėjant augalo tarpubambliui zeatino kiekis hibridų su trumpu ir vidutiniu tarpubambliu lapuose didėjo neţymiai, o ilgą tarpubamblį turinčiuose hibriduose didėjo patikimai. Tai sietina su skatinančiu zeatino poveikiu ląstelių dalijimuisi (Nieminem ir kt., 2008). Didţiausias abscizo rūgš- ties kiekis stebėtas iki 11 mm ilgio tarpubamblius turinčiuose hibriduose, o maţiausias ilgus tarpubamblius turinčiuose augaluose (25 lentelė). Laipsniškas tarpubamblio ilgė- jimas maţėjant abscizo rūgšties koncentracijai rodo, kad tarpubamblio ilgis priklauso nuo abscizo rūgšties antagonistinio poveikio giberelo rūgšties atţvilgiu, nes giberelo rūgšties kiekis augaluose su skirtingo ilgio tarpubambliais nekito. Giberelo rūgštis skatina augalo organų tįstamąjį augimą, o abscizo rūgštis antagonistiškai veikia giberelo rūgštį ir slopina augimą (Kimball, 2008). Galima manyti, kad augaluose trumpais tarpubambliais nustatytas didesnis abscizo rūgšties kiekis daugiau slopino giberelo rūgštį ir todėl tarpubamblis augo trumpesnis. Panaši tendencija stebėta nagrinėjant augalų hormonų santykį (26 lentelė).

26 lentelė. Augalų hormonų santykis obels hibridų lapuose priklausomai nuo tarpubamblio ilgio

Tarpubamblio ilgis IAR:Z IAR:AR AR:Z GR3:AR GR3:IAR GR3:Z <11 mm 2,01b 4,61a 0,43b 8,62a 1,87a 3,75b 11,1–17 mm 1,46a 4,57a 0,32b 9,36a 2,05a 3,00a > 17,1 mm 1,16a 7,86b 0,15a 16,43b 2,09a 2,43a Tomis pačiomis raidėmis stulpeliuose paţymėti skaičiai iš esmės nesiskiria (P0,05)

Giberelo rūgšties ir abscizo rūgšties bei auksino ir abscizo rūgšties santykis ilgus tarpubamblius turinčių sėjinukų lapuose buvo du kartus didesnis nei hibriduose su trumpais tarpubambliais. Ilgus tarpubamblius turinčių hibridų lapuose nustatytas ţe- mesnis abscizo rūgšties ir zeatino santykis, zeatinas skatina ląstelių dalijimąsi ir augimą (Davies, 2004), gali būti kad jo poveikis yra sinergetinis su giberelo rūgštimi ir auksinu. Didesniu giberelo rūgšties ir zeatino santykiu pasiţymėjo sėjinukai su trumpais tarpubambliais (26 lentelė). Auksino ir zeatino santykis maţėjo ilgėjant tarpubambliui,

51 trumpiausius tarpubamblius turinčių obels hibridų lapuose nustatytas beveik dvigubai didesnis šių hormonų santykis nei augaluose su ilgiausiais tarpubambliais. Koloninio fenotipo augalams būdingas aukštesnis auksino ir zeatino santykis nei kitų vainiko for- mų augalams (22 lentelė). Panaši tendencija stebėta ir koloninės vainiko formos persiko augaluose (Tworkoski ir kt., 2006). Pagal aukščiau pateiktus duomenis koloninės vainiko formos obelims būdingi trumpi tarpubambliai, tą patvirtina aukštesnis auksino ir zeatino santykis augaluose su trumpais tarpubambliais. Svyrančios vainiko formos obels hibridai pagal lapalakščio kampą metūglio at- ţvilgiu tarpusavyje skyrėsi, todėl hibridai buvo sugrupuoti pagal jų lapalakščio kampą metūglio atţvilgiu nepriklausomai nuo jų vainiko formos. Tarp sėjinukų su skirtingu la- palakščio kampu metūglio atţvilgiu daugiausiai išsiskyrė hibridai, kurių lapalakščiai augo buku kampu augimo ašiai (27 lentelė).

27 lentelė. Augalų hormonų kiekis obels hibridų su skirtingu lapalakščio kampu metūglio atţvilgiu lapuose. Lapalakščio kampas IAR Zeatinas GR3 AR metūglio atţvilgiu µg g-1 µg g-1 µg g-1 µg g-1 Smailus kampas 5,41b 3,89b 112,1a 1,17b Status kampas 3,91a 4,52b 97,0a 1,14b Bukas kampas 5,28b 1,60a 188,0b 0,65a Tomis pačiomis raidėmis stulpeliuose paţymėti skaičiai iš esmės nesiskiria (P0,05)

Sėjinukuose su buku lapalakščio kampu metūglio atţvilgiu nustatytas maţesnis zeatino ir abscizo rūgšties, bei didesnis giberelo rūgšties kiekis. Augalai su smailiu ir stačiu kampu metūglio atţvilgiu augančiais lapalakščiais tarpusavyje skyrėsi tik auksino koncentracija, likusių hormonų kiekis nesiskyrė. Dauguma sėjinukų su buku lapalakščio kampu metūglio atţvilgiu buvo svyrančios vainiko formos. Šios vainiko formos augalams būdingas maţesnis IAR ir zeatino kiekis nei kitų vainiko formų augalams (21 len- telė). Auksino kiekis augaluose su buku kampu metūglio atţvilgiu augančiais lapalakš- čiais panašus į augalų su smailu kampu metūglio atţvilgiu augančiais lapalakščiais, iš kurių dauguma yra standartinės ir koloninės vainiko formos. Ţinoma, kad auksino transportas augale vyksta gravitropizmo ir tiesioginio auksino transporto iš ląstelės į ląstelę būdu (Benkova ir kt., 2003; Tanaka ir kt., 2006). Gravitropinis judėjimas vyksta greičiau ir paprasčiau nei tiesioginis auksino perdavimas iš ląstelės į ląstelę (Tanaka ir kt., 2006; Vanneste ir Friml, 2009). Gali būti, kad obels sėjinukuose su buku kampu au- gančiais lapalakščiais auksinas kaupiasi lape, gravitropinis auksino judėjimas riboja- mas, o auksino pernaša vyksta tik polinės pernašos būdu, todėl šiuose augaluose stebė- tas didesnis auksino kiekis nei būdinga svyrančio fenotipo augalams. Zeatino kiekis buvo maţiausias augaluose su buku kampu metūglio atţvilgiu au- gančiais lapalakščiais (27 lentelė), tokia pati tendencija stebėta svyrančio fenotipo obels hibriduose (21 lentelė). Maţesnis zeatino kiekis labiau sietinas su buku lapalakščio kampu metūglio atţvilgiu, nei su svyrančia vainiko forma, nes tarp svyrančios vainiko formos sėjinukų buvo augalų su buku, stačiu ir smailu lapalakščio kampu metūglio at- ţvilgiu. Šie hibridai galėjo padidinti vidutinę zeatino koncentraciją svyrančio fenotipo augalų grupėje ir priartinti ją prie koloninio ir standartinio fenotipo hibridų vidutinio zeatino kiekio (21 lentelė). Didesnis giberelo rūgšties kiekis nustatytas augaluose su buku lapalakščio kampu metūglio atţvilgiu (27 lentelė). Svyrančio fenotipo augalai pagal vidutinį giberelo rūgš-

52 ties kiekį nesiskyrė nuo standartinės ir koloninės vainiko formos hibridų (21 lentelė), todėl didelis giberelo rūgšties kiekis labiau sietinas su buku lapalakščio kampu metūglio atţvilgiu nei su sėjinuko vainiko forma. Obels hibriduose su buku kampu metūglio atţvilgiu augančiais lapalakščiais nustatytas maţesnis abscizo rūgšties kiekis (27 lentelė). Sėjinukai su smailiu ir buku kampu metūglio atţvilgiu augančiais lapalakščiais pagal abscizo rūgšties koncentraciją nesi- skyrė. Augalų hormonų santykis sėjinukuose su skirtingu lapalakščio kampu metūglio atţvilgiu skyrėsi (28 lentelė). Skirtingas auksino ir zeatino, bei auksino ir abscizo rūgš- ties santykis nustatytas tarp sėjinukų su smailiu, stačiu ir buku augimo ašiai kampu au- gančiais lapalakščiais.

28 lentelė. Augalų hormonų santykis obels hibridų su skirtingu lapalakščio kampu metūglio atţvilgiu lapuose. Lapalakščio kampas IAR:Z IAR:AR AR:Z GR :AR GR :IAR GR :Z metūglio atţvilgiu 3 3 3 Smailus kampas 1,39b 4,63b 0,30a 95,8a 20,7a 28,8a Status kampas 0,87a 3,43a 0,25a 85,1a 24,8a 21,4a Bukas kampas 3,29c 8,15c 0,40a 289,2b 35,6b 117,2b Tomis pačiomis raidėmis stulpeliuose paţymėti skaičiai iš esmės nesiskiria (P0,05)

Hibridai su buku kampu metūglio atţvilgiu augančiais lapalakščiais skyrėsi nuo sėjinukų su smailiu ir stačiu lapalakščio kampu metūglio atţvilgiu. Penkiais atvejais iš šešių augalų hormonų santykis augaluose su buku kampu metūglio atţvilgiu augančiais lapalakščiais buvo didesnis. Tai rodo, kad augalai su buku kampu augimo ašiai augan- čiais lapalakščiais fiziologiškai skyrėsi nuo augalų su kitokiu lapalakščio kampu. Obels hibridų su buku kampu metūglio atţvilgiu augančiais lapalakščiais lapuose nustatytas didesnis vidutinis giberelo rūgšties ir abscizo rūgšties santykis (28 lentelė), panaši tendencija stebėta ir ilgus tarpubamblius turinčiuose augaluose (26 lentelė). Svy- rančios vainiko formos veislių lapuose giberelo rūgšties ir abscizo rūgšties santykis buvo tris kartus didesnis nei kitų vainiko formų obelyse (12 lentelė). Ilgesni tarpubambliai ir bukas lapalakščio kampas metūglio atţvilgiu susiję su svyrančiąja vainiko forma.

3.2.5. Obels hibridų klasterinė analizė

Klasterinė analizė suskirsto individus populiacijoje pagal tam tikrus poţymius. Klasterinė analizė naudojama obels hibridų vertinimui, tačiau analizuojamas sėjinukų pasiskirstymas pagal jų morfologinius poţymius, o fitohormonų duomenys neįtraukiami (Segura ir kt., 2008). Mūsų tyrime siekiant įvertinti skirtingos vainiko formos obels hib- ridų panašumą tarpusavyje ir atitikimą tėvinių augalų vainiko formai vertinimui naudota visų tirtų hibridų fitohormonų koncentracija ir morfologiniai parametrai – tarpubamblio ilgis, metūglio ilgis, diametras, lapalakščio kampas (8 pav.).

8 pav. Koloninio ir svyrančio fenotipų hibridų giminingumas pagal augalų hormonus ir morfologinius parametrus. k – koloninis fenotipas, sv – svyrantis fenotipas, CoB – koloninio fenotipo klonas CoB-0968, svyrančio fenotipo klonas B1260.

Augalai pasiskirstė į tris grupes – pirmoje grupėje visi sėjinukai buvo koloninio fenotipo ir kartu su jais į tą grupę pateko koloninė veislė CoB-0968 (10 pav.). Pirma grupė buvo labiausiai nutolusi nuo antros ir trečios grupių. Į trečią grupę pateko B1260 veislė ir tik svyrančios vainiko formos hibridai. Antroje grupėje išsiskyrė trys pogrupiai – 2a ir 2b buvo tik koloninės vainiko formos sėjinukai, o į 2c grupę pateko du koloninio ir trys svyrančio fenotipo obels hibridai (8 pav.). Panašų hibridų pasiskirstymą į grupes ir pogrupius, sukryţminęs spur tipo ir svyrančios vainiko formos obelis, gavo Segura su bendraautoriais (Segura ir kt., 2008). Kryţminimuose naudotos veislės CoB-0968 ir B1260 pagal augalų hormonų kiekį ir morfologinių parametrų visumą labai nutolusios viena nuo kitos. Tą lėmė šių veislių skirtinga vainiko forma, nes koloninio ir svyrančio fenotipo hibridai dendrogramoje at- siskyrė vieni nuo kitų. Paskaičiuoti kiekvienai augalų grupei būdingi morfologiniai parametrai (29 lente- lė) ir augalų hormonų kiekiai (30 lentelė). Parodyta, kad koloninių tarpubamblis 8– 10 mm, o standartinių siekia iki 20 mm (Kenis, Keulemans, 2007), taip pat koloninio fenotipo augalų storesni metūgliai (Flachowsky ir kt., 2010). Pirma filogenetinė grupė išsiskyrė trumpesniu tarpubambliu ir aukštesniu bei storesniu metūgliu (29 lentelė). Šiai grupei priklausė koloniniam fenotipui pagal morfologinius parametrus tipingi augalai. Trečios grupės hibridai išsiskyrė aukštesniu lapalakščio kampu metūglio atţvil- giu, kas būdinga svyrančios vainiko formos augalams (29 lentelė). Tėvinių svyrančios vainiko formos augalų lapalakščio kampas metūglio atţvilgiu balais buvo didesnis nei koloninės vainiko formos obelų (3 lentelė). Kiti morfologiniai parametrai tarp antros ir trečios filogenetinės grupės augalų nesiskyrė, tačiau stebėti skirtumai tarp antros filoge- netinės grupės pogrupių (29 lentelė). 2a ir 2b grupės augalų tarpubamblis buvo trumpesnis nei 2c grupės, sudarytos iš koloninio ir svyrančio fenotipo augalų. 2c grupė pagal tarpubamblio ilgį buvo panaši į trečios grupės augalus. Į šią grupę pateko koloninio fe-

54 notipo augalai su ilgiausiais tarpubambliais, ir svyrančios vainiko formos obels sėjinu- kai su aukštyn augančiais lapais – su maţu lapalakščio kampu metūglio atţvilgiu.

29 lentelė. Obels hibridų iš skirtingų filogenetinių grupių morfologiniai parametrai. Lapalakščio Filogenetinė Tarpubamblio ilgis Metūglio ilgis Diametras kampas ūglio grupė mm mm mm atţvilgiu 1 grupė 9,2a 722,0c 1,1b 7,6c 2 grupė 12,5b 331,7a 1,0a 5,5a 2a grupė 11,5b 404,0b 1,0a 5,8b 2b grupė 11,1b 283,2a 1,0a 5,5a 2c grupė 14,7c 320,0ab 1,0a 5,1a 3 grupė 13,2c 322,4ab 1,6c 5,5a Tomis pačiomis raidėmis stulpeliuose paţymėti skaičiai iš esmės nesiskiria (P0,05)

Pirmos filogenetinės grupės augalai išsiskyrė vidutiniu auksino ir maţu zeatino kiekiu (30 lentelė). Gautas aukštas auksino ir zeatino santykis (3,93) ir morfologiniai parametrai, būdingi koloninio fenotipo veislėms (Kenis, Keulemans, 2007; Flachowsky ir kt., 2010), leidţia priskirti šiuos hibridus koloniniam fenotipui.

30 lentelė. Obels hibridų iš skirtingų filogenetinių grupių lapuose nustatyti augalų hormonai. Filogenetinė IAR Zeatinas GR3 AR grupė µg g-1 µg g-1 µg g-1 µg g-1 1 grupė 5,97b 1,52a 61,1ab 2,48b 2 grupė 7,58c 4,98b 66,4a 1,96b 2a grupė 3,72a 9,05c 56,1a 2,45b 2b grupė 7,56c 1,65a 64,8ab 4,96c 2c grupė 10,81d 4,91b 76,6b 0, 38a 3 grupė 4,03a 2,09a 160,1c 0,75a Tomis pačiomis raidėmis stulpeliuose paţymėti skaičiai iš esmės nesiskiria (P0,05)

Nedidelis filogenetinis atstumas tarp pirmai grupei priklausančių hibridų ir CoB- 0968 veislės leidţia teigti, jog koloninei vainiko formai būdingi morfologiniai parametrai ir hormonų balansas sėjinukuose paveldėti iš koloninės veislės (8 pav.). Antros filogenetinės grupės augaluose nustatytas didţiausias auksino ir zeatino kiekis (30 lentelė), tačiau dėl didelės zeatino koncentracijos IAR:Z santykis maţiausias (1,52). Grupės viduje auksino ir zeatino kiekiai skyrėsi. Daugiausiai auksino nustatyta 2c filogenetinėje grupėje, maţiausiai 2a. Zeatino 2a grupės hibriduose nustatyta daugiausiai, todėl šios grupės sėjinukuose gautas maţas auksino ir zeatino santykis (0,41), kuris yra vienuolika kartų maţesnis nei 2b grupės augalų (4,58). Zeatino kiekis 2b pogrupyje buvo maţiausias ir panašus į 1 ir 3 grupių obels hibridų zeatino kiekį. 2c filogenetinis pogrupis pagal auksino ir zeatino santykį (2,20) tarpinis tarp 2a ir 2b pogrupių (30 lentelė). Auksinas siejamas su viršūniniu dominavimu, jis stabdo šoninių pumpurų vystymąsi. Citokininai skatina ramybės būsenoje esančių pumpurų vystymąsi, tokiu bū- du priešindamiesi auksino veiklai, tačiau jų patekimas į šoninius pumpurus blokuojamas IAR (Tanaka ir kt., 2006; Shimizu-Sato ir kt., 2009), todėl koloninio fenotipo augaluose nustatytas didesnis auksino ir zeatino santykis (8 pav. ir 30 lentelė). 2,5 karto

55 didesniu giberelo rūgšties kiekiu išsiskyrė trečios filogenetinės grupės augalai, jie visi buvo svyrančio fenotipo (30 lentelė), kai visų svyrančios vainiko formos obels hibridų vidutinis giberelo rūgšties kiekis nesiskyrė nuo kitų vainiko formų sėjinukų lapuose esančio giberelo rūgšties kiekio (21 lentelė). Antros filogenetinės grupės pogrupių augaluose giberelo rūgšties kiekis nuosekliai didėjo (30 lentelė), ir buvo patikimai didesnis 2c nei 2a pogrupio augaluose. Giberelo rūgštis skatina tįstamąjį augalo organų au- gimą (Davies, 2004; Kimball, 2008), todėl augaluose su ilgiausiais tarpubambliais nustatytas didţiausias GR3 kiekis (29 ir 30 lentelės). Abscizo rūgštis antagonistiškai veikia giberelo rūgštį ir slopina augimą (Kimball, 2008), maţiausias jos kiekis nustatytas tre- čios, o didţiausias – pirmos filogenetinės grupės augaluose. Antros filogenetinės grupės pogrupio obels hibridų lapuose abscizo rūgšties kiekis skiriasi – 2c pogrupio augaluose nustatytas maţas, 2a vidutinis, o 2b pogrupyje didelis abscizo rūgšties kiekis. 2c pogrupis panašesnis į trečios filogenetinės grupės obels hibridus pagal abscizo rūgšties kon- centraciją lapuose dėl šiame pogrupyje esančių svyrančios vainiko formos augalų. Obels vainiko forma lemiama kompleksinio įvairių veiksnių poveikio. Tai augalų hormonai, jų santykis, fitomerų morfologiniai parametrai. Obels vainiko forma paveldima, kryţminant skirtingos vainiko formos obelis gauti hibridai panašūs į tėvines veisles ne tik vainiko forma, bet ir atskirais fitomerais, bei augalo hormonų kiekiu ir santykiu.

3.2.6. Obels hibridų pasiskirstymas pagal jų morfologinius poţymius

Įvertinti skirtingos vainiko formos obels sėjinukų morfologiniai parametrai, nustatyti pirmais auginimo metais, o trečiais obels hibridų auginimo metais buvo įvertintas jų fenotipas, ir tirta ar galima pagal pirmų metų duomenis prognozuoti būsimą augalo vainiko formą. Hibridai surūšiuoti pagal tarpubamblio ilgį, tarpubamblių kiekį ir lapalakš- čio kampą (9 pav.). Išsiskyrė penkios obels hibridų grupės, vieną jų sudarė tik svyrančio fenotipo sė- jinukai – į šią grupę pakliuvo augalai su ţemyn augančiais lapais (didelis lapalakščio kampas metūglio atţvilgiu), vidutiniais ir ilgais tarpubambliais bei skirtingu tarpubamb- lių kiekiu. Grupėje su vidutiniu lapalakščio kampu metūglio atţvilgiu buvo visų vainiko formų sėjinukų – apie 70 proc. svyrančios, 19 proc. koloninės ir 11 proc. standartinės vainiko formos. Augalų su trumpais tarpubambliais ir maţu lapalakščio kampu metūg- lio atţvilgiu grupėje vyravo koloninio fenotipo obels sėjinukai – 72 proc., o svyrančio ir standartinio fenotipų hibridų buvo po 14 procentų (9 pav.). Vidutinio tarpubamblio ir maţo lapalakščio kampo metūglio atţvilgiu grupėje daugiausia standartinės vainiko formos sėjinukai (74 proc.), o svyrančių ir koloninių vainiko formų sėjinukų buvo 10 ir 16 proc. atitinkamai. Grupėje hibridų su ilgu tarpubambliu ir maţu lapalakščio kampu vyravo svyrančio fenotipo augalai (9 pav.). Paskaičiuota, kokia dalis norimos vainiko formos sėjinukų gali būti identifikuota remiantis šiais morfologiniais poţymiais. Nustatyta, kad hibridų grupėje su buku lapa- lakščio kampu metūglio atţvilgiu 100 proc. sėjinukų yra svyrantys, atrenkama 37,5 proc. visų svyrančių sėjinukų. Kai atrenkami obels hibridai su buku ir stačiu lapa- lakščio kampu metūglio atţvilgiu tai svyrančios vainiko formos sėjinukai sudarys 82,7 proc., bus atrenkama 67,2 proc. visų svyrančių sėjinukų. Hibridų grupėje su ilgesniais nei 16 mm tarpubambliais svyrančio ideotipo sėjinukai sudaro 28,1 proc. nuo svy- rančių sėjinukų, ir 78,3 proc. nuo sėjinukų su ilgesniais nei 16 mm tarpubambliais. Ap- jungus šiuos du morfologinius rodiklius, bukas lapalakščio kampas metūglio atţvilgiu ir

56 tarpubamblis ilgesnis nei 16 mm, svyrantys sėjinukai sudaro 56,3 proc. nuo svyrančių sėjinukų ir 28,8 proc. nuo visų sėjinukų (atrinktoje grupėje bus 87,8 proc. svyrančių ir 12,2 proc. kitokių sėjinukų). Parenkant hibridus pagal buką ir statų lapalakščio kampą metūglio atţvilgiu ir virš 16 mm ilgio tarpubamblį, tai svyrantys sėjinukai sudaro 85,9 proc. nuo svyrančių sėjinukų ir 44,0 proc. nuo visų sėjinukų (atrinktoje grupėje bus 79,7 proc. svyrančių ir 20,3 proc. kitokių sėjinukų).

9 pav. Skirtingos vainiko formos obels pirmų metų hibridų pasiskirstymas į grupes pagal tarpubamblio ilgį, tarpubamblių kiekį ir lapalakščio kampą.

Koloninio ideotipo nustatymui pirmais augimo metais reikia atrinkti hibridus pagal jų trumpą tarpubamblį. Kai tarpubamblio ilgis iki 11 mm, 65,1 proc. sėjinukų bus koloninio ideotipo, jie sudarys 68,3 proc. visų koloninių sėjinukų. Kai tarpubamblio ilgis iki 11 mm ir lapalakščio kampas 1, tai koloniniai sėjinukai sudaro 61,0 proc. nuo vi- sų sėjinukų ir 75,8 proc. koloninio ideotipo hibridų. Koloninis x standartinis kombinacijoje kai tarpubamblio ilgis iki 11 mm, 87,5 proc. sėjinukų bus koloninio ideotipo, jie sudarys 68,3 proc. visų koloninių sėjinukų. Šie obels hibridų pasiskirstymo pagal morfologinius rodiklius į grupes duomenys rodo, kad jau pirmais obels hibridų auginimo metais, kai jų vainikai dar nesusiformavę, galima nustatyti būsimą koloninį arba svyrantį hibrido fenotipą. Vykdant koloninių obe- lų selekciją atrinkus sėjinukus su trumpais tarpubambliais, iki 11–11,5 mm ilgio, į imtį pateks 69–87 proc. koloninio fenotipo sėjinukų. Svyrančiajam fenotipui būdingas po- ţymis – didelis lapalakščio kampas metūglio atţvilgiu balais, nes tarp hibridų su buku

57 kampu metūglio atţvilgiu augančiais lapalakščiais kitos vainiko formos augalų nenustatyta. Atrenkant hibridus pagal buką lapalakščio kampą ir virš 16 mm ilgio tarpubamblį, grupėje bus 88 proc. svyrančios vainiko formos sėjinukų.

3.2.7. Skirtingos vainiko formos obels morfologinių poţymių kombinacinė galia

Obels vainiko forma ir morfologiniai poţymiai paveldimi (Segura ir kt., 2008). Paveldėjimo pobūdis vertinamas skaičiuojant bendrąją (BKG) ir specifinę (SKG) kom- binacinę galią (Griffing, 1956; Falconer, Mackay, 1996; Rumpunen, Kviklys, 2003). Topkrosinio kryţminimo metodu tirtas obels vainiko formą lemiančių genų sąveikos pobūdis. 31 lentelėje pateikti duomenys apie skirtingos vainiko formos obels veislių fi- tomerų ir ūglių morfologinių parametrų, išmatuotų po pirmojo vegetacijos periodo, kombinacinę galią.

31 lentelė. Skirtingos vainiko formos obels veislių morfologinių parametrų kom- binacinė galia Kvadrato vidurkis BKG/SKG Morfologinis Motininių Tėvinių Motininės Tėvinės poţymis SKG veislių BKG veislių BKG veislės veislės Tarpubamblio 192,2* 0,69 168,9* 1,14 0,00 ilgis Metūglio ilgis 4516,5* 0,65 5684,3* 0,79 0,00 Tarpubamblių 1708,3* 6,5 3729,2* 0,46 0,00 skaičius ūglyje Lapalakščio 13,8* 24,3* 2,2* 6,27 11,05 kampas Metūglio dia- 26,6* 54,4* 56,7* 0,47 0,96 metras * P<0,01

Matome, kad šių poţymių paveldėjime svarbūs tiek adityviniai, tiek ir neadityviniai genų efektai (31 lentelė). Nustatyta, kad daugumos obels agronominių poţymių pa- veldėjimui svarbesni adityviniai genų efektai nei dominantiniai ir epistatiniai (Gelvo- nauskis, 1994, 1999, 2004; Durel ir kt., 1998; Sestras, 2004). Pagal motininių veislių BKG ir SKG santykį, lapalakščio kampo paveldėjimą didţiausiu mastu įtakojo adityviniai genai, o genų su dominantiniais bei epistaziniais efektais įtaka nedidelė. Paveldint tarpubamblio ilgį vienodai svarbūs genai tiek su adityviniais, tiek ir su neadityviniais efektais. Poţymių metūglio ilgis, tarpubamblių kiekis ūglyje ir diametras paveldėjimui svarbesni genai su dominantiniais ir epistaziniais efektais (31 lentelė), šie duomenys koreliuoja su kitų mokslininkų darbais (Durel ir kt., 1998; Sestras, 2004). Tėvinių veislių kombinacinės galios tyrimai rodo, kad jos perdavė palikuonims ne visus tirtus morfologinius poţymius (31 lentelė). Tarpubamblio ilgiui, metūglio ilgiui ir tarpubamblio kiekiui ūglyje patikimos bendrosios kombinacinės galios nenustatyta. Pa- gal tėvinių veislių BKG ir SKG santykį, lapalakščio kampo paveldėjimą įtakojo adityviniai genai, genų su dominantiniais bei epistaziniais efektais įtaka nedidelė. Metūglio diametro paveldėjimą vienodai lėmė genai tiek su adityviniais, tiek ir su neadityviniais efektais. Parodyta, kad pagal kombinacinę galią galima efektyviai parinkti tėvinius genoti- pus (Gelvonauskis ir kt., 2004; Sestras ir kt., 2004). Įvertinta 11 obels veislių, su skir-

58 tinga vainiko forma, kombinacinė galia (32 lentelė). Labiausiai tarpubamblio ilgį maţi- na ‛Granny Smith Spur‟, ‛Katja‟ ir CoB-0968 veislės, jų BKG efektai turėjo didţiausias neigiamas reikšmes, atitinkamai -0,75, -0,65 ir -0,56. Nedideliu teigiamu efektu tarpubamblio ilgiui pasiţymėjo B1267 ir ‛Priam‟ veislės. Didţiausias BKG efektas tarpubamblio ilgiui gautas ‛Aldas‟ veislėje (1,06). Įvertinus skirtingų veislių bendrosios kombinacinės galios efektus matyti, kad koloninio ir spur ideotipo veislių palikuonių tarpubambliai trumpesni. Skirtingose šių ideotipų veislių palikuonių poţymio raišką lėmė skirtingos genetinės sąveikos. ‛Granny Smith Spur‟ palikuonyse sutrumpėjusį tar- pubamblį lėmė adityviniai genai, veislės ‛Katja‟ palikuonyse tarpubamblių ilgį vienodu mastu lėmė tiek adityvinių, tiek neadityvinių genų sąveikos, o koloninių veislių tik dominantinių ir epistatinių genų sąveikos nepriklausomai nuo kryţminimų krypties (32 lentelė). Tai sąlygojo branduoliniai genai. Standartinio ir svyrančio ideotipo veislių palikuonys turėjo vidutinius ir ilgus tarpubamblius. Atskirose kryţminimo kombinacijose palikuonių tarpubamblių ilgiai sky- rėsi. Veislių „Aldas‟ ir „Štaris‟ palikuonių tarpubambliai ilgiausi. Poţymio raiškai abiems veislėms svarbūs tiek adityviniai tiek ir neadityviniai genai. Pastarųjų reikšmė neţymiai didesnė. Veislių „Priam‟ ir B1267 palikuonių tarpubambliai vidutinio ilgio. Juos lėmė dominantiniai ir epistatiniai genai, o adityvinių genų įtaka – neţymi (32 len- telė).

32 lentelė. Skirtingos vainiko formos obels veislių morfologinių parametrų BKG efektai. Tarpubamblio Metūglio Tarpubamblių Lapalakščio Metūglio Veislė ilgis ilgis skaičius ūglyje kampas diametras Motininių veislių BKG efektas gi ‛Aldas‟ 1,07 4,91 2,05 -0,15 -0,13 B1267 0,18 -3,98 -2,97 0,37 -0,45 CoB-0968 -0,56 -3,93 -2,38 0,05 0,29 ‛Katja‟ -0,65 -1,62 0,50 -0,03 -0,11 ‛Priam‟ 0,09 0,42 -0,01 0,02 0,03 ‛Granny Smith Spur‟ -0,75 2,14 2,52 -0,08 0,26 ‛Štaris‟ 0,62 2,06 0,29 -0,19 0,10

R05 0,280 1,135 0,773 0,037 0,089

R01 0,368 1,492 1,016 0,049 0,116

Tėvinių veislių BKG efektas gi B1260 -0,03 0,48 -0,08 0,28 -0,17 Co17-39-52 -0,08 -0,30 0,04 -0,10 0,35 ‛Orlovim‟ -0,02 -0,32 0,12 -0,06 -0,26 ‛Rubin‟ 0,14 0,13 -0,08 -0,12 0,08

R05 0,198 0,803 0,546 0,026 0,063

R01 0,260 1,055 0,718 0,035 0,082

59 CoB-0968 tarpubamblio ilgio SKG variansa didţiausia tarp visų tirtų veislių (32 lentelė). Kryţminimuose naudojant šią koloninio fenotipo obelį gauti sėjinukai trumpesniais tarpubambliais, tačiau jų ilgiai nevienodi ir svyravo dideliame intervale. Di- dţiausia BKG variansa nustatyta ‛Aldas‟ veislėje, taip pat joje stebėta didţiausias BKG efektas, galima teigti, jog kryţminant ‛Aldas‟ veislės augalus sėjinukų tarpubambliai il- gėja. Tėvinių veislių BKG variansos nesiskyrė tarpusavyje, o didţiausia SKG variansa nustatyta ‛Rubin‟ veislėje (32 lentelė). Tai rodo, kad kryţminimo kombinacijose su ‛Rubin‟ veisle, priklausomai nuo motininės veislės, galimas didelis tarpubamblio ilgio svyravimas tarp hibridų šeimų. Maţiausia SKG variansa nustatyta B1260 veislėje, tai reiškia, kad naudojant ją kaip tėvinę veislę kryţminimo kombinacijose hibridų tarpubamblio ilgis buvo panašus ir tarp šeimų, ir šeimos viduje. Tėvinio koloninio fenotipo Co17-39-52 tarpubamblio ilgio BKG efektas buvo di- dţiausias neigiamas ir skyrėsi nuo veislės ‛Rubin‟ BKG efekto, kitų tėvinių veislių BKG nesiskyrė tarpusavyje. Tai reiškia, kad siekiant kontroliuoti tarpubamblio ilgį hibriduose reikia parinkti reikiamo tarpubamblio ilgio motinines veisles, o tėvinė veislė ne tokia reikšminga. Obelų metūglių ilgis sudėtinis poţymis, kuris priklauso nuo tarpubamblio ilgio ir jų skaičiaus. Todėl galutinė fenotipinė išraiška atskirose kryţminimo kombinacijose gali skirtis nuo pirminių poţymių išraiškos ir jų tarpusavio derinio.

33 lentelė. Skirtingos vainiko formos obels veislių morfologinių parametrų BKG 2 2 ir SKG variansos (δ gi ir δ si). Metūglio Tarpubamblių Lapalakščio Metūglio Tarpubamblio ilgio skaičiaus kampo diametro ilgio variansa Veislė variansa metūglyje variansa variansa variansa δ2si δ2gi δ2si δ2gi δ2si δ2gi δ2si δ2gi δ2si δ2gi Motininė veislė ‛Aldas‟ 2,27 1,14 79,70 23,81 64,33 4,03 0,01 0,02 0,71 0,01 B1267 1,91 0,01 20,59 15,49 4,07 8,68 0,03 0,14 0,08 0,20 CoB-0968 3,82 0,30 53,95 15,13 30,93 5,49 0,02 0,00 0,87 0,08 ‛Katja‟ 0,42 0,40 16,27 2,30 16,08 0,10 0,01 0,00 0,28 0,01 ‛Priam‟ 0,80 -0,01 0,85 -0,16 0,14 -0,16 0,02 0,00 0,26 0,00 ‛Granny Smith Spur‟ 0,06 0,55 124,61 4,25 87,71 6,21 0,00 0,01 0,44 0,07 ‛Štaris‟ 0,42 0,37 34,41 3,90 14,88 -0,07 0,04 0,04 0,68 0,01 Tėvinė veislė B1260 0,28 -0,01 34,08 0,06 14,81 -0,07 0,03 0,07 0,53 0,03 Co17-39-52 0,99 0,00 52,33 -0,08 47,84 -0,08 0,01 0,01 0,60 0,12 ‛Orlovim‟ 1,15 -0,01 26,99 -0,06 19,33 -0,06 0,01 0,00 0,29 0,07 ‛Rubin‟ 2,34 0,01 50,23 -0,15 26,37 -0,07 0,01 0,01 0,22 0,01

Didţiausias teigiamas metūglio ilgiui kombinacinės galios efektas nustatytas ‛Aldas‟ veislėje (32 lentelė). Didţiausias neigiamas BKG efektas metūglio ilgiui stebė- tas B1267 ir CoB-0968 obelyse. ‛Granny Smith Spur‟ ir ‛Štaris‟ veislėse nustatytas vidutinis teigiamas BKG efektas (32 lentelė). Tėvinės veislės pagal metūglio ilgio BKG efektą nesiskyrė, tačiau stebėta Co17-39-52 ir ‛Orlovim‟ metūglių trumpėjimo tenden-

60 cija, o B1260 veislė ilgino sėjinukų metūglius. Trumpiausius metūglius išaugino B1267 ir CoB-0968 veislių palikuonys. Ilgiausius ūglius išaugino veislių ‛Aldas‟, ‛Granny Smith Spur‟ ir „Štaris‟ palikuonys (32 ir 33 lentelės). Tokį fenotipą nulėmė skirtinga pirminių poţymių išraiška ir genetinė kontrolė. Didţiausias teigiamas tarpubamblių kiekio kombinacinės galios efektas nustatytas ‛Granny Smith Spur‟ ir ‛Aldas‟ veislėse (32 lentelė). Didţiausias neigiamas BKG efektas stebėtas B1267 ir CoB-0968 veislėse. B1267 veislėje tarpubamblių kiekio paveldė- jimą didţiausiu mastu įtakojo adityviniai genai, o genų su dominantiniais bei epistaziniais efektais įtaka nedidelė. Visose likusiose motininėse veislėse tarpubamblių kiekio paveldėjimui svarbesni genai su dominantiniais ir epistaziniais efektais (33 lentelė). Didţiausiu lapalakščio atsilenkimu stiebo ašies atţvilgių pasiţymėjo svyrančių ideotipų palikuonys. Tarp motininių veislių didţiausias BKG efektas nustatytas B1267 0,37, o didţiausias neigiamas – 0,19 veislės ‛Štaris‟. Tarp tėvinių veislių didţiausiu BKG efektu išsiskyrė veislė B1260, o didţiausiu neigiamu veislės ‛Rubin‟ ir Co17-39-52 (32 lentelė). Svyrančio fenotipo veislių palikuonių tokią poţymio raišką nulėmė iš es- mės tik adityviniai genai (33 lentelė). Standartinio ir spur fenotipų palikuonys pasiţy- mėjo smailiausiu lapalakščio kampu metūglio atţvilgiu (32 ir 33 lentelės). Bukas lapa- lakščio kampas metūglio atţvilgiu yra svyrančios vainiko formos ţymuo ankstyvame sėjinuko vystymosi tarpsnyje. Metūglio diametrą didino spur ir koloninio fenotipo veislės. Tarp motininių veis- lių didţiausia teigiama BKG reikšmė nustatyta CoB-0968 ir ‛Granny Smith Spur‟ veis- lėse 0,29 ir 0,26 atitinkamai (32 lentelė). Metūglio diametrą labiausiai maţino B1267 veislė, jos BKG efektas -0,45. Ši veislė plonesnį metūglį palikuonims perdavė dėka adi- tyvinių genų veiklos, likusių motininių veislių metūglio diametras paveldėtas dėl domi- nantinių ir epistatinių genų veiklos (33 lentelė). Tarp tėvinių veislių metūglio diametrą labiausiai didino koloninio fenotipo veislė Co17-39-52, o maţino veislė ‛Orlovim‟, BKG efektai 0,35 ir -0,26 atitinkamai. Tėvinių formų metūglio diametro paveldėjimui svarbesni genai su dominantiniais ir epistaziniais efektais (33 lentelė). Obels selekcininkai, įvertinę agronominių poţymių kombinacinę galią, išskyrė tinkamiausius tėvinius augalus, vertingų kiekybinių poţymių donorus (Gelvonauskis, 1994, 1999; Durel ir kt., 1998; Gelvonauskis ir kt., 2004; Sestras ir kt., 2004). Mūsų tyrimuose nustatyta, kokios obels veislės ir klonai gali būti naudojami selekcijoje kaip fitomero morfologinių poţymių, susietų su vainiko forma, donorai.

3.2.8. Koloninę obels vainiko formą lemiančio Co geno nustatymas

Šiuolaikinėje augalų selekcijoje naudojami ir kuriami molekuliniai ţymenys, susi- ję su norimu poţymiu, leidţiantys prognozuoti būsimą derlių, atsparumą patogenams, ir kitus poţymius (Tian ir kt., 2005; Stanys ir kt., 2008). Kolonos formos obelys yra labai vertingos dėl jų kompaktiškos vainiko struktūros. Mutacija buvo aptikta „McIntosh„ (Lapins 1976, Fisher, 1970) veislėje. Pirmas Co geną 10 sukibimo grupėje nustatė Con- ner (Conner ir kt., 1997). Co geno nustatymui tėvinėse skirtingos vainiko formos obelyse ir jų hibriduose naudotas Tian sukurtas molekulinis ţymuo (Tian ir kt., 2005). Stan- dartinės vainiko formos „Auksis‟ ir koloninės vainiko formos KV-47 parinktos kaip pa- lyginamosios veislės (10 pav.).

10 pav. Obelų veislių ir hibridų Co geno molekuliniai ţymenys. 1 – KV-47, 2–12 – obels hibridai, 13 – „Aldas‟, 14 – „Orlovim‟, 15 – „Auksis‟, 16 – „Priam‟, 17 – „Skaistis‟, 18 – „Katja‟. M – O‟Gene Ruler 1 kb DNR ţymuo. Rodykle paţymėtas dominantinis fragmentas.

Tarp kryţminimuose naudotų veislių tik koloninio fenotipo CoB-0968 ir Co17-39-52 veislių Co genas buvo heterozigotinėje dominantinėje būklėje. Standarti- nių, spur ir svyrančios vainiko formos obelyse šis genas buvo recesyvinėje homozigoti- nėje būklėje. Siekiant patvirtinti tėvinių veislių Co geno heterozigotiškumą buvo atlikti kryţminimai tarp koloninio ir standartinio fenotipo veislių, ir gautuose hibriduose nustatytas Co genas. Hibridai, gauti kryţminant koloninę obelį kaip motininį, o standarti- nę veislę kaip tėvinį augalą ir atvirkščiai, pagal heterozigotiškumą nesiskyrė (34 lente- lė), todėl galima teigti, kad citoplazminis paveldėjimas neįtakoja dominantinio Co geno perdavimo palikuonims.

34 lentelė. Co geno molekulinių ţymenų pasiskirstymas sėjinukuose priklausomai nuo kryţminimo krypties. Sėjinukai su dominantinio Sėjinukai su recesyvinio co Kryţmintų veislių Co geno ţymeniu geno ţymeniu fenotipas Skaičius Procentas Skaičius Procentas Koloninis x standartinis 19 58 14 42 Standartinis x koloninis 18 55 15 45 Viso: 37 56 29 44

Koloninio ir standartinio fenotipo hibridai šeimose pasiskirsto santykiu 1:1 (de Wit ir kt., 2002; Kim ir kt., 2003; Tian ir kt., 2005). Pirmoje kartoje koloninės ir nekoloninės formų sėjinukai pagal dominantinį Co geną pasiskirstė santykiu 1:1 (34 lentelė), taigi buvo patvirtinta, kad tėvinės koloninės formos obelys Co geną turi heterozigotinėje būklėje. Sukryţminus tarpusavyje koloninio fenotipo CoB-0968 ir Co17-39-52 obelis jų hibridai pagal Co geno heterozigotiškumą pasiskirstė santykiu 2:1, tačiau šioje šeimoje ţuvo daugiau sėjinukų nei kitose šeimose. Tai galėtų būti paaiškinta sumaţėjusiu zigotų su domi- nantiniu Co geno aleliu gyvybingumu, ką patvirtina ir tai, kad šioje kombinacijoje nerasta hibridų su dominantinėje homozigotinėje (CoCo) būklėje esančiu Co genu. Trečiais hibridų auginimo metais buvo įvertintas jų fenotipas ir nustatyta, kad sė- jinukai, kuriuose buvo nustatytas dominantinis heterozigotinis Co geno alelis yra koloninio fenotipo. Naujos obels veislės sukūrimas uţtrunka 20–25 metus (Kellerhals, 1994). Šiuolaikinės selekcijos programos pagrįstos molekulinių ţymenų, susietų su norimu poţymiu, naudojimu (Kenis, 2007). Mūsų tyrime panaudotas molekulinis Co geno ţymuo leido nustatyti ir atrinkti koloninio fenotipo hibridus juvenaliniame periode.

62 APIBENDRINIMAS

Obels vainiko architektūros tyrimai apima augimo reguliatorių taikymo, šakų vystymosi, genėjimo, aplinkos veiksnių poveikio augalų vainiko architektūrai tyrimus. Ge- netiniai ir fiziologiniai aspektai kol kas maţai ištirti. Obels vainiko formą lemia dauge- lis veiksnių, iš kurių galima išskirti augalo hormonus. Net nedidelis augalo hormonų kiekio arba santykio skirtumas lemia augalo augimą ir vystymąsi, todėl tiriant augalų architektūrą jam skirtinas didelis dėmesys. Tarpubamblio ilgis leido atskirti koloninės vainiko formos obelis nuo kitų vainiko formų obelų, taip pat jos pasiţymėjo trumpesniu, storu metūgliu (3 lentelė). Parodyta, kad koloninės „Telamon‟ obels tarpubamblis 8-10 mm, o standartinių siekia iki 20 mm (Kenis, Keulemans, 2007). Koloninės vainiko formos obelyse buvo nustatytas didţiau- sias auksino kiekis (9 lentelė). Aukštas IAR lygis skatina apikalinį dominavimą, inhibuoja šakojimąsi, todėl koloninės formos augaluose jo randama daugiau nei kitos vainiko formos obelyse. Panašūs ir kitų mokslininkų tyrimų duomenys (Davies, 2004; Watanabe ir kt., 2008). Tik koloninėse obelyse buvo nustatyta priklausomybė tarp auksino ir zeatino (11 lentelė). Taip pat koloninės obelys nuo kitų vainiko formų vaisme- dţių išsiskyrė didesniu auksino ir zeatino santykiu, ir maţesniu nei standartinių veislių giberelo rūgšties ir abscizo rūgšties santykiu (12 lentelė). Koloninės vainiko formos obelyse stipriai išreikštas viršūninis dominavimas, augalas maţai šakojasi, šį procesą reguliuoja auksinas ir zeatinas (Shimizu-Sato ir kt., 2009). Tworkoskis ir bendraautoriai (2006) nustatė, kad genėjimas neveikia auksino bei citokinino koncentracijos ir santykio, todėl galima manyti, kad koloninę vainiko formą lemia genotipas ir ją galima identifikuoti juvenaliniu sėjinukų raidos tarpsniu įvertinus auksino bei citokinino santykį lapuose. Tolimesni skirtingos vainiko formos obels hibridų tyrimai turėtų parodyti, ar šie poţymiai galėtų būti naudojami siekiant identifikuoti būsimą koloninę obels formą juvenaliniame raidos tarpsnyje. Svyrančios vainiko formos obelys išsiskyrė maţiausiu tarpubamblių skaičiumi, ir aukščiausiu lapalakščio kampu metūglio atţvilgiu balais. Daţniausiai standartinio fenotipo obels lapalakščiai auga smailiu kampu metūglio atţvilgiu (Jackson, 2003). Aukštas lapalakščio kampas metūglio atţvilgiu balais buvo būdingas tik svyrančios vainiko formos obelims (3 lentelė). Svyrančiose obelyse nustatyta tiesioginė priklausomybė tarp metūglio diametro ir ilgio (6 lentelė). Svyrančios vainiko formos obelų lapuose nustatytas du kartus maţesnis AR kiekis nei koloninės ir tris kartus – nei standartinės bei spur tipo vainiko formos obelyse (9 lentelė). Tai gali būti susieta su AR, kaip atsako į aplinkos stresą (Verslues, Zhu, 2005; Agarwal, Jha, 2010) funkcijomis, nes tirtų svyrančios vainiko formos obelų B1260 ir B1267 kilmės vieta yra Sibiras. Gali būti, kad Lietuvos agroklimato sąlygomis šių veislių augalai patiria maţesnį stresą ir AR sintezė vyksta labai menkai. Svyrančios vainiko formos obelys išsiskyrė pagal augalo hormonų santykį, jose nustatytas didţiausias auksino ir abscizo rūgšties, giberelo rūgšties ir abscizo rūgšties, bei maţiausias abscizo rūgšties ir zeatino santykis (12 lentelė). Šie morfologiniai ir fiziologiniai rodikliai yra būdingi svyrančios vainiko formos obelims, reikia ištirti ar pagal juos galima atrinkti svyrančios formos hibridus ankstyvame augimo tarpsnyje. Spur tipo obelims buvo būdingas storas, trumpesnis uţ standartinių veislių tarpubamblis (3 lentelė). Nustatyta stipri tiesioginė priklausomybė tarp metūglio ilgio ir tar- pubamblių ilgio. Panaši priklausomybė stebėta koloninės ir standartinės vainiko formos obelyse, o taip pat kitų autorių darbuose (Kenis, Keulemans, 2007). Tik spur tipo veis- lėse nustatyta stipri atvirkštinė koreliacija tarp tarpubamblio ilgio ir metūglio diametro,

63 ilgėjant tarpubamblio ilgiui maţėjo metūglio diametras (7 lentelė). Spur augimo tipo obelys pagal hormonų kiekį nesiskyrė nuo kitų vainiko formų vaismedţių, tačiau tik jų lapuose buvo nustatyta vidutinė atvirkštinė koreliacija tarp giberelo rūgšties ir abscizo rūgšties (9 ir 11 lentelės). Standartinės vainiko formos obelys pagal morfologinius ir fiziologinius rodiklius nesiskyrė nuo kitų vainiko formų obelų. Nustatyta, kad pirmais augimo šiltnamyje metais tarpubamblio ilgis vienmečiuose obels hibriduose kito nuo 4 iki 23,9 mm (13 lentelė). Didţiausią dalį sudarė sėjinukai su tarpubamblio ilgiais nuo 11 iki 14 mm – apie 33 proc. (3 pav.). Vidutinis tarpubamblio ilgis nepriklausė nuo tėvinės obels vainiko formos tačiau stebėta didelė tarpubamblio ilgio variacija šeimos viduje. Beveik pusės hibridų, gautų sukryţminus koloninės formos obelis, tarpubamblio ilgis siekė iki 11 mm, galima manyti, kad jų vainiko forma generatyviniame periode bus koloninė (4 pav.). Parodyta, kad koloninės vainiko formos obelų tarpubambliai trumpesni (Kenis, Keulemans, 2007), tikėtina kad obels hibridai trumpesnį tarpubamblį paveldėjo būtent iš koloninės vainiko formos augalų. Tarpu- bambliui ilgėjant, maţėja sėjinukų, gautų sukryţminus koloninės formos obelis. Galima manyti, kad trumpas tarpubamblis yra koloninės vainiko architektūros formos obels po- ţymis, ir pagal jį galima identifikuoti koloninės vainiko formos hibridus juvenaliniame raidos tarpsnyje. Per pirmus metus obels hibridai uţaugo nuo 205,3 mm iki 460,8 mm aukščio (13 lentelė). Aukštesniais augalais išsiskyrė „Katja‟ palikuonių šeimos. Sukryţminus kolo- ninės formos tėvus (CoB-0968 x Co17-39-52) gauti vieni ţemiausių augalai. Nustatyta, kad koloninio fenotipo obels augalai augina trumpus metūglius (Gelvonauskienė ir kt., 2006; Flachowsky ir kt., 2010), taigi trumpesnis metūglis gali būti susijęs su kolonine vainiko forma. Tėvinių koloninių formų metūgliai taip pat buvo trumpiausi (vidutiniš- kai 66,8 mm). Kryţminimo kombinacijoje CoB-0968 x B1260 gauti 1,8 karto aukštesni augalai. Šiuo atveju aukštį lemia svyrančios vainiko formos tėvinis genotipas. Kaip tė- vinę formą kryţminimuose panaudojus Co17-39-52, sėjinukų ţemėjimo tendencijos ne- pastebėta, „Granny Smith Spur‟ x Co17-39-52 šeimoje gauti aukščiausi hibridai (13 len- telė). Gali būti, kad obels augumo intensyvumas labiau susijęs su citoplazminiu pavel- dėjimu, nei branduoliniu. Tarpubamblių skaičius ūglyje kito nuo 15,9 iki 39,1 (13 lentelė). Tėvinių obelų tyrimuose maţesniu tarpubamblių skaičiumi ūglyje išsiskyrė svyrančios vainiko formos B1260 ir B1267 obelys. Šeimose su svyrančios vainiko formos tėvais tarpubamblių skaičius siekė vidurkį ir skyrėsi nuo tėvinių augalų tarpubamblių skaičiaus, kuris buvo 1,5 karto maţesnis uţ vidutinį tėvinių augalų tarpubamblių kiekį (3 lentelė). Aukštesniu lapalakščio kampu metūglio atţvilgiu balais išsiskyrė hibridinės šei- mos, kurių bent vienas tėvų buvo svyrančios vainiko formos (13 lentelė). Jose lapalakš- čio kampas ūglio atţvilgiu svyravo nuo 1,17 iki 1,74 balo. Standartinio, koloninio ir spur augimo tipų augalų lapalakščio kampas metūglio atţvilgiu svyravo nuo 1,0 iki 1,1 balo. Parodyta kad standartinio fenotipo obels lapalakščiai orientuoti smailiu kampu metūglio atţvilgiu (1 balas) (Jackson, 2003). Aukštas lapalakščio kampas metūglio atţvilgiu balais buvo būdingas tik svyrančios vainiko formos obelims (3 lentelė). San- tykinai ţemesnės reikšmės hibridinėse šeimose, palyginus su motininėmis veislėmis, sietinos su poţymio skilimu kryţminant. Kryţminimuose kaip vieną iš tėvų panaudojus tradicinio arba koloninio ideotipo obelis, daugumos vienmečių hibridų lapai augo į vir- šų – atitinkamai 96,6 ir 96,9 proc. (4 pav.). Išsiskyrė sėjinukų šeimos, kurių bent vienas kryţminamų augalų buvo svyrančios formos. Jose tik 57,6 proc. hibridų augino į viršų

64 orientuotus lapus. Sėjinukai su horizontaliais ir ţemyn atsilenkusiais lapais sudarė 26,1 proc. ir 16,3 proc. hibridų šiose šeimose. Apie 3 proc. hibridų šeimose, kur vienas tėvų buvo koloninio arba standartinio ideotipo, augino horizontalius lapus ir nebuvo augalų su ţemyn atsilenkusiais lapais (4 pav.). Horizontalioje padėtyje esantys ir ţemyn svyrantys lapalakščiai yra morfologinis svyrančio ideotipo ţymuo pirmaisiais sėjinuko augimo metais. Metūglio diametras pirmais hibridų augimo metais kito nuo 3,75 iki 6,13 mm (13 lentelė). Didelė metūglio diametro variacija šeimose rodo (13 lentelė), kad metūglio skersmuo netinka būti ankstyvu būsimos koloninės vainiko formos ţymeniu. Metūglio diametras galėtų būti spurinio derėjimo tipo ţymuo, tačiau tam ištirti reikia daugiau laiko, nes hibridai dar nederėjo. Pirmų metų obels hibriduose nustatyta stipri tiesioginė priklausomybė tarp metūg- lio ilgio ir tarpubamblių skaičiaus ūglyje (koreliacijos koeficientas 0,84) (14 lentelė), tuo tarpu tėvinėse veislėse ši koreliacija buvo tik vidutinė (koreliacijos koeficientas 0,58) (8 lentelė). Stipri teigiama koreliacija stebėta ir tarp metūglio ilgio ir diametro (koreliacijos koeficientas 0,73) (13 lentelė), kai tėvinėse veislės nustatyta silpna neigiama priklausomybė tarp šių rodiklių (koreliacijos koeficientas -0,49) (8 lentelė). Vi- dutinė tiesioginė koreliacija nustatyta tarp tarpubamblių skaičiaus ūglyje ir metūglio diametro (koreliacijos koeficientas 0,63) (13 lentelė), o tėvinėse veislėse stebėta tik silpna priklausomybė tarp šių parametrų (koreliacijos koeficientas 0,27) (8 lentelė). Nustatyti patikimi skirtumai tarp vidutinio hormonų kiekio hibridų šeimose gautose sukryţminus įvairios vainiko formos obelis (15 lentelė). Didţiausias auksino kiekis nustatytas hibridų tarp koloninės ir svyrančios vainiko formos obelų lapuose. Auksinas galėtų būti siejamas su kolonine vainiko forma, nes jis skatina viršūninį dominavimą (Cline, 1997; Aloni ir kt., 2003; Sterck, 2005), tačiau vertinant vidutinius šeimų auksino kiekius skirtumai nenustatyti. Hibridų tarp koloninės ir svyrančios vainiko formos obelų šeimoje lapuose nustatytas auksino kiekis nesiskyrė nuo auksino kiekio nustatyto šei- moje, gautoje sukryţminus svyrančio ir standartinio fenotipo obelis (15 lentelė). Pati- kimai maţesniu zeatino kiekiu išsiskyrė obelų hibridų tarp koloninės ir svyrančios vainiko formos šeima. Hibridų tarp koloninės ir standartinės, bei svyrančios ir standartinės vainiko formos šeimos pagal zeatino kiekį augalų lapuose nesiskyrė. Tiriant hibridus nustatytas maţesnis zeatino kiekis šeimoje, gautoje sukryţminus koloninės ir svyran- čios vainiko formos obelis, nei likusių kombinacijų augaluose (15 lentelė). Tėvinės skirtingos vainiko formos obelys pagal giberelo rūgšties kiekį nesiskyrė (9 lentelė). Hibridų šeimos, gautos sukryţminus koloninės ir standartinės vainiko formos obelis, lapuose nustatytas maţesnis giberelo rūgšties kiekis, nei kitose hibridų šeimose (15 len- telė), tačiau maţesnis vidutinis GR3 kiekis nepriklausė nuo kryţminimuose naudotų tė- vinių augalų vainiko formos. Tarp tėvinių skirtingo fenotipo obelų maţu abscizo rūgš- ties kiekiu išsiskyrė svyrančios vainiko formos obelys (9 lentelė). Maţiausias abscizo rūgšties kiekis nustatytas šeimoje, gautoje sukryţminus svyrančios ir standartinės vainiko formos obelis, o patikimai didesnis AR kiekis, nei šioje šeimoje, nustatytas augaluose, gautuose sukryţminus koloninio ir standartinio fenotipo obelis (15 lentelė). Augalo augimą ir vystymąsi lemia ne tik absoliutūs fitohormonų skirtumai, bet ir santykis tarp atskirų augalo hormonų. Aukštesniu auksino ir zeatino santykiu pasiţymė- jo sėjinukai, gauti sukryţminus koloninės ir svyrančios vainiko formos obelis (16 lente- lė). Didesnis auksino ir zeatino santykis siejamas su viršūniniu dominavimu (Tworkoski ir kt., 2006; Shimizu-Sato ir kt., 2009). Didţiausias auksino ir abscizo rūgšties santykis nustatytas šeimos svyranti x standartinė hibriduose, maţiausias – koloninė x standartinė

65 šeimos augalų lapuose. Tarp tėvinių obelų patikimai maţesniu abscizo rūgšties ir zeatino santykiu išsiskyrė svyrančios vainiko formos obelys, kitos vainiko formos obelų lapuose šis santykis nesiskyrė (12 lentelė). Svyrančio fenotipo obelų lapuose buvo nustatytas didţiausias giberelo rūgšties ir abscizo rūgšties santykis (12 lentelė), hibridų šei- mose gautose sukryţminus svyrančias su kitų vainiko formų obelimis gautas didesnis šių hormonų santykis (16 lentelė). Trečiais obels hibridų auginimo metais buvo įvertintas jų fenotipas ir jie šeimose suskirstyti į svyrančius, koloninius ir standartinius (18 lentelė). Nustatyta, kad sukryţ- minus koloninės vainiko formos „Telamon‟ ir standartinės vainiko formos „Fuji‟ obelis, jų palikuonys pagal vainiko formą pasiskirstė 1:1 santykiu (Tian ir kt., 2005). Mūsų tyrime sukryţminus koloninės ir standartinės vainiko formos obelis, koloninio ir standartinio fenotipo hibridai pasiskirstė santykiu 1:1, taigi buvo patvirtinta, kad tėvinės kolo- ninės formos obelys turi Co geną heterozigotinėje būklėje. Svyrančią vainiko formą lemiantys genai neţinomi, tačiau galima spėti, kad šią vainiko formą nulemiantis genai yra recesyviniai, nes pirmos kartos hidridai, gauti sukryţminus standartinės ir svyran- čios vainiko formos obelis, pasiskirstė 3:1 santykiu, o sukryţminus koloninės ir svy- rančios vainiko formos obelis pirmos kartos hibridai pasiskirstė 2:1:1 santykiu. Tai rodo, kad koloninę formą lemia vienas genas, o svyrančią ir standartinę keli genai ar jų sąveika, nes šioje hibridų grupėje gauti ne tik koloninio ir svyrančio, bet ir standartinio fenotipo sėjinukai. Nustatyta, kad japoninio kaštainio ir baltojo šilkmedţio svyrančią vainiko formą lemia vienas recesyvinis genas (Kotobuki ir kt., 2005; Yamanuchi ir kt., 2009), taigi galima teigti, kad svyrančią vainiko formą sumedėjusiuose augaluose lemia panašūs genetiniai veiksniai. Įvertinti pagal fenotipą trečiais auginimo metais sugrupuotų sėjinukų morfologiniai parametrai, nustatyti pirmais auginimo metais, siekiant nustatyti būsimos vainiko formos prognozavimo tikslumą (19 lentelė). Trečiais auginimo metais įvertinus hibridų fenotipą, nustatyta, kad koloninio fenotipo sėjinukų tarpubambliai tikrai buvo patikimai trumpesni. Atrenkant sėjinukus pagal tarpubamblio ilgį iki 11 mm galima prognozuoti koloninę vainiko formą. Tik keli standartinės vainiko formos augalai turėjo iki 11 mm ilgio tarpubamblius. Trečiais sėjinukų auginimo metais juos suskirsčius į grupes pagal fenotipą ir palyginus pirmais auginimo metais nustatytą lapalakščio kampą, gauti patikimi skirtumai tarp svyrančios ir koloninės bei standartinės vainiko formos augalų (19 lentelė). Paro- dyta, kad standartinio fenotipo obelų lapalakščiai auga smailu kampu metūglio atţvilgiu (Jackson, 2003). Tai reiškia, kad bukas lapalakščio kampas metūglio atţvilgiu yra morfologinis svyrančios vainiko formos ţymuo juvenaliniame raidos tarpsnyje ir gali būti naudojamas svyrančio fenotipo obelų selekcijoje. Pagal fenotipą sugrupuotų sėjinukų lapuose nustatyti fitohormonai (21 lentelė). Daugiausiai auksino sukaupė koloninės, o maţiausiai svyrančios vainiko formos obels hibridai. Svyrančios vainiko formos augaluose nustatytas maţiausias, o standartinės vainiko formos hibriduose didţiausias zeatino kiekis. Pagal giberelo rūgšties ir abscizo rūgšties kiekį lapuose visų tirtų vainiko formų augalai buvo panašūs (21 lentelė). Auga- lų vystymosi procesus lemia ne tik hormonų koncentracija, bet ir jų santykis. Didesniu auksino ir zeatino santykiu išsiskyrė koloninio fenotipo obelys (22 lentelė). Nustatyta, kad persiko koloninės formos vaismedţiuose auksino ir zeatino santykis du kartus didesnis nei standartinės vainiko formos augaluose (Tworkoski ir kt., 2006). Vykdant koloninių obelų selekciją, pagal aukštesnį auksino ir zeatino santykį galima iš grupės augalų atrinkti koloninius hibridus pirmais augalų augimo metais. Patikimai ma-

66 ţesnis auksino ir abscizo rūgšties santykis ir didesni abscizo rūgšties bei zeatino ir giberelo rūgšties ir auksino santykiai nustatyti svyrančios vainiko formos obelų lapuose (22 lentelė). Auksino ir abscizo rūgšties santykis buvo dvigubai maţesnis nei koloninio fenotipo augaluose. Šie duomenys nesutapo su tėvinių formų duomenimis, ten svyran- čios vainiko formos obelų lapuose auksino ir abscizo rūgšties santykis buvo didţiausias (12 lentelė). Pagal tarpubamblio ilgį obels hibridai buvo suskirstyti į tris grupes. Ilgėjant tarpubambliui auksino ir abscizo rūgšties koncentracija hibridų lapuose maţėjo, o zeatino didėjo (25 lentelė). Koloninės vainiko formos augalų tarpubambliai trumpi, šių augalų lapuose nustatytas didţiausias auksino kiekis. Auksinas skatina viršūninį dominavimą (Cline, 1997; Aloni ir kt., 2003; Sterck, 2005), taigi augalai su trumpu tarpubambliu ir dideliu IAR kiekiu yra koloninės vainiko formos. Giberelo rūgšties kiekis augaluose su skirtingo tarpubamblio ilgiu nekito. Didesniu auksino kiekiu išsiskyrė augalai su trumpesniais nei 11 mm tarpubambliais, būdingais koloninio fenotipo obelims (25 lentelė). Tėvinėse veislėse ir koloninio fenotipo hibriduose nustatytas didesnis auksino kiekis nei kitų vainiko formų augaluose (9 lentelė), o trumpiausią tarpubamblį turintys augalai pa- siţymėjo didesniu IAR kiekiu (25 lentelė). Juvenaliniame raidos tarpsnyje apjungus šiuos du poţymius galima tiksliau prognozuoti būsimą koloninę sėjinuko vainiko for- mą. Ilgėjant tarpubambliui zeatino kiekis hibridų su trumpu ir vidutiniu tarpubambliu lapuose didėjo neţymiai, o ilgą tarpubamblį turinčiuose hibriduose didėjo patikimai. Tai sietina su skatinančiu zeatino poveikiu ląstelių dalijimuisi (Nieminem ir kt., 2008). Didţiausias abscizo rūgšties kiekis stebėtas iki 11 mm ilgio tarpubamblius turinčiuose hibriduose, o maţiausias – ilgus tarpubamblius turinčiuose augaluose. Laipsniškas tarpubamblio ilgėjimas maţėjant abscizo rūgšties koncentracijai rodo, kad tarpubamblio ilgis priklauso nuo abscizo rūgšties antagonistinio poveikio giberelo rūgšties atţvilgiu, nes giberelo rūgšties kiekis augaluose su skirtingo ilgio tarpubambliais nekito (25 lente- lė). Giberelo rūgštis skatina augalo organų tįstamąjį augimą, o abscizo rūgštis antago- nistiškai veikia giberelo rūgštį ir slopina augimą (Kimball, 2008). Galima manyti, kad augaluose trumpais tarpubambliais nustatytas didesnis abscizo rūgšties kiekis daugiau slopino giberelo rūgštį ir todėl tarpubamblis augo trumpesnis. Giberelo rūgšties ir abscizo rūgšties santykis ilgus tarpubamblius turinčių sėjinukų lapuose buvo du kartus didesnis nei hibriduose su trumpais tarpubambliais. Ilgus tarpubamblius turinčių hibridų lapuose nustatytas ţemesnis abscizo rūgšties ir zeatino santykis, zeatinas skatina ląstelių dalijimąsi ir augimą (Davies, 2004), gali būti kad jo poveikis yra sinergetinis su giberelo rūgštimi ir auksinu. Koloninės vainiko formos obelims būdingi trumpi tarpubambliai, tą patvirtina aukštesnis auksino ir zeatino santykis augaluose su trumpais tarpubambliais (26 lentelė). Svyrančios vainiko formos obels hibridai pagal lapalakščio kampą metūglio at- ţvilgiu tarpusavyje skyrėsi. Hibridai buvo sugrupuoti pagal jų lapalakščio kampą me- tūglio atţvilgiu nepriklausomai nuo jų vainiko formos. Tarp sėjinukų su skirtingu lapa- lakščio kampu metūglio atţvilgiu daugiausiai išsiskyrė hibridai, kurių lapalakščiai augo buku kampu augimo ašiai, juose nustatytas maţesnis zeatino ir abscizo rūgšties, bei didesnis giberelo rūgšties kiekiai (27 lentelė). Hibridai su buku kampu metūglio atţvilgiu augančiais lapalakščiais skyrėsi nuo sėjinukų su smailiu ir stačiu lapalakščio kampu metūglio atţvilgiu. Penkiais atvejais iš šešių augalų hormonų santykis augaluose su buku kampu metūglio atţvilgiu augančiais lapalakščiais buvo didesnis (28 lentelė). Tai rodo, kad augalai su buku kampu augimo ašiai augančiais lapalakščiais fiziologiškai skyrėsi nuo augalų su kitokiu lapalakščio kampu.

67 Klasterinė analizė suskirsto individus populiacijoje pagal tam tikrus poţymius. Klasterinė analizė naudojama obels hibridų vertinimui, tačiau analizuojamas sėjinukų pasiskirstymas pagal jų morfologinius poţymius, o fitohormonų duomenys neįtraukiami (Segura ir kt., 2008). Mūsų tyrime siekiant įvertinti skirtingos vainiko formos obels hib- ridų panašumą tarpusavyje ir atitikimą tėvinių augalų vainiko formai vertinimui naudoti morfologiniai parametrai ir tirtų fitohormonų koncentracija. Sėjinukai pasiskirstė į tris grupes (8 pav.). Pirmoje grupėje visi sėjinukai buvo koloninio fenotipo ir kartu su jais į tą grupę pateko koloninės vainiko formos klonas CoB-0968. Pirma grupė buvo labiausiai nutolusi nuo antros ir trečios grupių. Į trečią grupę pateko B1260 klonas ir tik svy- rančios vainiko formos hibridai. Antroje grupėje išsiskyrė trys pogrupiai – dviejuose buvo tik koloninės vainiko formos sėjinukai, o į trečią pogrupį pateko du koloninio ir trys svyrančio fenotipo obels hibridai. Panašų hibridų pasiskirstymą į grupes ir pogrupius, sukryţminęs spur tipo ir svyrančios vainiko formos obelis, gavo Segura su bendraautoriais (Segura ir kt., 2008). Pirma filogenetinė grupė išsiskyrė trumpesniu tarpubambliu ir aukštesniu bei storesniu metūgliu (29 lentelė). Aukštas auksino ir zeatino santykis ir morfologiniai parametrai, būdingi koloninio fenotipo veislėms (Kenis, Keu- lemans, 2007; Flachowsky ir kt., 2010), leidţia priskirti šiuos hibridus koloniniam fenotipui (30 lentelė). Nedidelis filogenetinis atstumas tarp pirmai grupei priklausančių hib- ridų ir CoB-0968 veislės (8 pav.) leidţia teigti, jog koloninei vainiko formai būdingi morfologiniai parametrai ir hormonų balansas sėjinukuose paveldėti iš koloninės veislės (12 lentelė). Trečios grupės hibridai išsiskyrė aukštesniu lapalakščio kampu metūglio atţvilgiu ir ilgesniu tarpubambliu (29 lentelė), kas būdinga svyrančios vainiko formos augalams (3 lentelė). Hibridai surūšiuoti pagal tarpubamblio ilgį, tarpubamblių kiekį ir lapalakščio kampą metūglio atţvilgiu (9 pav.). Nustatyta, kad vykdant koloninių obelų selekciją atrinkus sėjinukus su trumpais, iki 11–11,5 mm ilgio, tarpubambliais į imtį pateks 69– 87 proc. koloninio fenotipo sėjinukų. Svyrančiajam fenotipui būdingas poţymis – lapa- lakščio kampas metūglio atţvilgiu, nes tarp hibridų su ţemyn augančiais lapalakščiais nenustatyta kitos vainiko formos augalų. Atrenkant hibridus pagal buką lapalakščio kampą metūglio atţvilgiu ir virš 16 mm ilgio tarpubamblį, grupėje bus 88 proc. svyran- čios vainiko formos sėjinukų (9 pav.). Topkrosinio kryţminimo metodu tirtas obels vainiko formą lemiančių genų sąvei- kos pobūdis. Nustatyta skirtingos vainiko formos obels veislių fitomerų ir ūglių morfo- loginių parametrų kombinacinė galia (31 lentelė). Morfologinių poţymių paveldėjime svarbūs tiek adityviniai, tiek ir neadityviniai genų efektai. Parodyta, kad daugumos obels agronominių poţymių paveldėjimui svarbesni adityviniai genų efektai nei dominantiniai ir epistatiniai (Gelvonauskis, 1994, 1999, 2004; Durel ir kt., 1998; Sestras, 2004). Lapalakščio kampo paveldėjimą didţiausiu mastu įtakojo adityviniai genai, o genų su dominantiniais bei epistaziniais efektais įtaka buvo nedidelė. Paveldint tarpubamblio ilgį vienodai svarbūs genai tiek su adityviniais, tiek ir su neadityviniais efektais. Poţymių metūglio ilgis, tarpubamblių kiekis ūglyje ir diametras paveldėjimui svarbesni genai su dominantiniais ir epistaziniais efektais (31 lentelė). Koloninę vainiko formą lemiantis Co genas tirtas tėvinėse veislėse ir hibriduose. Koloninio ir standartinio fenotipo hibridai šeimose pasiskirsto santykiu 1:1 (de Wit ir kt., 2002; Kim ir kt., 2003; Tian ir kt., 2005). Pirmoje kartoje koloninės ir nekoloninės formų sėjinukai pagal dominantinį Co geną pasiskirstė santykiu 1:1 (34 lentelė), taigi buvo patvirtinta, kad tėvinės koloninės formos obelys Co geną turi heterozigotinėje būklėje. Trečiais hibridų auginimo metais buvo įvertintas jų fenotipas ir nustatyta, kad

68 sėjinukai, kuriuose buvo nustatytas dominantinis heterozigotinis Co geno alelis yra koloninio fenotipo. Naujos obels veislės sukūrimas uţtrunka 20–25 metus (Kellerhals, 1994). Šiuolaikinės selekcijos programos pagrįstos molekulinių ţymenų, susietų su norimu poţymiu, naudojimu (Kenis, 2007). Mūsų tyrime panaudotas molekulinis Co geno ţymuo leido nustatyti ir atrinkti koloninio fenotipo hibridus juvenaliniame periode, taip sutrumpinant selekcijos laiką.

69 IŠVADOS

Ištyrus skirtingos vainiko architektūros obelų fitomerų ir ūglių morfologinių po- ţymių paveldėjimą bei fitohormonų sudėtį, nustatyta, kad: 1. Koloninės vainiko formos obelims būdingas trumpas tarpubamblis ir metūglis. Svyrančios vainiko formos obelims būdingas ţemyn metūglio atţvilgiu augantis lapalakštis ir maţesnis tarpubamblių skaičius metūglyje. Spur tipo obelims būdingi stori metūgliai, trumpesni nei standartinės vainiko formos obelų tarpubambliai. 2. Tirtoje obelų veislių, besiskiriančių vainiko architektūra grupėje, fitomerų ir ūglių morfologinių poţymių paveldėjime svarbūs tiek adityviniai, tiek ir neadityviniai genai. Paveldint lapų kampą, poţymį didţiausiu mastu įtakoja adityviniai genai, o genų su dominantiniais bei epistaziniais efektais įtaka yra nedidelė. Paveldint tarpubamblio ilgį vienodai svarbūs genai tiek su adityviniais, tiek ir su neadityviniais efektais. Poţymių metūglio ilgis ir tarpubamblių kiekis ūglyje raiškai svarbesni genai su dominantiniais ir epistaziniais efektais. 3. Atskirose kryţminimo kombinacijose palikuonių poţymio raišką lemia skirtingos genetinės sąveikos. ‛Geven Smith Spur‟ palikuonyse sutrumpėjusį tarpubamblį lemia adityviniai genai, veislės ‛Katja‟ vienodu mastu tiek adityvinių, tiek neadity- vinių genų sąveikos, o koloninių veislių tik dominantinių ir epistatinių genų sąvei- kos nepriklausomai nuo kryţminimų krypties. 4. Nustatyta, kad tirtose koloninės vainiko formos obelyse dominantinis Co genas yra heterozigotinėje būklėje. Sukryţminus koloninės ir standartinės vainiko formos obelis hibridai pasiskirsto santykiu 1:1. Svyrančią vainiko formą lemia recesyviniai genai. Sukryţminus standartinės ir svyrančios vainiko formos obelis, hidridai pasiskirsto santykiu 3:1. 5. Nustatyta, kad pirmaisiais auginimo metais trumpesnis nei 11 mm tarpubamblis yra obels morfologinis koloninės vainiko formos ţymuo. Atrinkus obels hibridus su trumpais, iki 11 mm ilgio, tarpubambliais į imtį patenka 69–87 proc. koloninio fenotipo sėjinukų. Ţemyn atsilenkęs lapalakštis ir ilgesnis nei 16 mm tarpubamblis yra svyrančios obels vainiko formos morfologiniai ţymenys. Atrinkus hibridus su buku lapalakščio kampu metūglio atţvilgiu ir ilgesniu nei 16 mm tarpubambliu, į imtį patenka 88 procentai svyrančio fenotipo sėjinukų 6. Fitohormonų kiekis obels lapuose skiriasi priklausomai nuo vegetacijos tarpsnio. Augalams ţydint stebimas didţiausias per visą vegetaciją abscizo rūgšties kiekis bei auksino koncentracijos lapuose padidėjimas, neaptinkama giberelo rūgšties. Uţuomazgų kritimo metu sumaţėja auksino ir padidėja giberelo rūgšties kiekis. Didţiausia auksino, zeatino ir giberelo rūgšties koncentracija obelų lapuose stebima vaisių nokimo metu, abscizo rūgšties vaisių nokimo metu neaptinkama. 7. Koloninės vainiko formos obelims būdingas didelis auksino kiekis ir didesnis auksino ir zeatino santykis. Šie poţymiai gali būti naudojami kaip molekuliniai kolo- ninės vainiko formos ţymenys pirmais hibridų auginimo metais. 8. Nustatytas abscizo rūgšties ir giberelo rūgšties antagonistinis ryšys bei sinergetinis ryšys tarp giberelo rūgšties ir zeatino kontroliuojant obelų tarpubamblio ilgį. Gibe- relo rūgšties ir abscizo rūgšties santykis ilgus tarpubamblius turinčių sėjinukų lapuose du kartus didesnis nei hibriduose su trumpais tarpubambliais. Ilgus tarpubamblius turinčių hibridų lapuose nustatytas ir maţesnis abscizo rūgšties ir zeatino santykis. Ilgėjant tarpubambliui zeatino kiekis hibriduose patikimai didėja.

70 LITERATŪROS SĄRAŠAS

1. Abeles F.B., Morgan P.W., Saltveit Jr M.E. 1992. Ethylene in plant biology. 2nd edition. San Diego: Academic Press 2. Agarwal P.K., Jha B. 2010. Transcription factors in plants and ABA dependent and independent abiotic stress signalling. Biologia Plantarum. 54(2):201-212 3. Akiyama K., Matsuzaki K., Hayashi H. 2005. Plant sesquiterpenes induce hyphal branching in arbuscular mycorrhizal fungi. Nature. 435:824-827 4. Aloni R., Aloni E., Langhans M., Ullrich, C. 2006. Role of auxin in regulating Arabidopsis flower development. Planta. 223:315-328 5. Argyros R.D., Mathews D.E., Chiang Y-H., Palmer C.M., Thibault D.M., Etheridge N., Argyros D.A., Mason M.G., Kieber J.J., Schaller G.E. 2008. Type B response regulators of Arabidopsis play key roles in cytokinin signaling and plant development. Plant Cell. 20:2102-2116 6. Avanci N.C., Luche D.D., Goldman G.H., Goldman M.H.S. 2010. Jasmonates are phytohormones with multiple functions, including plant defense and reproduction. Genetics and Molecular Research. 9(1):484-505 7. Bajguz A. 2007. Metabolism of brassinosteroids in plants. Plant Physiology and Biochemistry. 45:95-107 8. Barlow P.W. 1989. Meristems, metamers and modules and the development of shoot and root systems. Botanical Journal of the Linnean Society. 100:255-279 9. Barritt B.H. 1992. Intensive orchard management. Good Fruit Grower. Yakima, Washington, USA 10. Barthélémy D., Caraglio Y., Costes E. 1997. Architecture, morphogenetic gradients and physiological age of plants. p. 89-136. In: J. Bouchon ir kt. (eds.), Modélisation et simulation de l‟architecture des végétaux. INRA, Montpellier 11. Baydar H., Ülger S. 1998. Correlations between changes in the amount of endogenous phytohormones and flowering in the safflower (Carthamus tinctorius L.). Turkish Journal of Biology. 22:421-425 12. Belkhadir Y., Chory J. 2006. Brassinosteroid signalling: a paradigm for steroid hormone signalling from the cell surface. Science. 314:1410-1411 13. Bell A.D. 1991. Plant form, an illustrated guide to flowering plant morphology. Oxford University Press, Oxford 14. Benková E, Michniewicz M, Sauer M, Teichmann T, Seifertová D, Jürgens G, Friml J. 2003. Local, efflux-dependent auxin gradients as a common module for plant organ formation. Cell. 115:591-602 15. Berger S. 2002. Jasmonate-related mutants of Arabidopsis as tools for studying stress signaling. Planta. 214:497-504 16. Bernhard R. 1961. Mise a fruits ir ktternance chez les arbres fruitiers. p. 91-116. Congres pomologiques. INRA, Paris 17. Beveridge C.A., Kyozuka Y. 2010. New genes in the strigolactone-related shoot branching pathway. Current Opinion in Plant Biology. 13:34-39 18. Bishopp A., Mähönen A.P., Helariutta Y. 2006. Signs of change: hormone receptors that regulate plant development. Development. 133:1857-1869 19. Blakeslee J.J., Peer W.A., Murphy A.S. 2005. Auxin transport. Current Opinion in Plant Biology. 8:494-500

71 20. Bouwmeester H.J., Roux C., Lopez-Raez J.A., Becard G. 2007. Rhizosphere communication of plants, parasitic plants and AM fungi. Trends in Plant Sciences. 12:224-230 21. Brown C.L., McAlpine R.G., Kormanik P.P. 1967. Apical dominance and form in woody plants: a reappraisal. American Journal of Botany. 54(2):153-162 22. Buban T. 2000. The use of benzyladenine in orchard fruit growing: a mini review. Plant Growth Regulation. 32: 381-390. 23. Caraglio Y., Barthélémy D. 1997. Revue critique des termes relatifs a la croissance et a la ramification des tiges des végétaux vasculaires. 20-88. In: J. Bouchon et al. (eds), Modélisation et simulation de l'architecture des vegetaux, INRA 24. Caraglio Y., Edelin C. 1990. Architecture and dynamics of the growth of plane. Platanus hybrida Brot. (Platanaceae) (Syn. Platanus acerifolia (Aiton) Willd.) Bul. Société Botanique de France, Lettres Botaniques. 137:279-291 25. Cecchetti V., Altamura M.M., Falasca G., Costantino P., Cardarelli M. 2008. Auxin regulates Arabidopsis anther dehiscence, pollen maturation, and filament elongation. Plant Cell. 20:1760-1774 26. Champagnat P. 1989. Rest and activity in vegetative buds of trees. Annals of For- est Science. 46:9-26 27. Chen H., Jones A.D., Howe G.A. 2006. Constitutive activation of the jasmonate signalling pathway enhances the production of secondary metabolites in tomato. FEBS Letters. 580:2540-2546 28. Chen YI-F, Etheridge N., Schaller E.G. 2005. Ethylene Signal Transduction. An- nals of Botany. 95: 901-915 29. Christmann A., Moes D., Himmelbach A., Yang Y., Tang Y., Grill E. 2006. Inte- gration of abscisic acid signalling into plant responses. Plant Biology. 8(3):314- 325 30. Cline M.G. 1997. Concepts and terminology of apical dominance. American Jour- nal of Botany. 84:1064-1069 31. Cline M.G. 2000. The role of hormones and apical dominance. New approaches to an old problem in plant development. Physiologia Plantarum. 90:230-237 32. Cody C.A., Larsen F.E., Fritts R. Jr. 1985. Induction of lateral branches in tree fruit nursery stock with propyl 3-t-butylphenoxy acetate (M&B 25, 105) and Pro- malin (GA%+()-6-benzyladenine. Scientia Horticulturae. 26:111-118 33. Conner P.J., Brown S.K., Weeden N.F. 1997. Randomly amplified polymorphic DNA-based genetic linkage maps of three apple cultivars. Journal of the American Society for Horticultural Science. 122:350-359 34. Cook C.E., Whichard L.P., Wall M.E., Egley G.H., Coggon P., Luhan P.A., McPhail A.T. 1972. Germination stimulants. 2. The structure of strigol – a potent seed germination stimulant for witchweed (Striga lutea Tour.). Journal of the American Chemical Society. 94:6198-6199 35. Cook N.C., Bellstedt D.U, Jacobs G. 1998a. The development of acrotony in one- year-old Japanese plum shoots. Journal of the Southern African Society for Horti- cultural Sciences. 8:70-74 36. Cook N.C., Rabe E., Keulemans J., Jacobs G. 1998b. The expression of acrotony in deciduous fruit trees: A study of the apple rootstock M.9. Journal of the Ameri- can Society for Horticultural Science. 123:30-34

72 37. Costes E., Guédon Y. 1997. Modeling the sylleptic branching on one-year-old trunks of apple cultivars. Journal of the American Society for Horticultural Sci- ence. 122:53-62 38. Costes E., Lauri P.E. 1995. Processus de croissance en relation avec la ramification sylleptique et la floraison chez le pommier. In: J. Bouchon (ed.), Ar- chitecture des arbres fruitiers et forestiers. INRA Editions 74:41-50 39. Costes E., Lauri P.E., Regnard J.L. 2006. Analyzing Fruit Tree Architecture: Im- plications for Tree Management and Fruit Production. Horticultural Reviews, Vol- ume 32, Edited by Jules Janick, John Wiley & Sons 40. Costes E., Reffye P., Lichou J., Guedon Y., Audubert A., Jay M.. 1992. Stochastic modelling of apricot growth units and branching. Acta Horticulturae. 313:89-98 41. Crabbé J. 1980. Intervention de la dormance des bourgeons dans le développement de la ramification des végétaux ligneux. Bulletin Société Botanique de France, Ac- tualités Botaniques 127:71-78 42. Crabbé J. 1987. Aspects particuliers de la morphogenese caulinaire des végétaux ligneux et introduction a leur étude quantitative. Bruxelles, Editions IRSIA (Institut pour l'en-couragement de la recherche scientifique pour l'industrie et l'agriculture). 43. Crocker W, Hitchcock A.E., Zimmerman P.W. 1935. Similarities in the effects of ethylene and the plant auxins. Contrib. Boyce Thompson Institute 7:231-48 44. Csiszar L., Buban T. 2004. Improving the feathering of young apple trees in envi- ronment friendly way by modified benzyladenine application. Journal of Fruit and Ornamental Plant Research. 12:31-39 45. Davies J.P. 2004. The plant hormones: their nature, occurrence, and functions. Plant hormones biosynthesis, signal transduction, action. Ithaca, New York, USA 46. de Lucas M., Daviere J.M., Rodriguez-Falcon M., Pontin M., Iglesias-Pedraz J.M., Lorrain S., Fankhauser C., Blázquez M.A., Titarenko E., Prat S. 2008. A molecular framework for light and gibberellin control of cell elongation. Nature. 451:480- 484 47. De Wit, I., Keulemans J., Cook N. 2002. Architectural analysis of 1-year-old apple seedlings according to main shoot growth and sylleptic branching characteristics. Trees: Structure and Function. 16:473-478 48. Demole E., Lederer E., Mercaer D. 1962. Isolement et d inton de la structure du jasmonate de methyle, constituant odorant ca que de r'essence de jasmin. Helvetica Chimica Acta. 45:675-685 49. Doyle J.J., Doyle J.L. 1990. A rapid total DNA preparation procedure for fresh plant tissue. Focus. 12:13-15 50. Durel C.E., Laurens A., Fouillet A., Lespinasse Y. 1998. Utilization of pedigree information to estimate genetic parameters from large unbalanced data sets in apple. Theoretical and Applied Genetics. 96:1077-1085 51. Edelin C. 1981. Some aspects of the plant architecture of conifers. Bulletin Société Botanique de France, Lettres Botaniques 52. Edelin, C. 1991. Nouvelles données sur l‟architecture des arbres sympodiaux: le concept de plan d'organisation. p. 127-154. In: C. Edelin (ed.), L'Arbre, Biologie et développement, 2eme Colloque Intern. sur l'Arbre. Montpellier, France. Hors Série 53. Esmon C.A., Pedmale U.V., Liscum E. 2005. Plant tropisms: providing the power of movement to a sessile organism. International Journal of Developmental Biol- ogy. 49:665-674

73 54. Falconer D.S., Mackay T.F.C. 1996. Introduction to Quantitative Genetics, 4th edn., Longman Group Ltd, England 55. FAO Stat Database. 2010. http://faostat.fao.org/faostat/http://faostat.fao.org 56. Feng S., Martinez C., Gusmaroli G., Wang Y., Zhou J., Wang F., Chen L., Yu L., Iglesias Pedraz J.M., Kircher S., Schäfer E., Fu X., Fan L.M., Deng X.W. 2008. Coordinated regulation of Arabidopsis thaliana development by light and gibberellins. Nature. 451:475-479 57. Fisher, D.V. 1970. Spur strains of “McIntosh” discovered in British Colombia. Canadian Fruit Varieties and Horticultural Digest. 24:27-32 58. Flachovsky H., Hattash C., Hofer M., Peil A., Hanke M.V. 2010. Overexpression of LEAFY in apple leads to a columnar phenotype with shorter internodes. Planta. 231:251-263 59. Forsey C.G., Elfving D.C., Stebbins R.L. 1992. Training and pruning apple and pear trees. American Society for Horticultural Sciences, Alexandria 60. Frigerio M., Alabadi D., Perez-Gomez J. Garcia-Carcel L., Phillips A.L., Heden P., Blazquez M.A. 2006. Transcriptional regulation of gibberellin metabolism genes by auxin signaling in Arabidopsis. Plant Physiology. 142:553-563 61. Friml, J. Vieten A., Sauer M., Weijers D., Schwarz H., Hamann T., Offringa R., Jürgens G. 2003. Efflux-dependent auxin gradients establish the apical-basal axis of Arabidopsis. Nature. 426:147-153 62. Fujioka S., Yokota T. 2003. Biosynthesis and metabolism of brassinosteroids. An- nual Review of Plant Biology. 54:137-164 63. Fulford, R.M. 1966a. The morphogenesis of apple buds. II. The development of the bud. Annals of Botany. 30:27-38 64. Fulford, R.M. 1966b. The morphogenesis of apple buds. III. The inception of flowers. Annals of Botany. 30:207-219 65. Gatsuk L.E., Smirnova O.V., Vorontzova L.I., Zaugolnova L.B., Zhukova L.A. 1980. Age states of plants of various growth forms: a review. Journal of Ecology. 68:675-696 66. Gelvonauskienė D., Gelvonauskis B., Sasnauskas A. 2006. Impact of rootstocks on columnar apple tree growth in nursery. Sodininkystė ir darţininkystė. 25(3):51-56 67. Gelvonauskienė D., Gelvonauskis B., Sasnauskas A., Stanys V., Bendokas V. 2008. Obelų selekcija Lietuvos sodininkystės ir darţininkystės institute. Sodi- ninkystė ir darţininkystė. 27(3):85-97 68. Gelvonauskis B. 1994. Inheritance of resistance to fungal diseases, morphological characters and combining ability in juvenile apple seedlings. Ţemės ūkio mokslai. 2:61-66 69. Gelvonauskis B. 1999. Inheritance of tree characters in apple. Acta Horticulturae. 484: 275-279 70. Gelvonauskis B., Šikšnianas T., Duchovskis P., Šikšnianienė J., Gelvonauskienė D. 2004. Genetic control of resistance to fungal diseases, winterhardiness and productivity in orchard plants and use DNA and isoenzymes markers for donors identification. Biologija. 2:15-18 71. Génard M., Pages L., Kervella J. 1994. Relationship between sylleptic branching and components of parent shoot development in the peach tree. Annals of Botany. 74:465-470

74 72. Germain E. 1990. Inheritance of late leafing and lateral bud fruitfulness in walnut (Juglans regia L.), phenotypic correlations among some traits of the trees. Acta Horticulturae. 284: 125-134 73. Germain E. 1992. Le noyer. In: A. Gallais and H. Bannerot (eds.), Amélioration des especes végétales cultivées, objectifs et criteres de sélection. INRA, Paris. 74. Goedegebure, J. 1978. Business - economic aspects of high density plantings in the Netherlands. Acta Horticulturae. 65:21-30 75. Goethe. 1790. La métamorphose des plantes. Triades, Paris. 76. Gomez-Roldan V., Fermas S., Brewer P.B., Puech-Page`s V., Dun E.A., Pillot J.P., Letisse F., Matusova R., Danoun S., Portais J.C., Bouwmeester H., Becard G., Beveridge C.A., Rameau C., Rochange S.F. 2008. Strigolactone inhibition of shoot branching. Nature. 455:189-194 77. Gray W.M. 2004. Hormonal regulation of plant growth and development. PLoS Biology. 2(9):1270-1274 78. Griffing B. 1956. Concept of general and specific combining ability in relation to diallel crossing systems. Australian Journal of Biological Sciences. 9:463-493 79. Gruszka D., Maluszynski M. 2010. Brassinosteroids - chemical structure, genetic basis of biosynthesis and signal transduction, physiological functions. Postepy Biologii Komorki. 37(2):381-407 80. Guarino C., Santoro S., De Simone, L., Lain O., Cipriani G., Testolin R. 2006. Genetic diversity in a collection of ancient cultivars of apple (Malus × domestica Borkh.) as revealed by SSR-based fingerprinting. The Journal of Horticultural Sci- ence and Biotechnology. 81:39-44 81. Hallé F., Oldeman R.A.A. 1970. Essai sur l'architecture et la dynamique de croissance des arbres tropicaux. Masson et Cie, Paris 82. Hallé F., Oldeman R.A.A., Tomlinson P. B. 1978. Tropical trees and forests. Springer-Verlag, Berlin 83. Halliday K.J., Fankhauser C. 2003. Phytochrome-hormonal signalling networks. New Phytologist. 157:449-463 84. Hardtke C.S. 2007. Transcriptional auxin-brassinosteroid crosstalk: who's talking? Bioessays. 29(11):1115-23 85. Hause B., Stenzel I., Miersch O., Maucher H., Kramell R, Ziegler J, Wasternack C. 2000. Tissue-specific oxylipin signature of tomato flowers: allene oxide cyclase is highly expressed in distinct flower organs and vascular bundles. Plant Journal. 24:113-126 86. Hayat S., Ali B., Ahmad A. 2007. Salicylic acid: biosynthesis, metabolism and physiological role in plants. Salicylic acid - A Plant Hormone. Springer, Dordrecht, The Netherlands 87. Hedden P. 2008. Gibberellins close the lid. Nature. 451:455-456 88. Hedden P., Phillips, A.L. 2000. Gibberellin metabolism: new insights revealed by the genes. Trends in Plant Science. 5:523-530 89. Heisler M.G, Ohno C., Das P., Sieber P., Reddy G.V., Long J.A., Meyerowitz E.M. 2005. Patterns of auxin transport and gene expression during primordium development revealed by live imaging of the Arabidopsis inflorescence meristem. Current Biology. 15(21):1899-911 90. Higuchi M., Pischke M.S., Mahonen A.P., Miyawaki K., Hashimoto Y., Seki M., Kobayashi M., Shinozaki K., Kato T., Tabata S et Helariutta Y., Sussman M.R.,

75 Kakimoto T. 2004. In planta functions of the Arabidopsis cytokinin receptor family. Proceedings of National Academy of Science. USA, 101:8821-8826 91. Hokanson S.C., McFerson J.R., Forsline P.L., Lamboy W.F., Luby J.J., Djangaliev A.D., Aldwinckle H.S. 1997. Collecting and managing wild Malus germplasm at its centre of diversity. HortScience. 32:173-176 92. Holubowicz T. 1981. The first seven years of super high density apple orchards in Western Poland. Acta Horticulturae. 114:340-341 93. Hooft van Huijsduijnen R.A.M., Alblas S.W., De Rijk R.H., Bol J.F. 1986. Induc- tion by Salicylic Acid of Pathogenesis-related Proteins and Resistance to Alfalfa Mosaic Virus Infection in Various Plant Species. Journal of General Virology. 67: 2135-2143 94. Hoying S.A., Robinson T.L. 2000. The apple orchard planting system puzzle. Acta Horticulturae. 513:257-260 95. Hugard J. 1981. High density planting in French orchards: development and current achievements. Acta Horticulturae. 114:300-308 96. Ingram J., Bartels D. 1996. The molecular basis of dehydration tolerance in plants. Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology. 47:377-403 97. Jackson J.E. 2003. Biology of Apples and Pears. Cambridge University Press, Cambridge 98. Jackson, J. E. 1980. Light interception and utilization by orchard systems. Horti- cultural Reviews. 2:208-267 99. Janick J., Cummins J.N., Brown S.K., Hemmat M. 1996. Apples. In Janick J. ir Moore J.N. Fruit breeding, Vol 1. Tree and Tropical Fruits. John Wiley & Sons, New York. 100. Juniper B.E., Watkins R., Harris S.A. 1998. The origins of the apple. Acta Hor- ticulturae. 484:27-33 101. Kellerhals, M., Meyer, M. 1994. Aims of the apple breeding program at Wäden- swil. Progress in Temperate Fruit Breeding, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, Netherlands 102. Kempthrone O. 1957. An introduction to genetic statistics. John Willey and Sons., New York. 103. Kenis K., Keulemans J. 2004. QTL analysis of growth characteristics in apple // Acta Horticulturae. 663:369-374 104. Kenis K., Keulemans J. 2007. Study of tree architecture of apple (Malus x domestica Borkh.) by QTL analysis of growth traits. Molecular Breeding. 19:193-208 105. Kenis K., Keulemans J. 2005. Genetic linkage maps of two apple cultivars (Malus × domestica Borkh.) based on AFLP and microsatellite markers. Molecular Breed- ing. 15:205-219 106. Kesley D.F., Brown S.K. 1992. “McIntosh Wijcik”: A columnar mutation of “McIntosh” apple proving useful in physiology and breeding research. Fruit Varie- ties Journal. 46:83-87 107. Kim M.Y., Song K.J., Hwang J.H., Shin Y.U, Lee H.J. 2003. Development of RAPD and SCAR markers linked to Co gene conferring columnar growth habit in apple (Malus pumila Mill). The Journal of Horticultural Science and Biotechnol- ogy. 78:512-517 108. Kimball J.W. 2009. Biology Pages. http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet /BiologyPages/A/ABA.html.

76 109. Koda Y. 1997. Possible involvement of jasmonates in various morphogenic events. Physiologia Plantarum. 100:639-646 110. Korban S.S., Skirvin R.M. 1984. Nomenclature of the cultivated apple. HortScience. 19:177-180 111. Kotobuki K., Sawamura Y., Saito T., Takada N. 2005. The mode of inheritance of weeping habit in Japanese chestnut, Castanea crenata. Acta Horticulturae 693:477-484 112. Kviklienė N. 2008. Vaisių kokybės optimizavimo tyrimai. Sodininkystė ir darţin- inkystė. 27(3):127-134 113. Kviklys A. 1988. Sodo agrotechnikos tyrimai. Sodininkystė ir darţininkystė: Lie- tuvos vaisių ir darţovių ūkio MTI mokslo darbai. 7:47-68 114. Lakso A.N., L. Corelli-Grappadelli. 1992. Implications of pruning and training practices to carbon partitioning and fruit development in apple. Acta Horticulturae. 322:231-239 115. Lammerts van Bueren E. T., Backes G., de Vriend H., Østergard H. 2010. The role of molecular markers and marker assisted selection in breeding for organic agriculture. Euphytica. 175:51-64 116. Lang G.A., Early J.D., Martin G.C., Darnell R.L. 1987. Endo-, para-, and eco- dormancy: physiological terminology and classification for dormancy research. HortScience. 22:371-377 117. Lapins K.O. 1976. Inheritance of compact growth type in apple. Journal of the American Society for Horticultural Science. 101:133-135 118. Lapins K.O., Watkins R. 1973. Genetics of compact growth. Annual Report of the East Malling Research Station for 1972. East Malling Research Station, UK 119. Larque-Saavedra A., Martin-Mex R. 2007. Effects of salicylic acid on the biopro- ductivity of plants. Salicylic acid - A Plant Hormone. Springer, Dordrecht, The Netherlands 120. Lauri P.É., Costes E. 1995. Processus de croissance et ramification anticipée chez le Pgcher (Prunus persica (L.) Batsch.). In: J. Bouchon (ed.), Architecture des arbres fruitiers et forestiers. INRA Montpellier. 121. Lauri P.E., Costes E., Regnard J.L., Brun L., Simon S., Monney P., Sinoquet H., 2008. Does knowledge on fruit tree architecture and its implications for orchard management improve horticultural sustainability? An overview of recent advances in the apple production. In First Symposium on Horticulture in Europe (SHE), 17- 20th Feb., Vienna, Austria, ISHS. Book of Abstracts: 122-123 122. Lauri P.É., Lespinasse J.M. 2001. Genotype of apple trees affects growth and fruiting responses to shoot bending at various times of year. Journal of the American Society for Horticultural Science. 126:169-174 123. Lauri P.É., Lespinasse J.M., Térouanne É. 1997b. Vegetative growth and repro- ductive strategies in apple fruiting branches: an investigation into various cultivars. Acta Horticulturae. 451:717-724 124. Lauri P.É., Maguylo K., Trottier C. 2006. Architecture and size relations: an essay on the apple (Malus x domestica, Rosaceae) tree. American Journal of Botany. 93(3):357-368 125. Lauri P.É., Térouanne É., Lespinasse J.M. 1997a. Relationship between the early development of apple fruiting branches and the regularity of bearing: an approach to the strategies of various cultivars. Journal of Horticultural Sciences. 72:519-530 126. Lauri P.É., Terouanne É., Lespinasse J.M., Regnard J.L., Kelner J.J. 1995. Geno-

77 typic differences in the axillary bud growth and fruiting pattern of apple fruiting branches over several years: an approach to regulation of fruit bearing. Scientia Horticulturae. 64:265-281 127. Lespinasse J.M. 1977. La conduite du Pommier. I–Types de fructification. Incidence sur la conduite de l'arbre. I.N.V.U.F.L.E.C. Paris 128. Lespinasse J.M. 1980. La conduite du Pommier. II-L axe vertical, la renovation des vergers (2eme partie). CTIFL. Paris 129. Lespinasse Y. 1992. Breeding Apple Tree: Aims and Methods. Proceedings of Joint Conference. France. 103-110 130. Lespinasse, J.M., Delort F. 1993. Regulation of fruiting in apple. Role of the bourse and crowned brindles. Acta Horticulturae. 349:229-246 131. Letham D.S. 1963. Zeatin, a factor inducing cell division from Zea mays. Life Sci- ences. 8:569-573 132. Li J., Jin H. 2007. Regulation of brassinosteroid signalling. Trends in Plant Sci- ence. 12:37-41 133. Liebhard R., Gianfranceshi L., Koller B., Ryder C.D., Van De Tarchini R., Van de Weg E., Gessler C. 2002. Development and characterization of 140 new microsa- tellites in apple (Malus × domestica Borkh.). Molecular Breeding. 10:217-241 134. Liebhard R., Kellerhals M., Pfammatter W., Jertmini M., Gessler C. 2003. Map- ping quantitative physiological traits in apple (Malus × domesticaBorkh.). Plant Molecular Biology. 52:511-526 135. Liechti R., Farmer E.E. 2006. Jasmonate biochemical pathway. Science. 322:1-3 136. Lin Z., Zhong S., Grierson D. 2009. Recent advances in ethylene research. Journal of Experimental Botany. 60:3311-3336 137. Ljung K., Bhalerao R.P., Sandberg G. 2001. Sites and homeostatic control of auxin biosynthesis in Arabidopsis during vegetative growth. The Plant Journal. 28:465- 474 138. Luby J.J. 2003. Taxonomic Classification and Brief History. Apples: Botany, Pro- duction and Uses, eds D.C. Ferre ir I. J. Warrington, CABI Publishing, Cambridge, USA. 139. Maciejewska B., Kopcewicz J. 2003. Inhibitory effect of methyl jasmonate on flowering and elongation growth in Pharbitis nil. Journal of Plant Growth Regula- tion. 21:216-223 140. MacMillan J. 2002. Occurrence of gibberellins in vascular plants, fungi, and bacte- ria. Journal of Plant Growth Regulation. 20:387-442 141. Mahonen A.P., Bonke M., Kauppinen L., Riikonen M., Benfey P.N., Helariutta Y. 2000. A novel two-component hybrid molecule regulates vascular morphogenesis of the Arabidopsis root. Genes & Development. 14:2938-2943 142. Maliepaard C., Alston F.H., Van Arkel G., Brown L.M., Chevreau E., Dunemann F.1998. Integrating male and female linkage maps of apple (Malus x domestica Borkh) using multi-allelic markers. Theoretical and Applied Genetics. 97:60-73. 143. Martin D.N., Proebsting W.M., Hedden P. 1997. Mendel‟s dwarfing gene: cDNAs from the Le alleles and function of the expressed proteins. Proceedings of National Academy of Science USA. 94:8907-8911 144. Martín-Mex R., Villanueva-Couoh E., Herrera-Campos T., Larqué-Saavedra A. 2005. Positive effect of salicylates on the flowering of African violet. Scientia Horticulturae. 103 (4):499-502

78 145. Matsumoto-Kitano M, Kusumoto T, Tarkowski P, Kinoshita-Tsujimura K, Va clavıkova K, Miyawaki K, Kakimoto T. 2008. Cytokinins are central regulators of cambial activity. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 105:20027-20031 146. Mattoo A.K., Suttle J.C. 1991. The plant hormone ethylene. Boca Raton, FA: CRC Press, Inc. 147. Miller C.O., Skoog F., Saltza vN.H., Strong M.1955. Kinetin, a cell division factor from deoxyribonucleic acid. Journal of American Chemical Society. 77:1329-1334 148. Mitchell J.W., Mandava N.B., Worley J.F., Plimmer J.R., Smith M.V. 1970. Brassins - a new family of plant hormones from rape pollen. Nature. 281:216-217 149. Morgan J., Richards A. 1993. The Book of Apples. Edbury press, London 150. Muller B, Sheen J. 2008. Cytokinin and auxin interaction in root stem cell specifi- cation during early embryogenesis. Nature. 453:1094-1097 151. Murase K., Hirano Y., Sun T. Hakoshima T. 2008. Gibberellin-induced DELLA recognition by the gibberellin receptor GID1. Nature. 456:459-463 152. Neljubov D. 1901. Uber die horizontale Nutation der Stengel von Pisum sativum und einiger anderen Pflanzen. Beitrage und Botanik Zentralblatt. 10:128-139 153. Nieminen K., Immanen J., Laxell M., Kauppinen L., Tarkowski P., Dolezal K., Tahtiharju S., Elo A., Decourteix M., Ljung K. Bhalerao R., Keinonen K., Albert V.A., Helariutta Y. 2008. Cytokinin signaling regulates cambial development in poplar. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 105:20032-20037 154. Nishimura C., Ohashi Y., Sato S., Kato T., Tabata S., Ueguchi C. 2004. Histidine kinase homologs that act as cytokinin receptors possess overlapping functions in the regulation of shoot and root growth in Arabidopsis. Plant Cell. 16:1365-1377 155. Nomura T., Bishop G.J. 2006. Cytochrome P450s in plant steroid hormone synthe- sis and metabolism. Phytochemistry Reviews. 5:421-432 156. Norastehnia A., Asghari M.N. 2006. Effects of methyl jasmonate on the enzymatic antioxidant defense system in maize seedlings subjected to Paraquat. Asian Journal of Plant Sciences. 5:17-23 157. Nozeran, R. 1984. Integration of organismal development. 375-401. In: P. W. Bar- low and D. J. Carr (eds.), Positional controls in plant development. Cambridge University Press, Cambridge 158. O‟Donnell P.J., Calvert C., Atzorn R., Wasternack C., Leyser H.M.O., Bowles D.J. 1996. Ethylene as a signal mediating the wound Response of tomato plants. Science. 274: 1914-1917 159. O‟Donnell P.J., Schmelz E., Block A., Miersch O., Wasternack C., Jones J.B., Klee H.J. 2003. Multiple hormones act sequentially to mediate a susceptible tomato pathogen defense response. Plant Physiology. 133: 1181-1189 160. Olszewski N., Sun T.P., Gubler F. 2002. Gibberellin signaling: biosynthesis, ca- tabolism, and response pathways. Plant Cell. 14:S61-S80. 161. Ongaro V., Leyser O. 2007. Hormonal control of shoot branching. Journal of Ex- perimental Botany. 59(1):67-74 162. Opik H., Rolfe S. 2005. Plant growth hormones. The Physiology of Flowering Plants. Cambridge University Press, Cambridge 163. Ozga J.A., Reinecke D.M., Ayele B.T. Ngo P., Nadeau C., Wickramarathna A.D. 2009. Developmental and hormonal regulation of gibberellin biosynthesis and ca- tabolism in pea fruit. Plant Physiology.150:448-462

79 164. Petrášek J., Mravec J., Bouchard R., Blakeslee J.J., Abas M., Seifertová D., Wišniewska J., Tadele Z., Kubeš M., ovanová M., Dhonukshe P., Skupa P., Benková E., Perry L., Kreček P., Lee O.R., Fink G.R., Geisler M., Murphy A.S, Luschnig C., Zaţímalová E., Friml J. 2006. PIN Proteins Perform a Rate-Limiting Function in Cellular Auxin Efflux. Science. 312:914-918 165. Phipps J.B., Robertson K.R., Smith P.G., Rohrer J. R. 1990. A checklist of sub- family Maloideae (Rosaceae). Canadian Journal of Botany. 68:2209-2269 166. Pieterse C.M., Van Loon L. 2004. NPR1: the spider in the web of induced resistance signaling pathways. Current Opinion in Plant Biology. 7(4):456-464 167. Ponamarenko V.V. 1986. Review of the species in the genus Malus Mill. Shhornik Prikladnoi Botaniki, Genetiki i Selektsii. 106:3-27 168. Ponomarenko V.V. 1983. History of the origin and evolution of the apple Malus. Trudy po Prikladnoi Botanike, Genetike i Selektsii. 76:10-18 169. Popenoe J., Barritt B.H. 1988. Branch induction by growth regulators and leaf re- moval in `Delicious' apple nursery stock. HortScience. 23:859-862 170. Pospíšilová J., Synková H., Haisel D. Baťková P. 2009. Effect of abscisic acid on photosynthetic parameters during ex vitro transfer of micropropagated tobacco plantlets. Biologia Plantarum. 53:11-20 171. Raskin I. 1992. Salicylate, a new plant hormone. Plant Physiology. 99:799-803 172. Reinhardt D. 2003. Vascular patterning: more than just auxin? Current Biology. 13:485-487 173. Reinhardt D. 2005. Phyllotaxis-a new chapter in an old tale about beauty and magic numbers. Current Opinion in Plant Biology. 8:487-493 174. Remphrey, W.R., Powell G.R. 1987. Crown architecture of Larix laricina sap- lings: an analysis of higher order branching. Canadian Journal of Botany. 65:268- 279 175. Robinson T.L. 2003. Apple-orchard Planting Systems. Biology of Apples and Pears. Cambridge University Press, Cambridge 176. Robinson T.L. 2007. Recent Advances and Future Directions in Orchard Planting Systems. Acta Horticulturae. 732:367-381 177. Roman G., Lubarsky B., Kieber J.J., Rothenberg M., Ecker J.R. 1995. Genetic analysis of ethylene signal transduction in Arabidopsis thaliana: five novel mutant loci integrated into a stress response pathway. Genetics. 139:1393-1409 178. Rosahl S., Feussner I. 2005. Oxylipins. In: Plant Lipids: Biology, Utilization and Manipulation (Murphy DJ, ed.). Blackwell Publishing Ltd./CRC Press, Oxford and Boca Raton 179. Ross J.J., Reid J.B., Weller J.L., Symons G.M. 2005. Shoot architecture I Regula- tion of stem length. Plant architecture and its manipulation. Annual Plant Reviews, 17. Blackwell Publishing Ltd. Oxford, UK. 180. Ruggiero B., Koiwa H., Manabe Y., Quist T.M., Inan G., Saccardo F., Joly R.J., Hasegawa P.M., Bressan R.A., Maggio A. 2004. Uncoupling the effects of ABA on plant growth and water relations: analysis of sto1/nced3, BA deficient salt stress tolerant mutant in Arabidopsis thaliana. Plant Physiology. 136:3134-3147 181. Rumpunen K., Kviklys D. 2003. Combining ability and patterns of inheritance for plant and fruit traits in Japanese quince (Chaenomeles japonica). Euphytica. 132:139-149

80 182. Sabatini S., Beis D., Wolkenfelt H., Murfett J., Guilfoyle T., Malamy J., Benfey P., Leyser O., Bechtold N., Weisbeek P., Scheres B. 1999. An auxin-dependent distal organizer of pattern and polarity in the Arabidopsis root. Cell. 99(5):463-72 183. Sakakibara H. 2004. Cytokinin Biosynthesis and Metabolism in Davies J. P. Plant hormones biosynthesis, signal transduction, action. – Ithaca, New York, USA 184. Sakamoto T., Miura K., Itoh H., Tatsumi T., Ueguchi-Tanaka M., Ishiyama K., Kobayashi M., Agrawal G.K., Takeda S., Abe K., Miyao A., Hirochika H., Kitano H., Ashikari M., Matsuoka M. 2004. An overview of gibberellin metabolism en- zyme genes and their related mutants in rice. Plant Physiology. 134:1642-1653 185. Salisbury F.B., Ross, C.W. 1992. Plant physiology. 4. ed. California: Wadsworth 186. Sansavini S., Bassi D., Giunchi L. 1981. Tree efficiency and fruit quality in high- density apple orchards. Acta Horticulturae. 114:114-136 187. Sansavini S., Musacchi S. 1994. Canopy architecture, training and pruning in the modern European pear orchards: an overview. Acta Horticulturae. 367:152-172 188. Saxena S.N., Kaushik N., Sharma R. 2008. Effect of abscisic acid and proline on in vitro flowering in Vigna aconitifolia. Biologia Plantarum. 52:181-183 189. Schaller G.E. 2003. Regulators of growth: ethylene. In: Thomas B., Murphy D., Murray B., eds. Encyclopedia of applied plant science. London: Academic Press 190. Schröder S. 2007. Vergleichende Energiebilanzierung der regionalen und überre- gionalen Produktion von Wein und Äpfeln. Dissertation an der Justus-Liebig- Universität Gießen, Fachbereich Agrarwissenschaften, Ökotrophologie und Um- weltmanagement, Germany 191. Schwartz H.S., Zeevaart J.A.D. 2004. Abscisic acid biosynthesis and metabolism. in Davies J. P. Plant hormones biosynthesis, signal transduction, action. – Ithaca, New York, USA 192. Schwarz H.P., Braun P., Keicher R. 2009. Red Apple Juice: Breeding, Drink- and Growing Technology for the Development of a New, Innovative Product. Bulletin UASVM Horticulture. 66(1):218-222 193. Scorza R. 1984. Characterization of four distinct peach tree growth types. Journal of the American Society for Horticultural Science. 109:455-457 194. Segura V., Cilas C., Costes E. 2007. Dissecting apple tree architecture into genetic, ontogenetic and environmental effects: mixed linear modelling of repeated spatial and temporal measures. New Phytologist. 178:302-314 195. Segura V., Cilas C., Laurens F., Costes E. 2006. Phenotyping progenies for com- plex architectural traits: a strategy for 1-year-old apple trees (Malus x domestica Borkh.). Tree Genetics & Genome. 2:140-151 196. Segura V., Ouangraoua A., Ferraro P., Costes E. 2008. Comparison of tree architecture using tree edit distances: application to 2-year-old apple hybrids. Euphytica. 161(1):155-164 197. Sestras R., Ardelean M., Botez C., Ghidra V., Bucarciuc V., Chis I., Barbos A.

2004. GCA and SCA effects for ramification capacity of trees in F1 apple seedlings. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca. 32:43-48 198. Sharma P., Bhardwaj R. 2007. Effects of 24-Epibrassinolide on growth and metal uptake in Brassica juncea L. under copper metal stress. Acta Physiologiae Planta- rum. 29:259-263 199. Sharma P., Bhardwaj R., Arora H.K., Arora N. 2008 Effects of 28- homobrassinolide on nickel uptake, protein content and antioxidative defence system in Brassica juncea. Biologia Plantarum. 52(4):767-770

81 200. Shimizu-Sato S, Tanaka M, Mori H. 2009. Auxin–cytokinin interactions in the control of shoot branching. Plant Molecular Biology. 69:429-435 201. Silbereisen R. 1981. Productivity, fruit quality and physiological aspects of fruiting at different planting densities and with different rootstocks with apples. Acta Horticulturae. 114:137-138 202. Skoog F., Armstrong D.J. 1970. Cytokinins. Ann. Rev. Plant Physiology. 21:359- 384 203. Slovin J. P., Bandurski R. S. Cohen J. D. 1999. Auxin. Biochemistry and Molecu- lar Biology of Plant Hormones. Elsevier Science, Oxford 204. Solar A., Stampar F. 2003. Genotypic differences in branching pattern and fruiting habit in common walnut (Juglans regia L.). Annals of Botany. 92:317-325 205. Spoel S.H., Dong X. 2008. Making sense of hormone crosstalk during plant im- mune responses. Cell Host Microbe. 3:348-351 206. Stanys V., Stanytė R., Stanienė G., Vinskienė J. 2008. S-allele identification by PCR analysis in Lithuanian sweet cherries. Biologija. 54(1):22-26 207. Sterck F.J., Schieving F., Lemmens A., Pons T.L. 2005. Performance of trees in forest canopies: explorations with a bottom-up functional-structural plant growth model. New Phytologist 166:827-843 208. Stopar M., Schlauer B., Turk B. 2007. Thinning „golden delicious‟ apples using single or combining application of ethephon, NAA or BA. Journal of Central European Agriculture. 8(2):141-146 209. Sussex I., Kerk N. 2001. Les plantes architectes. Biofutur. 213:52-56 210. Tanaka H., Dhonukshe P., Brewer P.B., Friml J. 2006. Spatiotemporal asymmetric auxin distribution: a means to coordinate plant development. Cellular and Molecu- lar Life Sciences. 63:2738-2754 211. Tanaka M., Takei K., Kojima M., Sakakibara H., Mori H. 2006. Auxin controls local cytokinin biosynthesis in the nodal stem in apical dominance. Plant Journal. 45:1028-1036 212. Tanimoto S., Miyazaki A., Harada H. 1985. Regulation by abscisic acid of in vitro flower formation in Torenia stem segments. Plant Cell Physiology. 26:675-682 213. Tarakanovas P., Raudonius S. 2003. Agronominių tyrimų duomenų statistinė anal- izė taikant kompiuterines programas Anova, Stat, Split-Plot iš paketo Selekcija ir Iristat. Akademija (Kėdainių r.) 214. Taylor N.J., Cowan A.K. 2000. The role of cytokinin, auxin and abscisic acid metabolism in the control of Hass avocado fruit size. South African Avocado Grow- ers‟ Association Yearbook. 23:79-81. 215. Thorp T.G., Sedgley m. 1993. Architectural analysis of tree form in a range of avocado cultivars. Scientia Horticulturae 523:85-98 216. Tian Y.K., Wang C.H., Zhang J.S., James C., Dai H.Y. 2005. Mapping Co, a gene controlling the columnar phenotype of apple, with molecular markers. Euphytica. 145:181-188 217. Tobutt K.R. 1984. Breeding columnar apples at East Malling. Acta Horticulturae. 159:63-68 218. Tromp J. 1996. Sylleptic Shoot Formation in Young Apple Trees Exposed to Various Soil Temperature and Air Humidity Regimes in Three Successive Periods of the Growing Season. Annals of Botany. 77:63-70

82 219. Tworkoski T., Miller S., Scorza R. 2006. Relationship of pruning and growth morphology with hormone ratios in shoots of pillar and standard peach trees. Journal of Plant Growth Regulation. 25:145-155 220. Ueguchi-Tanaka M., Nakajima M., Motoyuki A., Matsuoka M. 2007. Gibberellin Receptor and Its Role in Gibberellin Signaling in Plants Annual Reviews in Plant Biology. 58:183-198 221. Umehara M., Hanada A., Yoshida S., Akiyama K., Arite T., Takeda-Kamiya N., Magome H., Kamiya Y., Shirasu K., Yoneyama K., Kyozuka J., Yamaguchi S. 2008. Inhibition of shoot branching by new terpenoid plant hormones. Nature. 455:195-200 222. Uselis N. 2008. Obelų sodo konstrukcijų raida Lietuvoje per pastaruosius 20 metų. Sodininkystė ir darţininkystė. 27(3):99-107 223. Vanneste S., Friml J. 2009. Auxin: A Trigger for Change in Plant Development. Cell. 136:1005-1016 224. Vavilov N.I. 1997. Five Continents (versta Doris Love). IPGRI, Rome; VIR, St. Petersburg. 225. Verslues P.E., Zhu J.K. 2005. Before and beyond ABA: upstream sensing and in- ternal signals that determine ABA accumulation and response under abiotic stress. Biochemical Society Transactions. 33:375-379 226. Volz R.K., Gibbs H.M., Popenoe J. 1994. Branch induction on apple nursery trees: effects of growth regulators and defoliation. New Zealand Journal of Crop and Horticultural Science. 22:277-283 227. Walker C.D. 1981. The development of intensive orchards in England a historical note. Acta Horticulturae. 114:309-317 228. Wang Y., Mopper S., Hasenstein K.H. 2003. Effects of salinity on endogenous ABA, IAA, JA and SA in Iris hexagona. Journal of Chemical Ecology. 27:327- 342 229. Wareing P.F., Nasr T.A.A. 1958. Gravimorphism in trees. Effects of gravity on growth, apical dominance and flowering in fruit-trees. Nature. 182:379-381 230. Wasternack C. 2007. Jasmonates: an update on biosynthesis, signal transduction and action in plant stress response, growth and development. Annals of Botany. 100:681-697 231. Watanabe M., Bessho H., Suzuki A. Komori S. 2008. Seasonal changes of IAA and cytokinin in shoots of columnar type apple trees. Acta Horticulturae. 774:75-80 232. Way R.D., Aldwinckle H.S., Lamb R.C, Rejman A., Sansavini S., Shen T., Wat- kins R., Westwood M.N., Yoshida Y. 1990. Apples (Malus). Acta Horticulturae. 290:3-62 233. Werner T., Holst K., Pors Y., Guivarc‟h A., Mustroph A., Chriqui D., Grimm B., Schmulling T. 2008. Cytokinin deficiency causes distinct changes of sink and source parameters in tobacco shoots and roots. Journal of Experimental Botany. 59:2659-2672 234. Werner T., Motyka V., Laucou V., Smets R., Van Onckelen H., Schmulling T. 2003. Cytokinin-deficient transgenic Arabidopsis plants show multiple developmental alterations indicating opposite functions of cytokinins in the regulation of shoot and root meristem activity. Plant Cell. 15:2532-2550 235. Werner T., Motyka V., Strnad M., Schmulling T. 2001. Regulation of plant growth by cytokinin. Proceeding of the National Academy of the Sciences, USA. 98:10487-10492

83 236. Werth K. 1978. Economics of high density planting in South Tyrol. Acta Horticul- turae. 65:47-52 237. Werth K. 1981. Development and current achievements of high density plantings in Italy, Switzerland, Austria, and Yugoslavia. Acta Horticulturae. 114:295-299 238. Wertheim S.J, Estabrooks E.N. 1994. Effect of repeated sprays of 6-benzyladenine on the formation of sylleptic shoots in apple in the fruit-tree nursery. Scientia Hor- ticulturae. 60:31-39 239. Wertheim S.J. 1978. Manual and chemical induction of side-shoot formation in apple trees in the nursery. Scientia Horticulturae. 9:337-345 240. Wertheim S.J. 1981. High-density planting: development and current achievements in the Netherlands, Belgium, and West Germany. Acta Horticulturae. 114:318-327 241. White J. 1979. The plant as a metapopulation. Annual Review of Ecology and Sys- tematics. 10:109-145 242. Wilson B.F. 2000. Apical control of branch growth and angle in woody plants. American Journal of Botany. 87:601-607 243. Wünsche J.N., Lakso A.N. 2000. The relationship between leaf area and light interception by spur and extension shoot leaves and apple orchard productivity. HortScience. 35:1202-1206. 244. Xia X.J., Zhang Y., Wu J.X., Wang J.T., Zhou Y.H., Shi K., Yu Y.L., Yu J.Q. 2009. Brassinosteroids Promote Metabolism of Pesticides in Cucumber. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 57(18):8406-8413 245. Yamamoto T., Aso M., Nishizawa T., Syoji N., Sato K., Koyama S., Ueno E., Suda K. 2009. Studies on distributions of leaf inclination angle in several deciduous fruit trees. Bulletin of Yamagata University - Agricultural Science 15(4):243- 272 246. Yamanouchi H., Koyama A., Machii H., Takyu T., Muramatsu N. 2009. Inheri- tance of a weeping character and the low frequency of rooting from cuttings of the mulberry variety „Shidareguwa‟. Plant Breeding. 128(3):321-323 247. Yokoyama A., Yamashino T., Amano Y.I., Tajima Y., Imamura A., Sakakibara H., Mizuno T. 2007. Type-B ARR transcription factors, ARR10 and ARR12, are implicated in cytokinin-mediated egulation of protoxylem differentiation in roots of Arabidopsis thaliana. Plant Cell Physiology. 48:84-96 248. Yoneyama K., Xie X., Yoneyama K., Takeuchi Y. 2009. Strigolactones: structures and biological activities. Pest Management Sciences. 65:467-470 249. Yoneyama K., Xie X.N., Sekimoto H., Takeuchi Y., Ogasawara S., Akiyama K., Hayashi H., Yoneyama K. 2008. Strigolactones, host recognition signals for root parasitic plants and arbuscular mycorrhizal fungi, from Fabaceae plants. New Phytologist. 179:484-494 250. Zhou Z. 1999. The apple genetic resources in China: The wild species and their distributions, informative characteristics and utilization. Genetic Resources and Crop Evolution. 46:599-609 251. Кичина В.В. 1992. Совершенствование комплексных доноров на основе частной генетики яблони. Садоводство и виноградарство. 2:13-16 252. Масюкова О.В. 1979. Математический анализ в селекции и частной генетике плодовых пород. Кишинев Штиинца

84 PUBLIKACIJŲ DISERTACIJOS TEMA SĄRAŠAS

Straipsniai leidiniuose, įrašytuose į ISI WOS duomenų bazę:

1. Bendokas V., Stanys V. 2009. Skirtingos vainiko formos obelų hormonų kaita. Ţemdirbystė-Agriculture. 96(3):76-82

Straipsniai periodiniuose ir tęstiniuose mokslo leidiniuose, kurie referuojami kitose tarptautinėse bazėse:

1. Bendokas V., Gelvonauskienė D., Gelvonauskis B., Stanys V. 2007. Koloninio ir svyrančiojo ideotipo obelų morfologiniai ţymenys sėjinukuose. Sodininkystė ir dar- ţininkystė. 26(4):48-54 2. Bendokas V., Gelvonauskienė D., Gelvonauskis B., Vinskienė J., Stanys V. 2007. Identification of apple columnar hybrids in juvenile phase using molecular markers. Sodininkystė ir darţininkystė. 26(3):289-295 3. Šikšnianas T., Stanys V., Stanienė G., Rugienius R., Gelvonauskienė D., Maţeikienė I., Bendokas V. 2008. Molekuliniai ţymenys sodo augalų selekcijoje. Sodininkystė ir darţininkystė. 27(3):37-46 4. Gelvonauskienė D., Gelvonauskis B., Sasnauskas A., Stanys V., Bendokas V. 2008. Obelų selekcija Lietuvos sodininkystės ir darţininkystės institute. Sodininkystė ir darţininkystė. 27(3):85-97

Straipsniai periodiniuose ir tęstiniuose mokslo leidiniuose:

1. Bendokas V., Gelvonauskienė D., Baniulis D., Stanys V. 2010. Koloninės obels vainiko formos nustatymas juvenaliniame periode. Sodininkystės ir darţininkystės mokslo tyrimai. 23:52-58

Konferencijų tezės, pranešimai konferencijose:

1. Bendokas V., Gelvonauskienė D., Gelvonauskis B., Vinskienė J., Stanys V. Identi- fication of apple columnar hybrids in juvenile phase using molecular markers, Inter- national Scientific Conference “Breeding of horticultural plants and investigation of cultivars. Present and future”, 2007, Babtai 2. Bendokas V., Gelvonauskienė D., Baniulis D., Stanys V. Koloninės obels vainiko formos nustatymas juvenaliniame periode. LAMMC SDI ataskaitinė mokslinė konferencija. 2010, Babtai

85 KITŲ PUBLIKACIJŲ SĄRAŠAS

Straipsniai leidiniuose, įrašytuose į ISI WOS duomenų bazę, su citavimo indeksu 1. Jarmalavičienė R., Kornyšova O., Bendokas V., Westerlund D., Buszewski B., Ma- ruška A. 2008. Restricted-access media development for direct analysis of drugs in biofluids using capillary liquid chromatography. Analytical and Bioanalytical Che- mistry. 391:2323-2328

Straipsniai leidiniuose, įrašytuose į ISI WOS duomenų bazę: 1. Sasnauskas A., Gelvonauskienė D., Bendokas V., Stanys V., Rugienius R., Bobinas C., Baniulis D. 2007. Characterization of scab resistant Lithuanian apple cultivars. Acta Horticulturae. (ISHS) 760:507-511 2. Liegiūtė S., Majienė D., Trumbeckaitė S., Liobikas J., Bendokas V., Stanys V., Ko- pustinskienė D. M., Šikšnianas T., Anisimovienė N. 2009. Vyšnios (Prunus cerasus L.) vaisių ekstraktų antocianinų sudėtis ir antimikrobinis aktyvumas. Ţemdirbystė- Agriculture 96(3):141-148 3. Liobikas J., Trumbeckaitė S., Bendokas V., Baniulis D., Majienė D., Kopustinskie- nė D. M., Šikšnianas T., Anisimovienė N. 2009. Proapoptozinis juodojo serbento uogų ekstraktų poveikis ţiurkės širdies mitochondrijoms. Ţemdirbystė-Agriculture 96(3):149-157

Straipsniai leidiniuose, įrašytuose į Mokslinės informacijos instituto (ISI) pagrindinį sąrašą: 1. Rugienius R., Siksnianas T., Stanys V., Gelvonauskiene D., Bendokas V. 2006. Use of RAPD and SCAR markers for identification of strawberry genotypes carrying red stele (Phytophtora fragariae) resistance gene Rpf1. Agronomy Research, 4 (Special issue):335-339 2. Sasnauskas A., Gelvonauskienė D., Gelvonauskis B., Bendokas V., Baniulis D. 2006. Resistance to fungal diseases of apple cultivars and hybrids in Lithuania. Ag- ronomy Research, 4 (Special issue):349-352 3. Zalunskaitė I., Rugienius R., Vinskienė J., Bendokas V., Gelvonauskienė D., Stanys V. 2008. Expression of COR gene homologues in different plants during cold acclimation. Biologija. 54(1):33-35

Straipsniai tarptautinėse duomenų bazėse referuojamuose žurnaluose 1. Gelvonauskienė D., Šikšnianas T., Rugienius R., Stankienė J., Bendokas V., Stanys V., Sasnauskas A. 2007. Serbentinės erkutės paplitimas juoduosiuose serbentuose ir ţiedų pilnavidurės viruso pernešėjai. Sodininkystė ir darţininkystė. 26(4):135-143 2. Vinskienė J., Zalunskaitė I., Rugienius R., Gelvonauskienė D., Bendokas V., Stanys V. 2007. Investigation of PHYA and PHYB gene expression of thale cress (Arabi- dopsis thaliana (L.) Heingh.) Sodininkystė ir darţininkystė. 26(3):259-266 3. Zalunskaitė I., Rugienius R., Gelvonauskienė D., Bendokas V., Vinskienė J., Stanys V. 2006. Šalčio indukuojamo COR47 geno išskyrimas ir jo homologų tyrimas. Sodi- ninkystė ir darţininkystė, 25(2):25-31 4. Baniulis D., Gelvonauskienė D., Gelvonauskis B., Rugienius R., Bendokas V., Sta- nys V. 2008. Atsparumo rauplėms genų tyrimas ir molekulinių metodų taikymas obelų selekcijoje. Sodininkystė ir darţininkystė. 27(3):61-76

86 5. Liobikas J., Liegiūtė S., Majienė D., Trumbeckaitė S., Bendokas V., Kopustinskienė D. M., Šikšnianas T., Anisimovienė N. 2008. Skirtingų Ribes nigrum veislių uogų ekstraktų, turtingų antocianinais, antimikrobinis aktyvumas. Sodininkystė ir darţi- ninkystė. 27(4):59-66 6. Gelvonauskienė D., Vinskienė J., Šikšnianas T., Bendokas V., Stepulaitienė I., Sta- nienė G., Stanys V. 2009. Citokininų ir antibiotikų įtaka juodavaisės aronijos skir- tingų eksplantų regeneracijai in vitro. Sodininkystė ir darţininkystė. 28(2):47-54

Tezės

1. Sasnauskas A., Gelvonauskienė D., Bendokas V., Stanys V., Rugienius R., Bobinas C., D. Baniulis. 2006. Characterization of Lithuanian Apple Cultivars Resistant to Scab. Abstracts 27 th International Horticultural Congress & Exhibition, August 13- 19, Seul, Korea, p. 23. 2. Rugienius R., Siksnianas T., Stanys V., Gelvonauskiene D., Bendokas V. 2006. Use of RAPD and SCAR markers for identification of strawberry genotypes carrying red stele (Phytophtora fragariae) resistance gene Rpf1. Abstract, International Confe- rence “Development of Environmentally Friendly Plant Protection”. Pühajärve, Es- tonia, September 5-7, p. 42 3. Sasnauskas A., Gelvonauskienė D., Gelvonauskis B., Bendokas V., Baniulis D. 2006. Resistance to fungal diseases of apple cultivars and hybrids in Lithuania. Abstract, International conference “Development of Environmentally Friendly Plant Protection”. Pühajärve, Estonia, September 5-7, p. 43 4. Rugienius R., Zalunskaitė I., Vinskienė J., Bendokas V., Gelvonauskienė D., Baniu- lis D., Stanys V. 2006. Expression of COR gene homologues in different plant forms during cold acclimation. Abstraktas. Tarptautinė mokslinė konferencija “Augalų augimo ir produktyvumo genetiniai ir fiziologiniai pagrindai”, Vilnius 5. Vinskienė J., Zalunskaitė I., Rugienius R., Gelvonauskienė D., Bendokas V., Stanys V. Investigation of PHYA and PHYB gene expression of thale cress (Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.), International Scientific Conference “Breeding of horticultural plants and investigation of cultivars. Present and future”, 2007, Babtai 6. Liegiūtė S., Bendokas V., Sasnauskas A., Liobikas J., Majienė D., Kopustinskienė D. M., Šikšnianas T., Anisimovienė N., Trumbeckaitė S. 2009. Comparison of anti- microbial activity of anthocyanin-rich extracts from small fruits of blackcurrant and cherry. Abstracts of international scientific conference „FAV HEALTH. 2009“. Oc- tober 18/21-Avignon-France. 231