Azərbaycan Respublikası Kənd Təsərrüfatı Nazirliyi Aqrar Elm Mərkəzi

Pure  isolates  of  diseases  causal  organisms  were  obtained  by  the  Institute  experts  – 
immunologists  according  to  the  standard  methods  of  V. I. Bilai  [11].  The  medium  without 
addition  of  FCF  was  the  control  variant  in  the  trial.  For  definition  samples  heat  resistance  we 
subjected  callus  clones  to  the  influence  of  air  temperature  40,  45,  50°  C  during  6  hours.  For 
selection on salt-tolerance we added 1.5 % NaCl to nutrient media. When selecting resistant to 
osmotic stress material calluses were placed on the media with adding 9 and 12 %l of sucrose. 
As  the  donor  material  for  conducting  cell  breeding  of  vegetable  crops  we  used  the 
following types of explants: for eggplant, tomato – cotyledons of 7-10 days sterile seedlings; for 
carrot – somatic calluses from unfertilized seed embryos; for head cabbage – apices of 3-5 days 
seedlings, for winter garlic – apical meristems. We grew explants according to standard for crops 
temperature  conditions  (22-24°C  by  16-hours  photoperiod  with  illumination  2  ths.  luces). 
Analysis of the selective factor effect on the development of explants in culture in vitro and the 
first samples differentiation by its manifestation on calluses was conducted on the 16-th day of 
growing. Cell breeding was conducted by 2-stage schemes of selection. 
The  obtained  plants-regenerants  were  propagated,  grown  up,  rooted  and  adapted  to 
unsterile conditions by generally known methods. Then we conducted evaluation of the level of 
signs  manifestation  according  to  “The  Methods  of  Varieties  Examination  on  Difference, 
Uniformity and Stability” (DUS) [12]. 
Results  of  investigations.  We  determined  that  on  the  stage  of  callus  induction  and 
proliferation  in  primary  explants  of  Solanaceae  crops  (tomato,  sweet  pepper,  eggplant)  it  is 
possible  to  differentiate  reliably  samples  according  to  the  level  of  their  resistance  under  field 
conditions.  We  have  revealed  significant  genotypic  variability  of  vegetable  crops  callus  clones 
by  their  resistance  to  FCF  of  phytopathogens  that  allows  us  to  select  effectively  perspective 
genotypes  by  investigated  signs.  For  explants  of  the  eggplant  of  East-Asian  origin  optimal 
conditions for conducting of cell breeding on resistance to fusarium wilt was cultivation on the 
selective medium with 20 % concentration of FCF, and for samples of West-Asian origin – 40 % 
FCF.  For tomato crop the effective  FCF  concentration of  F. oxysporum fungus for selection of 
susceptible genotypes (points 4 and 3 by the worked out grading scale) is 30 % FCF. For average 
resistant and resistant samples (points 2 and 1) it is recommended to use 50 % and higher FCF 
concentrations of F. oxysporum fungus.  
On  the  head  cabbage  crop  there  has  been  worked  out  an  individual  scheme  of  cell 
breeding to fusarium wilt by which we carried out selection of resistant morphogenic calluses, on 
the  breeding  medium  with  40 %  FCF  of  Fusarium  oxysporum  f.  sp.  conglutinans.  The 
experiment  found  a  significant  effect  of  FCF  in  the  nutrient  medium  on  such  indices  of  initial 
explants  development  as  vitality,  regeneration  frequency,  morphological  indices  of  test-tube 
cabbage  plants  development,  such  as  length  of  accidental  shoots  and  roots.  By  the  results  of 
conducted  during  2011-2013  years  researches  among  19  investigated  breeding  lines  of  white 
head cabbage there were selected resistant to FCF action mericlones of to genotypes – KN 12708 
and KN 12920, which in culture in vitro showed the maximum vitality 71.4 % and 48.0 %. And 
on the breeding medium with 40 % of FCF individually selected mericlones of red head cabbage 
of  the  genotype  KN  13141  were  characterized  by  high  indices  of  vitality  and  elevated level  of 
anthocyanins in test-tube plants. 
Now the process of creation of homozygous lines, necessary for conducting of vegetable 
crops  heterotic  breeding,  remains  long  and  labour-consuming.  So,  application  of  the 
biotechnological method of gynogenesis and androgenesis in combination with cell breeding in 
vitro (haploide technology) owing to the use of which it is possible to shorten considerable the 
term  for  creation  of  homozygous  material,  resistant  to  pathogens,  remains  in  the  breeding  of 
vegetable crops. As a result of the conducted investigations on carrot cell breeding we revealed 
significant  effect  of  filtrate  of  culture  liquid  of  Alternaria  radicina  M.  D.  et  E.  on  vitality  and 
proliferation of somatic and gynogenic callus clones of carrot, which allowed to conduct material 
screening on its resistance to alternaria blight. We have worked out 2-stage scheme of selection 
which includes cultivation during one passage (30 days and nights) on the breeding medium with 

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30 % FCF, the next passage – on the medium without selective factor and the third passage – on 
40 %  FCF  for  a  harder  selective  selection.  Due  conducted  for  2011-2013  years  screening  in 
culture  in  vitro  among  somatic  and  gynogenic  calluses  of  16  carrot  genotypes  on  resistance  to 
FCF  Alternaria  radicina  action  there  were  selected  2  resistant  to  FCF  of  black  rot  gynogenic 
callus clones b. k. 336 and b. k. 333, roots of which were given to join them to hybrid breeding. 
For  anther  culture  of  tomato  we  proved  the  possibility  of  conducting  cell  selection  on 
resistance to early dry spot of tomato with the use of 20 % culture filtrate of Alternaria solani S. 
fungus.  The  best  of  created  androgenic  lines  MK-1/1,  MK-1/3,  MK-1/10  by  the  results  of 
phytopathological  evaluation  were  characterized  by  field  resistance  to  alternaria  blight  and 
classified as resistant (7 points by the grading scale CMEA). The best varieties seeds are given to 
NCPGRU (3 lines) and introduced into breeding.  
We also conducted exploratory research on working out laboratory methods for selection 
initial  breeding  material  of  vegetable  crops,  that  is  resistant  to  such  abiotic  factors  as  salinity, 
osmotic stress and high temperature. With the aim of obtaining breeding material with complex 
resistance to diseases and abiotic factors of environment on tomato crop we conducted a number 
of  trials  with  adding  as  selective  factor  FCF  of  Alternaria  solani  and  1  %  NaCl;  FCF  of 
Alternaria  solani  and  90  and  120  g/l  of  sucrose.  As  initial  material  we  used  plants  ex  vitro  of 
tomato  samples  resistant tо  alternaria.  The  highest  ability  for  callus  genesis  on  selective media 
was revealed by anther of samples with functional sterility of F
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 that confirms our opinion about 
compensating character of androgenesis in tomato forms with defects of seed reproduction.  
In  the  culture  of  garlic  selection  of  drought  resistant  forms  of  collection  of  samples 
conducted through cultivation plants - regenerants in the culture medium with 12% sucrose. 
For  eggplant  crop  we  worked  out  the  way  of  evaluation  of  samples  heat  resistance  in 
culture  in  vitro.  We  determined  that  the  optimal  temperature  regime  for  eggplant  samples 
screening on heat resistance is exposure of callus clones during 6 hours to the temperature 45 °C. 
Under  such  temperature  conditions  clluses  viability  in  samples  of  West-Asian  subspecies 
decreased to 36 % whereas in East-Asian samples percentage of viability was within 61.3-76.5 
%. For a more complete heat resistance evaluation of the obtained eggplant lines we conducted 
their laboratory diagnosis (on leaves) by the method of F. F. Matskov [13]. The obtained results 
of heat resistance evaluation coincided with those obtained in culture in vitro results that confirm 
the  possibility  of  using  the  above  said  method  as  an  auxiliary  way  for  establishment  the  heat 
resistance level of eggplant samples under laboratory conditions in winter. 
For  savoy  cabbage  crop  we  investigated  the  possibility  of  selection  of  tolerant to  water 
deficiency genotypes on selective nutrient media in culture in vitro. The working out a speeded 
up way for selection of drought-resistant genotypes was conducted by investigation the influence 
of  high  osmotic  pressure,  created  in  the  nutrient  medium  with  the  help  of  heightened  sucrose 
concentration  (9  %),  on  the  development  of  apical  meristems  culture.  There  were  selected  and 
reproduced 4 mericlones, plants of which were adapted. Now we carry out seed reproduction of 
the perspective material for further testing of the obtained material. 
The created 28 new lines are given to breeding for testing their economical signs. By the 
obtained results owing to the heightened resistance to biotic and abiotic factors in newly created 
lines we observe increase in marketable yield of plants from 9.2 to 29.0 %, with this cost price of 
production  reduces  and  the  level  of  profitableness  of  vegetableness  of  vegetable  production 
growing also raises from 3.1 to 68.6 %. 
Conclusions.  Using  of  cell  selection  provides  accelerated  evaluation  and  selection  of 
resistant to biotic and abiotic factors of the original breeding material the main vegetable crops. 
Resistance/tolerance newly created lines in this case is considered as an extension of the norm of 
reaction,  often  significant,  which  suggests  the  possibility  of  using  the  developed  approach  for 
selection form that can survive stressful conditions and successfully recover from them. 
 

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