Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Создание исходного материала для селекции тритикале на основе клеточных биотехнологий
ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Создание исходного материала для селекции тритикале на основе клеточных биотехнологий"

На правах рукописи

003473941

Хомякова Олсся Викторовна

СОЗДАНИЕ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ ТРИТИКАЛЕ НА ОСНОВЕ КЛЕТОЧНЫХ БИОТЕХНОЛОГИЙ

Специальность 06.01.05 - селекция и семеноводство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

1 8 нЮН 2009

Саратов - 2009

003473941

Работа выполнена в Государственном научном учреждении научно-исследовательском институте сельского хозяйства Юго-Востока Россельхозакадемии

Научный руководитель: доктор биологических наук

Дьячук Таисия Ивановна Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор,

заслуженный деятель науки РФ Крупнов Василий Ананьевич

кандидат сельскохозяйственных наук Ткаченко Оксана Викторовна

Ведущая организация: ФГНУ Российский научно-исследовательский и

проектно-технологический институт сорго и кукурузы «Россорго»

Защита состоится « А/ » 2009 года в часов на заседании

диссертационного совета Д 006.050.01 при ГНУ «Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Юго-Востока» по адресу:

410010, г. Саратов, ул. Тулайкова,7, зал заседаний.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГНУ НИИСХ Юго-Востока.

Автореферат разослан « 29 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, /?

кандидат биологических наук Сибикеева Ю.Е.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Для создания экологически приспособленных сортов тритикале первостепенное значение имеет использование генетически разнообразного исходного материала, и в первую очередь, местного генофонда сортов пшеницы и ржи новейшей селекции. Первичные тритикале, или пшенично-ржаные амфидиплоиды играют важную роль в селекции сортов с высоким адаптивным потенциалом. Однако их селекционное использование ограничено пониженной фертильностью, обусловленной цитологической нестабильностью мейоза в материнских клетках пыльцы (МКП). В связи с этим перспективным является разработка и применение методов, повышающих 1$огенетическую стабильность первичных тритикале и ускоряющих селекционный процесс.

Цель и задачи исследований. Основной целью исследований являлось расширение генофонда гексаплоидных тритикале, адаптированных к условиям Нижнего Поволжья, на основе комплексного использования методов клеточной биотехнологии, цитогенетики и традиционной селекции.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи: .

- оптимизировать методику получения гаплоидов тритикале в культуре пыльников;

- получить удвоенные гаплоиды из пшенично-ржаных амфидиплоидов ранних поколений;

- изучить процесс мейоза в материнских клетках пыльцы (МКП) у первичных тритикале и DH-линий (потомств диплоидизированных гаплоидов)

- оценить полученные DH-линии по селекционно-значимым признакам. Основные положения, выносимые на защиту:

- цитогенетическая стабилизация первичных тритикале с помощью технологии . культивирования пыльников in vitro;

- оптимизация методики культивирования пыльников тритикале путем предобработок донорных растений и включения мальтозы в состав индукционной питательной среды;

- новые перспективные линии гексаплоидной озимой тритикале, их биологические и хозяйственные особенности.

Научная новизна работы. Выявлена роль метода культуры пыльников в цитогенетической стабилизации первичных тритикале. Оптимизирован состав индукционной питательной среды для культивирования пыльников на основе включения мальтозы в качестве источника углеводов, повышающий частоту регенерации зеленых растений - важной проблемы гаплоидной клеточной биотехнологии злаков. Цитологически доказано, что обработка колосьев донорных растений пониженными положительными температурами не является обязательным приемом для индукции спорофигного развития микроспор.

В культуре пыльников получены гомозиготные линии, рекомендованные для использования в селекционном процессе.

Практическая ценность работы. В культуре пыльников получены гомозиготные линии с большей цитогенетической стабильностью по сравнению с исходными гибридными популяциями. Выделены и включены в селекционный процесс линии, обладающие комплексом хозяйственно-полезных признаков. Оптимизирована методика получения гаплоидных растений тритикале в культуре пыльников.

Личный вклад соискателя. Планирование и проведение полевых и лабораторных экспериментов по культивированию пыльников и цитогенетическому анализу первичных тритикале и DH-линий, анализ и обобщение результатов, проведены лично соискателем. Биохимические исследования спектра запасных белков и перевариваемости белка у тритикале проведены с.н.с. лаб. клеточной селекции Итальянской Ю.В. Молекулярно-цитогенетический анализ тритикале на основе использования молекулярных маркеров и геномной in situ гибридизации (GISH-метод геномного анализа) проведен в центре Молекулярной биотехнологии РГАУ-МСХА им. К.А.Тимирязева с.н.с. Дивашуком М.Г. и Крупиным П.Ю. (руководитель центра -д.б.н. Карлов Г.И.). Хлебопекарная оценка сделана в лаборатории качества зерна ГНУ НИИСХ Юго-Востока. Анализ и обобщение полуденного материала проведены самостоятельно.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертации докладывались на следующих научно-практических конференциях и совещаниях: международных - «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва, 2007), «Геном растений» (Одесса, '2008), «Вавиловские чтения-2008», посвященные 95-летию Саратовского госагроуниверситета (Саратов, 2008); Всероссийских - «Вавиловские чтения-2006», посвященные 119 годовщине со дня рождения академика Н.И. Вавилова (Саратов, 2006), а также на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов по итогам научно-исследовательской и учебно-методической работы (Саратов, 2006,2007).

Диссертация обсуждена и одобрена на расширенном заседании лаборатории клеточной селекции ГНУ НИИСХ Юго-Востока 6 апреля 2009 года.

Публикации. По результатам исследования опубликовано 11 работ, в том числе 1 - в рекомендуемых ВАК РФ изданиях.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, практических рекомендаций и списка использованной литературы, включающего 216 источников, в т.ч. 116 на иностранных языках. Работа изложена на 143 страницах компьютерного текста, иллюстрирована 18 рисунками, 33 таблицами.

Проведение исследований. Работа выполнена в ГНУ НИИСХ Юго-Востока и является частью НИР лаборатории клеточной селекции «Выделить и синтезировать генетические источники и доноры особо ценных признаков, создать признаковые и генетические коллекции растений зерновых, зернобобовых, крупяных культур, кукурузы и сорго» № гос. регистрации 15070.6111004668.06.8.002.2.

СОДЕРЖАНИЕ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ПШЕНИЧНО-РЖАНЫЕ АМФИДИПЛОИДЫ И ИХ РОЛЬ В СЕЛЕКЦИИ ТРИТИКАЛЕ

(обзор литературы)

В главе приводится обзор литературы по истории и цитогенетике пшенично-ржаных амфидаплоидов и их роли в создан™ сортов тритикале. Проанализированы причины цитогенетической нестабильности первичных тритикале как важнейшей проблемы, препятствующей созданию высокоурожайных, экологически приспособленных сортов. Большое внимание уделяется современному состоянию метода культуры пыльников для получения гаплоидных растений злаков и его использованию в селекции.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Изучаемый материал

Для исследования были взяты первичные гекса- и октоплоидные тритикале с различным геномным составом AABBRR и AABBRRDD, полученые в лаборатории клеточной селекции ГНУ НИИСХ Юго-Востока с использованием эмбриокультуры и последующей обработкой амфигаплоидов колхицином в условиях in vivo.

Для получения первичных гексаплоидных тритикале использовали два сортообразца озимой твердой пшеницы селекции Краснодарского НИИСХ (Леукурум 921h21 и Леукурум 170Ш89) и сорт Новинка селекции Донского зонального НИИСХ. Для" получения октоплоидного тритикале материнской формой служила лиши озимой мягкой пшеницы селекции НИИСХ Юго-Востока (Л.15/Белоцерковская 51) х (Л.15/Мироновская 25). В качестве опылителя служила диплоидная рожь Саратовская 6 (сложная популяция Низкорослая 4) селекции НИИСХ Юго-Востока, которая состоит из 7 компонентов, представленных отборами крупнозерных и устойчивых к полеганию биотипов (Бамбышев, Валеев, 2001). В изучение был включен также межамфиплоидный гибрид (октоплоид х гексаплоид) (табл. 1).

Таблица 1

Изучаемый материал

№ п/п Происхождение Уровень штоидности Геномный состав

1 Новинка/Саратовская 6 2п=42 AABBRR

2 Леукурум 170 lh3 89/ Саратовская 6 2п=42 AABBRR

3 Лсукурум92 ] Ъ21 /Саратовская 6 2п=42 AABBRR

4 Л.15/Белоцерковская51//Л.15/Мир о-новская 25/ Саратовская 6 2п=56 AABBRRDD

5 Л. 15/Белоцерковская51//Л. 15/Мир Растепление по кариотипу

новская25//Сар.6//Леукурум 170 lh 389/ Сар.б (межамфиплоидный гибрия-МАГ)

6 Студент, стандарт 2п=42 | AABBRR

Методы исследований

Для культивирования пыльников тритикале использовались как свежесрезанные, так и хранившиеся в холодильнике колосья донорных растений при температуре +2...+5°С от 1 до 10 суток. В качестве источников углеводов использовали сахарозу и мальтозу в концентрации 6%. В составе индукционной питательной среды с 6% сахарозой использовали активированный уголь (1 г/л). Регуляторами роста служили 2,4-Д (1мг/л) и кинетин (0,5 мг/л).

Процедура) удвоения хромосом регенерантов проводили путем обработки корней в 0,2% растворе колхицина с добавлением 0,03% папаина в течение суток при комнатной температуре.

Изучение процесса мейоза в МКП проводили на временных ацето-гематоксилиновых давленых препаратах (Топильская, Лучникова, 1975).

Анализ наличия хромосом генома D у образцов выполняли по методике Дивашук и др., 2007. Геномную in situ гибридизацию осуществляли по стандартной методике (Карлов с соавторами, 1999) с некоторыми модификациями.

Для идентификации генотипов и контроля за генетическими изменениями применяли метод белковых маркеров (запасные белки - глиадины) на основе их электрофоретического разделения в полиакриламидном геле (Bushuk, Sillman, 1978).

Изучение перевариваемости белков тритикале проводили путем обработки муки одним из пищеварительных ферментов - пепсином в условиях in vitro (Oria et al., 1995). Анализ спектра запасных белков до и после обработки пепсином проводили с помощью SDS-PAGE электрофореза в редуцирующих условиях (2% SDS, 5% меркаптоэтанол) по методу Лэммли (Laemmli, 1970) с последующим денситометрированием гелей на лазерном денситометре ULTR.OSCAN х (LKB-Pharmica). Количество белка в каждой фракции вычисляли как площадь (мм2) соответствующего пика на денситограмме.

В качестве стандарта в исследованиях служил сорт озимой гексаплоидной тритикале Студент, занесенный в Государственный реестр селекционных достижений и являющийся стандартом на госсортоучастках Нижневолжского региона.

Хлебопекарные качества (объемный выход хлеба, пористость и цвет хлебного мякиша) оценивали в лаборатории качества зерна ГНУ НИИСХ Юго-Востока по методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1988).

Все результаты подвергали статистической обработке методом однофакгорного дисперсионного анализа (Доспехов, 1985).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ КУЛЬТУРА ПЫЛЬНИКОВ ПЕРВИЧНЫХ ТРИТИКАЛЕ

Влияние пониженных положительных температур на эффективность гаплопродукции в культуре пыльников

Проведенные цитологические исследования показали возможность спорофитного развития микроспор без холодового воздействия - от первого деления микроспоры до формирования каллусов и эмбриоидов (рис.1). Анализ частоты образования различных андрогенетических структур (эмбриоидов и каллусов) свидетельствует о том, что для индукции андрогёнеза в культуре пыльников тритикале не требовалось воздействие шоковыми температурами. Более того, у двух генотипов (АД Новинка/Саратовская 6 и сорта-стандарта Студент) спорофитное развитие микроспор наблюдалось только в пыльниках свежесрезанных колосьев -1,7 и 7,8% соответственно.

Принципиальный эффект холода может заключаться скорее в поддержании жизнеспособности микроспор и увеличении продолжительности «эмбриогенного окна». Очевидно, само удаление колосьев с донорного растения является стрессом, который в сочетании с культивированием пыльников в условиях in vitro без других воздействий может вызывать репрессию гаметофитных генов и переключение программы на спорофитное развитие.

Оптимизация технологии культнвировагаш пыльников тритикале

Изученные амфидишюиды и сорт-стандарт имели различный морфогенетический потенциал в культуре пыльников, при этом выявлены статистически значимые преимущества сорта Студент на всех этапах культивирования (табл. 2).

Таблица 2

Частота формирования эмбриогенных пыльников, новообразований и регенерантов в культуре пыльников первичных тритикале

Амфидиплоид Количество

эмбриоген- новообразо- регенерантов

ных ваний

пыльников

штук % штук % штук %

Леукурум 1701h389/Cap.6 57 11,2 65 12,7 18 27,7

Леукурум 921h21/Cap.6 101 12,0 227 27,0 15 6,6

Новинка/Сар.6 88 10,4 ИЗ 13,3 22 19,5

Октоплоид 40 7,4 49 9,1 8 16,3

МАГ 67 8,7 91 11,8 26 28,6

Студент 249 22,4 467 42,0 214 45,8

Гфажт. - 25,0* - 96,2* - 28,5*

НСР05 - 3,4 - 4,0 - 10,1

Рис.1. Последовательные стадии спорофитного развития микроспор в культуре пыльников тритикале без холодового воздействия 1-2 - первые деления микроспор; 3-5 - формирование многоклеточных новообразований; 6 - общий вид пыльника; 7-9 - разрыв оболочки микроспоры; 10-11 - формирование андрогенетических объектов (каллусов и эмбриоидов); 12 - общий вид пыльника с андрогенетическими структурами.

Состав питательных сред является важным фактором, влияющим на эффективность гаплопродукции в культуре пыльников. Известно, что замена некоторых компонентов питательной среды (источники азота и его концентрации, источники углерода, различные природные добавки) резко повысили эффективность метода гаплоидии и сделали возможным его использование в практической селекции (КиЫтап и., Рого1^Ы-\\Ъег, 1989; ОгеЫшку, 1990; гЬио, 1996).

Важнейшим компонентом питательных сред являются углеводы. Сахароза является наиболее распространенным источником углеводов для культивирования различных эксплантов. В тоже время выявлены преимущества использования мальтозы при культивировании изолированных пыльников пшеницы (ОгеЫпвку, 1990; Дьячук, 2003).

Замена в индукционной питательной среде сахарозы на мальтозу для культивирования пыльников тритикале не оказала достоверного положительного влияния на прохождение первого этапа - выход эмбриогенных пыльников и новообразований (табл.3).

Влияние источника углеводов на частоту формирования

Таблица 3

Вариант опыта Коли- Количество Общее количество

чество эмбриоген- новообразо-

пыль- ных ваний

ников, пыльников

шт.

штук % штук %

6% сахароза 502 87 17,3 176 35,1

6 % мальтоза 238 41 17,2 90 37,8

6% сахароза + 458 58 12,7 97 21,2

активиров. уголь

Р Факт. - - 2,3 - 15,2*

НСР05 - - - - 6,5

Выявлено достоверное положительное влияние мальтозы на регенерацию растений - этот показатель увеличился с 53,4% до 73,3% и что особенно важно, изменилось соотношение зеленых и альбиносных растений в пользу первых (табл.4). Известно, что высокая частота формирования альбиносных растений является важной проблемой клеточной биотехнологии злаков.

В общей сложности по всем опытам получено 322 растения, из которых 207 (64,3%) зеленых регенеранта и 115 (35,7%) - альбиносы. Выход зеленых растений от их общего количества составил у АД (Новинка/ Саратовская 6) - 46,4%, у АД (Леукурум 921Ъ21/Саратовская 6) - 26,3%, у АД (Леукурум 1701Ь389/Саратовская 6) - 50,0%, у межамфиплоидного гибрида 44,4%, у окгоплоида - 30,0% и у сорта Студент-75,5%.

Таблица 4

Влияние источника углеводов на регенерацию растений __(сорт Студент) _.

Вариант опыта Количество ново-обра-зова-ний, шт. Частота регенерации Количество зеленых растений Количество альбиносов

штук % штук % штук %

6% сахароза 176 94 53,4 76 80,6 18 19,4

6% мальтоза 90 66 73,3 65 98,5 1 1,5

6% сахароза + активиров. уголь 97 25 25,8 11 44,2 14 56,8

Р(Ьакт. - - 24,2* - 22,7* - 22,7*

НСР05 - - 12,4 - 13,1 - 13,1

ЦИТОГЕНЕТИКА И БИОХИМИЯ ПЕРВИЧНЫХ ТРИТИКАЛЕ И 011-

ЛИНИЙ

Особенности мейоза в МКП первичных тритикале и удвоенных

гаплоидов

Главным нарушением мейоза у тритикале является неполная конъюгация хромосом, приводящая с перманентному образованию унивалентов, а следовательно, к возникновению анеуплоидных гамет, зигот, а затем и анеуплоидных растений (Ригин, Орлова, 1977).

Изученные нами амфидиплоиды имели существенно больший процент нарушений на стадии метафазы 1 и анафазы 1 по сравнению с сортом Студент. Частота микроспороцитов с нарушениями в первом делении у отдельных гибридов колебалась от 73,4 до 86,1%. При этом у МАГа наблюдалась та же степень цитологической нестабильности, что и у первичных тритикале. Наименее выраженным процентом нарушений характеризовался Студент, хотя и у него степень проявления аномалий была высокой - 43,2% в метафазе 1 и 45,2% в анафазе 1. БН-линии имели существенно более низкий процент микроспороцитов с нарушениями по сравнению с исходным амфидиплоидом в метафазе 1 и не отличались по этому показателю от сорта за исключением линий МАГа (№585, №587, №589, №581).

В анафазе 1 большинство ПН-линий достоверно отличались от исходного гибрида более низкой степенью выраженности нарушений и не отличались от сорта Студент. При этом в метафазе 1 у линий МАГа обнаружен больший (хотя недостоверный) процент клеток с нарушениями по сравнению со стандартом.

Для стадий диад и тетрад характерна та же закономерность, что и для других стадий мейоза: потомства диплоидизированных гаплоидов имеют более низкий процент аномальных тетрад (т.е. более высокий мейотический индекс) по сравнению с исходным гибридом и не отличаются по этому показателю от Студента. Полученные данные косвенно подтверждают предпочтительную регенерацию растений из эуплоидных гамет, что и является основой более правильного протекания мейоза у соответствующих диплоидизированных гаплоидов (табл.5).

Таблица 5

Степень выраженности нарушений у пшенично-ржаных амфидиплоидов и

DH-линий на стадии диад и тетрад

Генотип Диады Тетрады

общее клеток с общее клеток с

число нарушениями число нарушениями

клеток число % клеток число %

АД-1 196 122 62,3 167 101 60,9

JI-520 94 36 38,3 119 58 48,7

Л-528 109 47 43,2 108 •54 50,0

Л-524 94 39 41,5 93 45 48,4

Л-532 118 52 44,1 115 J 57 50,0

Л-538 95 56 58,9 103 53 51,4

МАГ 109 74 67,9 164 127 77,4

Л-585 106 53 50,0 90 57 63,3

Л-587 83 45 54,2 115 69 60,0

Л-589 ИЗ 61 54,0 119 80 67,2

Л-591 119 75 54,6 131 85 64,9

Л-593 95 47 49,5 123 74 60,2

АД-4 124 70 56,5 51 34 66,7

Л-498 184 91 49,5 108 53 49,1

Л-500 118 54 45,8 144 70 48,6

Л-501 113 51 45,1 126 59 46,8

Л-503 101 49 48,5 123 67 54,5

Л-505 135 61 45,2 125 69 55,2

АД-3 87 54 62,1 96 53 55,2

Л-566 113 61 54 112 55 49,1

Л-574 110 56 50,9 98 44 44,9

Л-580 107 56 52,3 101 48 47,5

Студент 157 87 55,4 112 58 51,8

F(Ьагг. 3,07* 3,84*

HCPos 12,8 12,8

Примечание: АД-1 - Новинка/Саратовская 6; АД-4 - Леукурум 921Ь21/Саратовская 6; МАГ - межамфшшоидный гибрид; АД-3 - окгоплоид

Таким образом, в целом можно отметить, что полученные БН-линии имеют более высокий мейотический индекс, выраженный процентом

нормальных тетрад по сравнению с исходным гибридом. В то то же время не выявлено DH-линнй с меньшей, чем у стандарта степенью выраженности нарушений на различных стадиях мейоза.

Молскулярно-цитогеиетическяя характеристик;! первичных тритикале и межамфиплондмого гибрида

Результаты геномной in situ гибрицизации показали, что первичные тритикале содержат 14 хромосом ржи. Межамфшшоидный гибрид представляет совокупность нескольких линий, что следует из многообразия геномных вариантов, имеющих различное соотношение хромосом пшеницы и ржи (рис. 2). Результаты использования молекулярных маркеров представлены в таблице 6 («+» наличие амплификации, «-» отсутствие амплификации). Отсутствие амплификации специфического маркера Sec-1 на хромосому 1R и наличие амплификации маркеров, локализованных на 1D хромосоме у некоторых растений МАГа, в совокупности с результатами геномной in situ гибридизации (табл. б, рис. 2), свидетельствует о наличии гомесшогнчных замещений 10(1 R). В случае образца с формулой (30П+14Р), вероятно имело место дополнение, что привело к образованию 44-хромосомной дисомно-дополненой линии.

Таблица 6

Маркер Плечо хромосомы АД-1 АД-3 АД-4 МАГ

Xbarc 149 IDS - - + +

Xvvmc 432 - - + +

Glu-1 ÎDL 4 - - + +

Xbarc 271 - - + +

Xwmc 111 2DS - - + -

Xgwm 349 2DL - - + -

Xbarc 6 3DS - - + -

Xbarc 270 3DL - - + -

Xwmc 285 4DS - - + -

Xbarc 1138 4DL - - + -

Xvvmc 233 5DS - - + -

Xbarc 110 SDL - - + -

Xbarc 196 6DS - - + -

Xbarc 1030 6DL ™ - - + -

Xwmc 506 7DS - - + -

Xbarc 53 7DL - - о. -

RYE + + ■f +

Sec-1 1R + + - -

Sec-2 2R + + - +

Примечание: АД-1 -Леукурум 170!Ь389/Саратовская 6, АД-3 - Новинка/Саратовская б, АД-4 -октоплоид, МАГ - межамфишюшшый гибрид

В настоящей работе в качестве маркеров на хромосому Ц) кроме микросателлитных был использован 81Х-маркер на аллеяьное состояние сена (Ик /. В результате было установлено, что растения межамфиплоилного гибрида несут в своем геноме аллель 5 + 10, который отвечает ча синто высокомолекулярных глютенинов, обеспечивающих высокие хлебопекарные качества три! и кале (МагПпек е1 а!.. 2008), С другой стороны было продемонстрировано отсутствие амплификации маркера на белок секалин-1 (8ес-1). негативно влияющего на хлебопекарные качества (Кигп1ау е( а!.. 2003).

Следовательно, из межамфиплоилного гибрида возможно вести отбор линий с наличием Ш и отсутствием 1 К хромосомы с использованием молекулярных маркеров для селекции тритикале, в частности на хлебопекарные качества.

2 " * > ^ т ~ ** ■%% 4 4 «i» s * * 2 U Ч«~ а Ш .WV^» »v. <*" - . II /т -Г , ■ .jac <«•* «* 'а. ' б

- -^ «и*» Г в i i4. " • « _ ' - " v. 4vc ........... . ' ' rjjir r

Рис.2. Геномная in situ гибридизация отдельных растений МАГа со следующим

геномным составом: а. 28П+14Р, б. 30П+12Р, в. 30П-И4Р, г. 36ГТ+6Р (П -хромосомы пшеницы, Р - хромосомы ржи. Генетический материал ржи имеет желтый цвет, пшеницы - красный.)

Характеристика пшенично-ржаных амфидиплоидов по спектру запасных

белков (глиадинов)

Электрофоретические спектры запасных белков для различных видов, сортов и отдельных линий специфичны, в связи с чем они используются как молекулярные маркеры хозяйственно-ценных признаков и Для индентификации имеющегося генофонда исходного материала. Метод электрофореза запасных белков ржано-пшеничных амфидиплоидов раскрывает их генотипический состав, а таже внутри- и межпопуляционный полиморфизм (Конарев, 2007).

Обнаружены различия спектров запасных белков (глиадинов), как между различными амфидиплоидами, так и внутри популяции каждого из них. Наименьшим изменениям подвержены компоненты а и Р-зон. Наибольшая изменчивость характерна для у и со-глиадинов. В а-зоне у амфидиплоида Новинка/Саратовская 6 отмечено 5 компонентов, у Студента — 1 компонент. У АД Леукурум 921Ь21/Саратовская 6 в а-зоне имеются два, у АД Леукурум 170111389/Саратовсквая 6 - три компонента. Зона «легких» белков октоплоида содержит один, а межамфиплоидного гибрида - два компонента.

В р-зоне у сорта Студент наблюдается однородный тип спектра, у АД Новинка/Саратовская 6 эта зона представлена пятью компонентами. У амфидиплоида Леукурум 1701И389/Саратовская 6 имеется два компонента, а у АД Леукурум 921Ь21 х Саратовская 6 - три компонента. Зона р-белков октоплоида представлена одним компоненом, а межамфиплоидного гибрида - двумя компонентами.

В у-зоне сорт Студент представлен однородным спектром. Амфидиплоид Новинка/Саратовская 6 содержит в этой зоне четыре компонента. Амфидиплоид Леукурум 170111389/Саратовская 6 имеет .однородный тип спектра, а амфидиплоид Леукурум 921Ь21/Саратовская 6 характеризуется наличием трех компонентов этой зоны белков, у-зона запасных белков октоплоида представлена однородным спектром, межамфиплоидный гибрид содержит в этой зоне три компонента.

В ш-зоне для всех амфидиплоидов характерно присутствие компонента ю234, маркирующего ржаные белки. Интенсивность проявления отдельных компонентов в различных зонах неодинаковая.

Таким образом, компонентный состав глиадина пшенично-ржаных амфидиплоидов специфичен для каждого из них и содержит конкретную информацию об особенностях геномного состава. Наибольший полиморфизм запасных белков выявлен в комбинации Новинка/Саратовская 6, что связано с высокой совместимостью этого сорта пшеницы с рожью и полнотой его включения в генотип тритикале. Обнаруженная гетерозиготность по запасным белкам подтверждает возможность проведения отборов в изученных амфидиплоидах для получения хозяйственно-ценных форм.

СЕЛЕКЦИОННАЯ ЦЕННОСТЬ ПЕРВИЧНЫХ ТРИТИКАЛЕ И ЛИНИЙ, ПОЛУЧЕННЫХ В КУЛЬТУРЕ ПЫЛЬНИКОВ

Урожайность зерна и ее структура у первичных тритикале и БН-линий

Создана и включена в селекционный процесс коллекция ОН-линий первичных тритикале, в т.ч.: СП-1 -256, КИ - 4 и ОКИ - 1. Из скрещивания Леукурум 1701ЬЗ 89/Саратовская 6 отобраны низкорослые линии (№495, №497), достоверно превышающие стандарт по длине колоса, числу колосков и зерен в колосе, с высокой массой 1000 зерен (52,Ог и 48,3 г в сравнении с 46,Зг у Студента) (табл. 7). Эти линии переведены в контрольный питомник для дальнейшего изучения.

Таблица 7

Элементы структуры урожая у ОН-линий амфидиплоида

№БН- Высота Длина Число Число Число Вес Вес

линии расте- колоса, колос- зерен в зерен в зерна с 1000

ний, см ков в колосе, колос- колоса, зерен,

см колосе, шт. шт. ке, шт. г г

495 95 14,60 34,40 72,13 2,07 3,73 52,0

492 93 12,43 30,40 50,00 1,80 2,21 43,69

497 95 13,20 32,67 70,46 2,20 3,41 48,34

482 87 13,03 30,93 58,20 2,00 2,92 49,46

491 93 12,33' 30,67 55,27 1,73 2,56 45,91

488 94 13,13 31,07 61,20 2,00 2,93 46,30

487 95 14,57 32,71 68,00 1,87 3,26 46,42

133 11,21 27,27 56,18 2,05 2,65 46,30

факт. 4,14* 2,87* 4,53* 2,35* 5,18* 3,30*

НСР05 11,8 1,27 2,56 10,96 0,30 1,13 4,20

Из гибрида Новинка/Саратовская 6 отобраны более скороспелые по сравнению со стандартом высокорослые, урожайные линии. Одна из них (№29/08) переведена для дальнейшего изучения в конкурсном сортоиспытании.

Кроме того, для дальнейшего изучения отобраны РН-линии МАГа, не отличающиеся от стандарта по урожаю зерна, но превышающие его по хлебопекарным качествам (линия №583 имеет объем хлеба 744 см3 и пористость 5,0 баллов в сравнение с соответствующими показателями у стандарта 420 см3 и 3,0 балла).

Таким образом, анализ БН-линий первичных тритикале показал, что они могут быть включены в селекционный процесс для создания сортов. Кроме того, полученные линии широко вовлекаются в скрещивания с сортами гексаплоидных тритикале из мировой коллекции для создания нового цикла гибридов и их дальнейшего улучшения.

Перевариваемость белков первичных тритикале в условиях

in vitro

Питательная ценность зерна определяется двумя факторами: 1) его перевариваемостью, которая зависит от физико-химических свойств белка, 2) биологической ценностью, т.е. соответствием аминокислотного состава белка аминокислотному составу тех белков, на построение которых он используется в организме человека или животных (Павлов, 1967).

Изучение перевариваемости белка тритикале в условиях in vitro после обработки пищеварительным ферментом пепсином показало, что у первичных амфидиплоидов общая площадь кривой в контроле (без обработки ферментом) колебалась от 8,41 до 17,42 мм2. Все изученные амфидиплоиды достоверно отличались между собой и от стандарта по общей площади кривой.

По этому показателю, отражающему общее содержание белка, выделялись АД (Новинка/Саратовская 6) и межамфиплоидный гибрид. Наименьшая площадь кривой характерна для сорта Студент - 8,41 мм2 (табл. 8).

Наименьшая площадь пиков была характерна для белков со средним молекулярным весом, т.е. эти белки лучше переваривались. Остаточное содержание белка этой фракции было наименьшим для сорта Студент — 2,05% и межамфиплоидного гибрида - 2,98%.

Таблица 8

Перевариваемость бежа у первичных тритикале

Происхождение Площадь белковых пиков, мм2 Содержание непереваренного белка, %

контроль обработка пепсином

АД Леукурум 921Ь21/Саратовская 6 13,40 1,42 10,59

АД Леукурум 1701Ь389/Саратовская 6 11,04 1,73 15,64

АД Новинка/Саратовская 6 16,53 2,52 15,24

СТ. Студент 8,41 0,75 8,91

АД 2п=56 10,52 2,65 25,07

Межамфиплоидный гибрид 17,42 1,51 8,66

Р<Ьакт. 59,96* 43,15* 153,75*

НСРоз 1,68 0,39 1,79

Хлебопекарные качества первичных тритикале и БН-линий

Тритикале используется не только как зернокормовая, но и как продовольственная культура. Результаты пробных выпечек показывают, что хлебцы из муки изученных тритикале выгодно отличаются от сорта Студент показателями объема и пористости (табл.9).

У линий гибрида (АД окто (ЛЛ5/Белоцерковская)х(Л.15/Мироновская 25) х Саратовская 6, рожь х АД гекса (Леукурум 1701ЬЗ 89/Саратовская 6) увеличивается объем хлеба в сравнении с первичными амфидиплоидами (№583, №586, №587, №593). У двух линий (№583 и №593) пористость хлебцев составляет 5,0 и 4,6 баллов соответственно. Улучшение технологических качеств у некоторых линий межамфиплоидного гибрида может быть связано с присутствием хромосом О-генома мягкой пшеницы, что подтверждают молекулярные маркеры, а также результаты ОКН-анализа (табл. 9).

Таблица 9

Хлебопекарные свойства первичных тритикале (2007-2008гг.) (данные лаборатории качества зерна НИИСХ Юго-Востока)

Амфидиплоид Объем хлеба, см3 Пористость, балл

Леукурум 1701 h3 89/Сар атовская 6 505 4,2

Леукурум 921Ь21/Саратовская 6 420 4,5

Новинка/ Саратовская 6 530 4,3

АД Октоплоид 658 5,0

Студент 402 зд

Р&акт. 5,8* 11,0*

HCPos 166,7 0,8

ВЫВОДЫ:

1. Использование мальтозы в составе индукционной питательной среды для культивирования пыльников тритикале приводит в сравнении с сахарозой к повышению эффективности гаплопродукции за счет увеличения регенерационной способности гаплоидных новообразований и выхода зеленых растений.

2. В культуре пыльников тритикале не подтверждена роль пониженных положительных температур как триггера спорофитного развития микроспор. Получены цитологические доказательства, подтверждающие возможность спорофитного развития микроспор без холодового воздействия - от первого деления микроспоры до формирования каллусов или эмбриоидов.

3. Сорт Студент отличается наибольшей морфогенетаческой активностью среди изученных генотипов на всех этапах гаплопродукции в культуре пыльников in vitro. В оптимальных условиях культивирования частота индукции андрогенетических структур составляла 37,8%, частота регенерации — 73,3% от числа полученных новообразований. У изученных амфидиплоццов выход новообразований колебался от 9,1% до 27,0%, регенерации растений - от 6,6% до 28,6%.

4. Степень выраженности цитологических нарушений в мейозе МКП первичны тритикале составляет 43,2-86,1%. Вторичные тритикале (проду» гибридизации октоплоидных и гексагогоидных тритикале) характеризуются то же степенью цитогенетической нестабильности, что и первичные тритикале.

5. DH-линии, полученные в культуре пыльников первичных тритикале, имею достоверно более высокий процент нормальных тетрад, в сравнении исходным гибридом. Не выявлено DH-линий, превышающих по этом показателю сорт Студент.

6. Процесс стабилизации кариотипов в межамфиплоидном гибриде (8х х 6х) направлен на формирование гексаплоидных форм, содержащих неполный набор хромосом ржи. Обнаружены линии тритикале с гомеологичным замещением 1D(1R), что подтверждается отсутствием амплификации специфического маркера Sec-1 хромосомы 1R и наличием амплификации маркеров 1D хромосомы в совокупности с результатами геномной in situ гибридизации.

7. Первичные тритикале характеризуются полиморфизмом по типам спектра глиадина, количество которых в зависимости от комбинации скрещивания варьирует от 8 до 19. Наибольший полиморфизм характерен для комбинации скрещивания Новинка/Саратовская 6. Все первичные амфидиплоиды имеют сопряженно наследуемые компоненты глиадина ржи ю234.

8. Изученные амфидиплоиды достоверно различаются между собой по перевариваемости белка в условиях in vitro. Лучшая перевариваемость характерна для белков тритикале со средним молекулярным весом. Наибольшей питательной ценностью белка характеризуются сорт Студент и межамфиплоидный гибрид.

9. Создана и включена в селекционный процесс коллекция DH-линий первичных тритикале, в т.ч.: СП-1 -256 , КИ - 4 и ОКИ - 1. Среди них отобраны высокопродуктивные низкорослые линии из гибрида Леукурум Л70111389/Саратовская 6 (№497, №495), высокопродуктивная линия № 593 межамфиплоидного гибрида с массой 1000 зерен 56,3 г (у стандарта 44,2 г) и скороспелые высокоурожайные линии (№521и №529) из амфидипловда (Новинка/Саратовская 6).

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ:

1. Для повышения цитогенетической стабильности первичных тритикале ранних гибридных поколений использовать метод культуры пыльников, позволяющий повысить мейотический индекс, выраженный процентом нормальных тетрад, до такового у сорта-стандарта.

2. В составе индукционных питательных сред в качестве источника углеводов при культивировании пыльников тритикале для увеличения выхода зеленых растений использовать мальтозу.

3. Использовать в биотехнологических исследованиях сорт озимой гексаплоидной тритикале Студент, характеризующийся в культуре пыльников повышенной морфогенетической активностью.

4. В селекции тритикале использовать DH-линии, характеризующиеся комплексом хозяйственно-ценных признаков (№497, №495, №593, №521, №529)

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

I. Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ для публикации основных результатов диссертации на соискание ученой степени кандидата наук

1. Дьячук Т.И. Теоретические аспекты получения гаплоидов в культуре пыльников злаков / Т.И. Дьячук, С.В. Тучин, С.В. Столярова, Ю.В. Итальянская, Л.П. Медведева, Н.Ф. Сафронова, О.В. Хомякова // Вестник РАСХН. - 2007, №2. -С.11-13.

II. Статьи, опубликованные в сборниках международных конференций

2. Васильчук Н.С. Эффективность различных методов получения гаплоидов в засушливых условиях Юго-Востока России / Н.С. Васильчук, Т.И. Дьячук, С.В. Тучин, С.В. Столярова, Л.П. Медведева, Н.Ф. Сафронова, О.В. Хомякова // Сб. докл. междунар. научно-практической конф., посвящ. 50-летию РПП «НТЦ зернового хозяйства им. А.И. Бараева МСХ РК. Шортанды. - 2006. - С.58-62.

3. Khomyakova O.V. Haploidproduction in primary triticales using anther culture / O.V. Khomyakova, T.I. Dyatchouk, S.V. Tuchin // Annual Wheat Newsletter. Kansas State University. - 2007. - V.53. - P. 61-62.

4. Khomyakova O.V. The anther culture method for cytogenetic stabilization of the primary triticale with different genomic composition / O.V. Khomyakova, T.I. Dyatchouk, S.V. Tuchin // The fourth Moscow International congress "Biotechnology: state of the art and progress of development", March, 12-16,2007. - Moscow, Russia. -P.243.

5. Дьячук Т.И. Роль метода гаплоидии в создании исходного материала для селекции зерновых культур в НИИСХ Юго-востока / Т.И Дьячук, С.В Столярова, Хомякова О.В., А.В Коядырева, Ю.В. Итальянская, Н.Ф. Сафронова, ЛЛ. Медведева // Геном рослин: Збирник наукових статей V МЬкнародно5 Конференц. 13-16 жовтня 2008р. Швденний бютехнолопчний центр в рослинництв! УААН (Украша).-2008.-С. 178-181.

6. Dyatchouk T.I. The characterization of the primary triticales for the storage protein spectra and peculiarities of the meiosis in the mother pollen cells / T.I.Dyatchouk, O.V. Khomyakova, Ju.V. Italianskaya, S.V. Stolyarova, N.Ph. Saphronova, L.P. Medvedeva, and A.V. Koldyreva. // Annual Wheat Newsletter. Kansas State University (USA). - 2008. -V.54. -P.112.

III. Статьи в аналитических сборниках, трудах, тезисах Всероссийских, региональных конференций

7. Дьячук Т.И. Биотехнологические подходы к созданию и изучению первичных тритикале разного уровня плоидности / Т.И Дьячук, C.B. Тучин, О.В. Хомякова, C.B. Столярова, Ю.В. Итальянская, Н.Ф. Сафронова, Л.П. Медведева// Материалы конф., посвящ. 119-й годовщине со дня рождения академика Н.И. Вавилова. 4-8 декабря 2006 г. Секция «Биотехнология, генетика и селекция» -Саратов.-2006.-С. 11-15.

8. Дьячук Т.И. Характеристика первичных тритикале по спектрам запасных белков и особенностям мейоза в материнских клетках пыльцы / Т.И. Дьячук, О.В. Хомякова, Ю.В. Итальянская, C.B. Столярова, Н.Ф. Сафронова, Л.П. Медведева, A3 Колдырева // Аграрная наука в 21 веке проблемы и перспективы: Материалы 2-й Всерос.конф. - Саратов. - 2008. - С. 26-30.

9. Колдырева A.B. Селекционная ценность перспективных линий озимой тритикале / A.B. Колдырева, О.В. Хомякова, Т.И. Дьячук, C.B. Столярова, Ю.В. Итальянская, Н.Ф. Сафронова, Л.П. Медведева // Вавиловские чтения, 2008. Посвящ. 95-летию Саратовского ГАУ им. П.И. Вавилова. - Саратов. - 2008. - С. 95-96.

10. Дьячук Т.И. Биотехнологические методы при создании исходного материала для селекции тритикале в условиях Поволжья / Т.И. Дьячук, О.В. Хомякова, Ю.В. Итальянская, A3. Колдырева, C.B. Столярова, Н.Ф. Сафронова, Л.П. Медведева // Сборник научных трудов, посвящ. 135-летию со дня рождения Г.К. Мейстера и 100 "летаю со дня основания Аркадакской опытной станции. -Саратов. - 2009. - С.126-132.

11. Дьячук Т.И. Культура зародышей и пыльников как методы создания исходного материала для селекции тритикале / Т.И. Дьячук, О.В. Хомякова, C.B. Столярова, Ю.В. Итальянская, Н.Ф. Сафронова, Л.П. Медведева // Зональные особенности научного обеспечения сельскохозяйственного производства: Материалы региональной научно-практической конференции. - Саратов. - 2009. -С. 246-251.

Подписано в печать 22.05.2009. Объем 2,3 печл. Тираж 100 экз. Заказ № 35 Отпечатано в типографии ЗАО «КомТехСнаб» 410054, г. Саратов, ул. Политехническая, д. 122

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Хомякова, Олеся Викторовна

Список сокращений, условных обозначений и символов.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ПШЕНИЧНО-РЖАНЫЕ АМФИДИПЛОИДЫ И ИХ РОЛЬ В СЕЛЕКЦИИ ТРИТИКАЛЕ (обзор литературы).

1.1. Роль первичных тритикале в создании исходного материала для селекции.

1.2. Причины цитогенетической нестабильности первичных тритикале.

1.3. Биотехнология получения гаплоидов в культуре пыльников.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Изучаемый материал.

2.2. Методы исследований.

ГЛАВА 3. ПОЛУЧЕНИЕ УДВОЕННЫХ ГАПЛОИДОВ

В КУЛЬТУРЕ ПЫЛЬНИКОВ ПЕРВИЧНЫХ ТРИТИКАЛЕ.

3.1. Влияние пониженных положительных температур на эффективность гаплопродукции в культуре пыльников.

3.2. Оптимизация технологии культивирования пыльников тритикале.

ГЛАВА 4. ЦИТОГЕНЕТИКА И БИОХИМИЯ ПЕРВИЧНЫХ ТРТИКАЛЕ И DH-ЛИНИЙ.

4.1. Особенности мейоза в МКП первичных тритикале и удвоенных гаплоидов.

4.2. Молекулярно-цитогенетическая характеристика первичных тритикале и межамфиплоидного гибрида.

4.3. Характеристика пшенично-ржаных амфидиплоидов по спектру запасных белков.

ГЛАВА 5. СЕЛЕКЦИОННАЯ ЦЕННОСТЬ ПЕРВИЧНЫХ ТРИТИКАЛЕ

И ЛИНИЙ, ПОЛУЧЕННЫХ В КУЛЬТУРЕ ПЫЛЬНИКОВ.

5.1. Урожайность зерна и ее структура у первичных тритикале и DH-линий.

5.2. Перевариваемость белков первичных тритикале в условиях in vitro.

5.3. Хлебопекарные качества первичных тритикале и DH-линий.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Создание исходного материала для селекции тритикале на основе клеточных биотехнологий"

Актуальность темы. Для создания экологически приспособленных сортов тритикале первостепенное значение имеет использование генетически разнообразного исходного материала, и в первую очередь, местного генофонда сортов пшеницы и ржи новейшей селекции. Первичные тритикале или пшенично-ржаные амфидиплоиды играют важную роль в селекции сортов с высоким адаптивным потенциалом. Однако их селекционное использование ограничено пониженной фертильностью, обусловленной цитологической нестабильностью мейоза в материнских клетках пыльцы (МКП). В связи с этим перспективным является разработка и применение методов повышающих цитогенетическую стабильность тритикале и ускоряющих селекционный процесс.

Цель и задачи исследований. Основной целью исследований являлось расширение генофонда гексаплоидных тритикале, адаптированных к условиям Нижнего Поволжья, на основе комплексного использования методов клеточной биотехнологии, цитогенетики и традиционной селекции.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

- оптимизировать методику получения гаплоидов тритикале в культуре пыльников;

- получить удвоенные гаплоиды из пшенично-ржаных амфидиплоидов ранних поколений;

- изучить процесс мейоза в материнских клетках пыльцы (МКП) у первичных тритикале и DH-линий (потомств диплоидизированных гаплоидов);

- оценить полученные DH-линии по селекционно-значимым признакам. Основные положения, выносимые на защиту:

- цитогенетическая стабилизация первичных тритикале с помощью технологии культивирования пыльников in vitro;

- оптимизация методики культивирования пыльников тритикале путем предобработок донорных растений и включения мальтозы в состав индукционной питательной среды;

- новые перспективные линии гексаплоидной озимой тритикале, их биологические и хозяйственные особенности.

Научная новизна работы. Выявлена роль метода культуры пыльников в цитогенетической стабилизации первичных тритикале. Оптимизирован состав индукционной питательной среды для культивирования пыльников на основе включения мальтозы в качестве источника углеводов, повышающий частоту регенерации зеленых растений

- важной проблемы гаплоидной клеточной биотехнологии злаков. Цитологически доказано, что обработка колосьев донорных растений пониженными положительными температурами не является обязательным приемом для индукции спорофитного развития микроспор.

В культуре пыльников получены гомозиготные линии, рекомендованные для использования в селекционном процессе.

Практическая ценность работы. В культуре пыльников получены гомозиготные линии с большей цитогенетической стабильностью по сравнению с исходными гибридными популяциями. Выделены и включены в селекционный процесс линии, обладающие комплексом хозяйственно-полезных признаков. Оптимизирована методика получения гаплоидных растений тритикале в культуре пыльников.

Личный вклад соискателя. Планирование и проведение полевых и лабораторных экспериментов по культивированию пыльников и цитогенетическому анализу первичных тритикале и DH-линий, анализ и обобщение результатов, проведены лично соискателем. Биохимические исследования спектра запасных белков и перевариваемости белка у тритикале проведены с.н.с. лаб. клеточной селекции Итальянской Ю.В. Молекулярно-цитогенетический анализ первичных тритикале на основе использования молекулярных маркеров и геномной in situ гибридизации

GISH-метод геномного анализа) проведен в центре Молекулярной биотехнологии РГАУ-МСХА им. К.А.Тимирязева с.н.с. Дивашуком М.Г. (г. Москва). Хлебопекарная оценка сделана в лаборатории качества зерна ГНУ НИИСХ Юго-Востока.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертации докладывались на следующих научно-практических конференциях и совещаниях: международных - «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва, 2007), «Геном растений» (Одесса, 2008), «Вавиловские чтения-2008», посвященные 95-летию Саратовского госагроуниверситета (Саратов, 2008); Всероссийских - «Вавиловские чтения-2006», посвященные 119 годовщине со дня рождения академика Н.И. Вавилова (Саратов, 2006), а также на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов по итогам научно-исследовательской и учебно-методической работы (Саратов, 2006, 2007).

Диссертация обсуждена и одобрена на расширенном заседании лаборатории клеточной селекции ГНУ НИИСХ Юго-Востока 6 апреля 2009 года.

Публикации. По результатам исследования опубликовано 11 работ, в том числе 1 - в рекомендуемых ВАК РФ изданиях.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, практических рекомендаций и списка использованной литературы, включающего 216 источников, в т.ч. 116 на иностранных языках. Работа изложена на 143 страницах компьютерного текста, иллюстрирована 18 рисунками, 33 таблицами.

Заключение Диссертация по теме "Селекция и семеноводство", Хомякова, Олеся Викторовна

ВЫВОДЫ:

1. Использование мальтозы в составе индукционной питательной среды для культивирования пыльников тритикале приводит в сравнении с сахарозой к повышению эффективности гаплопродукции за счет увеличения регенерационной способности гаплоидных новообразований и выхода зеленых растений.

2. В культуре пыльников тритикале не подтверждена роль пониженных положительных температур как триггера спорофитного развития микроспор. Получены цитологические доказательства, подтверждающие возможность спорофитного развития микроспор без холодового воздействия - от первого деления микроспоры до формирования каллусов или эмбриоидов.

3. Сорт Студент отличается наибольшей морфогенетической активностью среди изученных генотипов на всех этапах гаплопродукции в культуре пыльников in vitro. В оптимальных условиях культивирования частота индукции андрогенетических структур составляет 37,8%, частота регенерации — 73,3% от числа полученных новообразований. У изученных амфидиплоидов выход новообразований колебался от 9,1% до 27,0%, регенерации растений — от 6,6% до 28,6%).

4. Степень выраженности цитологических нарушений в мейозе МКП первичных тритикале составляет 43,2-86,1%. Вторичные тритикале (продукт гибридизации октоплоидных и гексаплоидных тритикале) характеризуются той же степенью цитогенетической нестабильности, что и первичные тритикале.

5. DH-линии, полученные в культуре пыльников первичных тритикале, имеют достоверно более высокий процент нормальных тетрад, в сравнении с исходным гибридом. Не выявлено DH-линий, превышающих по этому показателю сорт Студент.

6. Процесс стабилизации кариотипов в межамфиплоидном гибриде (8х х 6х) направлен на формирование гексаплоидных форм, содержащих неполный набор хромосом ржи. Обнаружены линии тритикале с гомеологичным замещением 1D(1R), что подтверждается отсутствием амплификации специфического маркера Sec-1 хромосомы 1R и наличием амплификации маркеров 1D хромосомы в совокупности с результатами геномной in situ гибридизации.

7. Первичные тритикале характеризуются полиморфизмом по типам спектра глиадина, количество которых в зависимости от комбинации скрещивания варьирует от 8 до 19. Наибольший полиморфизм характерен для комбинации скрещивания Новинка/Саратовская 6. Все первичные амфидиплоиды имеют сопряженно наследуемые компоненты глиадина ржи со234.

8. Изученные амфидиплоиды достоверно различаются между собой по перевариваемости белка в условиях in vitro. Лучшая перевариваемость характерна для белков тритикале со средним молекулярным весом. Наибольшей питательной ценностью белка характеризуются сорт Студент и межамфиплоидный гибрид.

9. Создана и включена в селекционный процесс коллекция DH-линий первичных тритикале, в т.ч.: СП-1 -256 , КИ - 4 и ОКИ - 1. Среди них отобраны высокопродуктивные низкорослые линии из гибрида Леукурум 1701Ь389/Саратовская 6 (№497, №495), высокопродуктивная линия № 593 межамфиплоидного гибрида с массой 1000 зерен 56,3 г (у стандарта 44,2 г) и скороспелые высокоурожайные линии (№521 и №529) из амфидиплоида (Новинка/Саратовская 6).

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ:

1. Для повышения цитогенетической стабильности первичных тритикале ранних гибридных поколений использовать метод культуры пыльников, позволяющий повысить мейотический индекс, выраженный процентом нормальных тетрад, до такового у сорта-стандарта.

2. В составе индукционных питательных сред в качестве источника углеводов при культивировании пыльников тритикале для увеличения выхода зеленых растений использовать мальтозу.

3. Использовать в биотехнологических исследованиях сорт озимой гексаплоидной тритикале Студент, характеризующийся в культуре пыльников повышенной морфогенетической активностью.

4. В селекции тритикале использовать DH-линии, характеризующиеся комплексом хозяйственно-ценных признаков (№ 497, №495, №593, №521, №529)

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата биологических наук, Хомякова, Олеся Викторовна, Саратов

1. Анапияев, Б.Б. Экспериментальный морфогенез и биотехнология получения гаплоидов в культуре микроспор пшеницы /Б.Б. Анапияев — Алма-Аты, 2001. -220с.

2. Авксентьева, О.А. Эффекты генов VRN и PPD на процессы каллюсогенеза и морфогенеза в культуре in vitro / О.А. Авксентьева, В.В. Жмурко, В.А. Петренко, А.А. Тищенко // V Международная конференция «Геном растений». Одесса, 2008. - С.39-42.

3. Бамбышев У.С. Селекция и семеноводство озимой ржи в НИИСХ Юго-Востока / У.С. Бамбышев, А.З. Валеев // Под редакцией д-ра с.-х. наук Н.С. Васильчука Саратов, 2001. —72с.

4. Батыгина, Т.Б. Проблемы морфогенеза in vivo и in vitro: (Эмбриоидогенез у покрытосеменных) / Т.Б. Батыгина // Ботан. журн. -1978. -Т.63, №1. -С. 87-111.

5. Батыгина, Т.Б. Пыльник как модель изучения морфогенетических потенций и путей морфогенеза / Т.Б. Батыгина // Эмбриология цветковых растений: Терминология и концепции. Т.1: Генеративные органы цветка -СПб, 1994. -С.120-121.

6. Батыгина, Т.Б. Хлебное зерно. — Л.: Наука, 1987. 103 с.

7. Билинска, О.В. Штучни живильни середовища як елемент технологи отримания андрогенных гаплоТдш ячменю / О.В. Билинска // V Международная конференция «Геном растений». — Одесса, 2008. -С.170-173.

8. Бутенко, Р.Г. Культура изолированных тканей и физиология морфогенеза растений /Р.Г. Бутенко — М.: Наука, 1974. — 272с.

9. Возделывание и использование озимого тритикале в Краснодарском крае //А.А. Романенко, В.Б. Тимофеев, JI.A. Беспалова и др. — Краснодар, 2004. 55с.

10. Высоцкая, И.Б. Культура пыльников in vitro в селекции тритикале /: автореф. дис. .канд. биол. наук/ И.Б. Высоцкая. — Ставрополь, 2002. -20с.

11. Гааль, Э. Электрофорез в разделении биологических макромолекул / Э Гааль, Г. Медьеши, Л.М. Верецкеи. — М.: Мир. 1982. - 446с.

12. Гирко, B.C. Методы клеточной селекции в селекционных программах зерновых культур / B.C. Гирко // Вестн. с.-х. науки. 1992. -Т.7. - С.85-88.

13. Гирко, B.C. Преодоление постгамных барьеров несовместимости при отдаленной гибридизации злаков / B.C. Гирко// Докл. РАСХН. — 1996. —№1. С.4-7.

14. Гирко, B.C. Прикладная биотехнология в селекции и растениеводстве /B.C. Гирко, А.В. Гирко // V Международная конференция «Геном растений». — Одесса, 2008. — С.39-42.

15. Голубовская, И.Н. Десинапсис — основная причина нарушений в мейозе у амфидиплоидов / И.Н. Голубовская, В.В. Хвостова, Ф.М. Шкутина // Половой процесс и эмбриогенез у растений. — М., 1973. -С.53-54.

16. Горбунова, В.Ю. Андрогенез in vitro у яровой мягкой пшеницы автореф. дис. . .д-ра. биол. наук / В.Ю. Горбунова. СПБ, 2000. - 48с.

17. Гордей, И. А. Тритикале. Генетические основы создания / И.А. Гордей.— Минск: Наука и техника, 1992. 285 с.

18. Грабовец, А.И. Особенности селекции гексаплоидных тритикале в условиях Среднего Дона и некоторые итоги / А.И. Грабовец, А.В. Крохмаль, Н.А. Чекунова // Генетика и селекция растений на Дону. — Ростов н/Д, 2003. Вып. 3.- С. 107-133.

19. Данилова Т.В. Оптимизация методики получения гаплоидов мягкой пшеницы Triticum aestivum L. в культуре пыльников in vitro и возможности их использования в селекции / Т.В. Данилова: автореф. дис.канд. биол. наук. -М., 2000. -20с.

20. Дьячук, Т.И. Технологические и селекционные аспекты гаплоидии (на примере пшеницы и ячменя): автореф. дис. .д-ра. биол. наук /Т.И. Дьячук. Саратов, 2003. —50с.

21. Дьячук, Т.И. Теоретические аспекты получения гаплоидов в культуре изолированных пыльников злаков / Т.И. Дьячук, С.В. Тучин, С.В. Столярова, Ю.В. Итальянская, Л.П. Медведева, Н.Ф. Сафронова, О.В. Хомякова // Вестн. РАСХН. 2007. - №2 . - С. 11-13.

22. Жилкина, М.Д. Изучение метода повышения продуктивности пшенично-ржаных амфидиплоидов путем скрещивания 56-хромосомных с 42-хромосомными амфидиплоидами / М.А. Жилкина // Научные тр. НИИСХ Нечернозем, зоны. —1968. Вып.22. - С. 30-37.

23. Жилкина М.Д. Изучение гибридов Triticale 2n=56 х 2п=42 /М.Д. Жилкина, Т.Н. Федорова // Генетика. 1966. - №10. - С.25-35.

24. Иванов, Г.И. Биотехнологические аспекты создания исходного материала для селекции зерновых колосовых культур: автореф. дис. . .д-ра биол. наук /Г.И. Иванов. — Краснодар, 2006. — 46с.

25. Игнатова, С.А. Этапы развития биотехнологических направлений на основе in vitro культивирования клеточных культур возделываемых растений / С.А. Игнатова // V м1жнародна конференщя «Геном рослин». -Одесса, 2008. -С.25-29.

26. Калинин, Ф.Л. Методы культуры тканей в физиологии и биохимии растений. / Ф.Л. Калинин, В.В. Сарнацкая, В.Е. Полищук. Киев: Наукова думка, 1980. - 399с.

27. Козловская В.Ф. Цитогенетический анализ мутантов 56-хромосомных Triticale . Сообщение 1. Анализ изменчивости 56-хромосомных тритикале в контроле и после облучения. /В.Ф. Козловская, В.В. Хвостова // Генетика. -1972. №4. - с.5-13.

28. Конарев, В.Г. Молекулярно-биологические исследования генофонда культурных растений в ВИРе (1967-2007 гг.) / В.Г. Конарев. — СПб ,2007. 134с.

29. Крупнов В.А. Сравнительная оценка биотехнологических методов в селекции злаков / В.А. Крупнов // Вестник с.-х. науки. -1989. №3. - С. 23-29.

30. Круглова, Н.Н. Эмбриологические основы андроклинии пшеницы: атлас/ Н.Н. Круглова, Т.Б. Батыгина, В.Ю. Горбунова, Г.Е. Титова, О.А. Сельдимирова. М.: Наука, 2005. - 99с.

31. Кучеренко, Л.А. Биологические особенности риса в культуре in vitro и создание на их основе биотехнологий получения исходногоселекционного материала: автореф. дис. .д-ра биол. наук / JI.A. Кучеренко. -М., 1991.-41с.

32. Лебедев, В.Н. Новые случаи образования амфидиплоидов в пшенично-ржаных гибридах / В.Н. Лебедев. — Харьков: Изд-во Наркомснаба, 1933. -27с.

33. Левитский, Г.А. Цитология пшенично-ржаных амфидиплоидов / Г.А. Левитский, Г.К. Бенецкая // Тр. по прикл. ботанике, генетике и селекции. 1931. -Т.27. - С.241-264.

34. Лобанова, Е.И. Регенерация зеленых растений в культуре пыльников озимой мягкой пшеницы, генотипические различия и ее проявления /Е.И. Лобанова, К. Панкова, С.А. Игнатова // Геном рослин: тез. V м1жнар. Конф. «Геном рослин». — Одесса, 2008. — С.200-203.

35. Лукьянюк, С.Ф. Получение гаплоидов ячменя с помощью гаплопродюсера и использование гомозиготных линий в селекции / С.Ф. Лукьянюк, С.А. Игнатова, В.Д. Наволоцкий // Геном ячменя и проблемы его улучшения. Одесса, 1989. - С.76-83.

36. Лукьянюк, С.Ф. Разработка приемов in vitro для получения гаплоидов ячменя и тритикале: автореф. дис. .канд. биол. наук /С.Ф. Лукьянюк. -М., 1983.-18с.

37. Максимова В.И. Опыление и самосовместимость у тритикале / И.В. Максимова, А.Ф. Шулындин //Тритикале: проблемы и перспективы. 4.2. Генетика и селекция тритикале. Каменная Степь, 1976. - С.27-35.

38. Махалин, М.А. Пшенично-ржаные амфидиплоиды и повышение их продуктивности / М.А. Махалин // Гибриды отдаленных скрещиваний и полиплоиды. -М., 1963. — С.139-150.

39. Мейстер, Г.К. Ржано-пшеничные гибриды. Морфогенез гибридов и проблема использования их для выведения зимостойких сортов пшеницы / Г.К. Мейстер, Н.Г. Мейстер // Журн. опыт, агрономии Юго-Востока. -1927. Т. 4, №1. - С.21-23.

40. Молканова, О.И. Выход гаплоидных растений яровой пшеницы (Triticum aestivum L.) в культуре пыльников в зависимости от состава Сахаров питательной среды / О.И. МолкановаТ.В. Данилова // Изв. ТСХА. -1984. —№4. С.69-75.

41. Мунаварова, А.А. Аномальные спорогенные клетки — возможный источник образования андроклинных регенерантов пшеницы / А.А. Мунаварова // 2-й съезд ВОГиС, 1-5 феврвля 2000г.: тез. докл. СПб, 2000. -С.157-158.

42. Ницше, В. Гаплоиды в селекции растений / В. Ницше, Г. Венцель. — М.:Колос, 1980.-126с. '

43. Новак, Ф.И. Индукция гаплоидов в культуре тканей и их значение для селекции растений /Ф.И. Новак // Культура клеток растений и биотехнология. М.,1986. - С. 159-167.

44. Орлова, Н.С. Отдаленная гибридизация тритикале / Н.С. Орлова // Развитие научного наследия академика Н.И. Вавилова: тез. Междунар науч. конф. Саратов, 1997. - С.49-50.

45. Орлова, Н.С. Оценка зерновой продуктивности новых сортов озимой тритикале в конкурсном сортоизучении /Н.С. Орлова // Вавиловские чтения 2006. - Саратов, 2006. - С.41-43.

46. Орлова, Н.С. Селекция тритикале в Нижнем Поволжье: автореф. дис. . д-ра с.-х. наук / Н.С. Орлова. — Саратов, 2002.

47. Орлова, И.Н. Цитогенетические иследования тритикале / И.Н. Орлова // Тритикале: Проблемы и перспективы. 4.2. Генетика и селекция. — Каменная Степь, 1976. С.36-42.

48. Павлов, Н.П. Накопление белка в зерне пшеницы и кукурузы / Н.П. Павлов. — М. : Наука, 1967. -340с.

49. Павлюк, Н.Т. Андрогенез в культуре пыльников тритикале / Н.Т. Павлюк, С.В. Гончаров, Т.Г. Ващенко // Биологические основы и методы селекции и семеноводства культурных растений. — Воронеж, 1997. С.60-70.

50. Палилова, А.Н. Фундаментальные и прикладные проблемы взаимодействия ядерной и цитоплазматических генетических систем у растений /О.И. Палилова, П.А.Орлов, Е.А. Волуевич // Вестн. ВОГиС. 2005. -Т.9, №4. - С.499-504.

51. Паушева, З.П. Практикум по цитологии растений / З.П. Паушева. М.: Колос, 1980. -304с.

52. Писарев, В.Е. х Triticale (2п=42) / В. Е. Писарев, М.Д. Жилкина // Генетика. —1967, №4. — С 3-12.

53. Поддубная-Арнольди, В.А. Цитоэмбриология покрытосеменных растений / В.А. Поддубная-Арнольди. — М.,: Наука, 1976. —508с.

54. Рахимбаев, И.Р. Биотехнология зерновых культур / И.Р. Рахимбаев, Ш. Тивари, И.К. Бишимбаева. Алма-Ата: Гылым, 1992. — 240с.

55. Резникова, С.А. Цитология и физиология развивающегося пыльника / С.А. Резникова. -М.,: Наука, 1984. -272с.

56. Ригин, Б.В. Генетический эффект взаимодействия ядра ржи и . цитоплазмы пшеницы / Б.В. Ригин // Метаболизм клеточного ядра иядерно-цитоплазматические отношения: тез. докл. Веееоюз. еимп. по структуре и функциям клеточного ядра. Киев,1970. — С.71-72.

57. Ригин, Б.В. Пшенично-ржаные амфидиплоиды / Б.В. Ригин, И.Н. Орлова. — Д.,: Колос, 1977. 279с.

58. Рокицкий, П.Ф. Биологическая статистика / П.Ф. Рокицкий. Минск: Изд-во Минского ун-та, 1973. — 316с.

59. Рябчук, В.К. Влияние генотипа на образование андрогенных структур в культуре пыльников in vitro ярового тритикале / В.К. Рябчук, И.В. Гребенюк // Адаптивное растениеводство: проблемы и решения. -Минск, 2006.-С.157-160.

60. Сельскохозяйственная биотехнология: учебник / Под ред. B.C. Шевелухи. -М.: Высш. Шк., 2008. 710с.

61. Сечняк, Л.К. Тритикале / Л.К. Сечняк, Ю.Г. Сулима. -М., 1984.

62. Сорта пшеницы и тритикале Краснодарского НИИСХ им. П.П. Лукьяненко. / Под ред. А.А. Романенко и др. — Краснодар, 2003. — 63с.

63. Степочкин П.И. Изучение кариотипов некоторых форм трехвидовых тритикале с помощью метода дифференциальной окраски хромосом / П.И. Степочкин //Изв. СО АН СССР. Сер. биол. наук. 1979. - Вып.2. -С.79-81.

64. Степочкин П.И. Обнаружение хромосом ржи в кариотипе мягкой пшеницы Мироновская 10 методом дифференциальной / П.И. Степочкин, А.И. Щапова // Изв. СО АН СССР. Сер. биол. наук. 1978. -Вып.1. - С.71-74.

65. Степочкин П.И. Формообразование в популяциях тритикале, пшеницы, ржи и его использование в селекции для условий Западной Сибири / П.И. Степочкин: автореф. дис. .докт. с.-х. наук. Новосибирск, 2009. 37с.

66. Сулима Ю.Г. К вопросу о номенклатуре и классификации пшенично-ржаных амфидиплоидов / Ю.Г. Сулима // Тритикале: проблемы и перспективы. Каменная Степь, 1976. — С.78-87.

67. Суханов, В.М. К использованию андроклинных растений в селекции пшеницы / В.М. Суханов // Докл. ВАСХНИЛ. 1982. -Т.П.- С.7-8.

68. Суханов, В.М. Получение андроклинных растений пшеницы и тритикале путем создания органогенных штаммов / В.М. Суханов, Т.Ф. Зайкина // Апомиксис и селекция. Саратов, 1987. - С.3-13.

69. Тимофеев, В.Б. Отдаленная гибридизация в селекции тритикале и пшеницы: автореф. дис. .д-ра. с.-х. наук / В.Б. Тимофеев. — Немчиновка, 1995. 48с.

70. Тимофеев В.Б. Союз озимый зерновой сорт тритикале / В.Б. Тимофеев, В.Я. Ковтуненко, Л.Ф. Дудка // Пшеница и тритикале: материлы науч.-практ. конф. «Зеленая революция П.П. Лукьяненко». — Краснодар, 2001. - С. 164-170.

71. Ткаченко, О.В. Изогенный анализ в культуре клеток и тканей in vitro пшеницы / О.В.Ткаченко, Ю.В. Лобачев // Биология клеток растений и биотехнология: тез. докл. IX Международная конф., Звенигород, 8-12 сент. 2008 г.-М., 2008. -С.405.

72. Ткаченко, О.В. Культура тканей in vitro короткостебельной мягкой и твердой пшеницы: автореф. дис. .канд. биол. наук / О.В. Ткаченко. -Саратов, 2003. -20с.

73. Топильская, Л.А. Изучение соматических и мейотических хромосом смородины на ацето-гематоксилиновых давленых препаратах / Л.А.Топильская, С.В. Лучникова, Н.П. Чувашина // Бюл. ЦГЛ им. Мичурина. 1975. - Вып.22. - С. 58-61.

74. Тритикале первая зерновая культура, созданная человеком. — М.: Колос, 1978.-284с.

75. Тырнов, B.C. Гаплоидия у растений: научное и прикладное значение / B.C. Тырнов. -М.: Наука, 1998. -53с.

76. Тырнов, B.C. Партеногенез у растений: классификация, закономерности, возможности прикладного использования /B.C. Тырнов // V Международная конференция «Геном растений». Одесса, 2008. - С.30-32.

77. Тюкавин Г.Б. Биотехнологические основы селекционной технологии моркови / Г.Б. Тюкавин: автореф. дис. .докт. биол. наук. -М., 2007. -50с.

78. Федорова, Т.Н. К вопросу о скрещивании гексаплоидных тритикале с гексаплоидными пшеницами / Т.Н. Федорова, И.Н. Поленова // Генетика. -1975. -Т.11, №7. С.5-10.

79. Федорова, Т.Н. Цитогенетические и биохимические особенности тритикале / Т.Н. Федорова. М: ВАСХНИЛ, 1978. - 43с.

80. Ходорцева, Л.Ф. Использование культуры зародышей и пыльников in vitro в создании селекционного материала у тритикале: автореф. дис. .канд. биол. наук / Л.Ф. Ходорцева. Минск, 1987. - 18с.

81. Цветков С. Возможности создания новых продуктивных вторичных Triticale путем гибридизации Triticale и Triticum aestivum L./C. Цветков // Тритикале: проблемы и перспективы. 4.2. Генетика и селекция тритикале. — Каменная Степь, 1976. — С.3-8.

82. Чистякова, В.Н. Гаплоиды неполных пшенично-пырейных амфидиплоидов, мягкой пшеницы и ячменя / В.Н. Чистячкова. М.,: МАКС-пресс, 2000. -355с.

83. Чистякова, В.Н. Место гаплоидии в интенсификации генетико-селекционных программ / В.Н. Чистякова // Тезисы 2-го съезда ВОГиС, 1-5 февр. 2000г. СПб, 2000. - С. 167.

84. Чистякова, В.Н. Роль биотехнологии в эффективности «гаплоидной» селекции у ярового ячменя / В.Н. Чистякова // Основные итоги научных исследований по сельскому хозяйству в Центральном районе

85. Нечерноземной зоны России (70 лет НИИСХ ЦРНЗ). М., — Немчиновка, 2001. - С.236-242.

86. Шамров, И.И. Эмбриоидогенный тип бесполого размножения и классификация аномалий на примере пшеницы / И.И. Шамров, Т.И. Дьячук, Т.Б. Батыгина // Биология культивируемых клеток и биотехнология. Новосибирск, 1988. - С.210-211.

87. Шевченко, В.Е. Цитогенетические исследования тритикале в связи с селекцией на продуктивность / В.Е. Шевченко, М.Д. Велибеков // Тритикале: проблемы и перспективы. 4.2. Генетика и селекция тритикале. Каменная Степь, 1976. - С.9-27.

88. Шерер, Н.В. Особенности гаплопродукции разных генотипов пшеницы: автореф. дис. . канд. биол. наук / Н.В. Шерер. — Одесса. — 1993.-19с.

89. Шишлов, М.П. Создание дигаплоидов зерновых культур и их использование в селекции / М.П. Шишлов, A.M. Шишлова, Н.П. Шишлова, Т.Ф. Семенова // Изв. Нац. Акад. наук Беларуси. Серия биол. наук. 2007, №2. - С.49-58.

90. Шкутина, Ф.М. Цитогенетический анализ 42-хромосомных пшенично-ржаных амфидиплоидов / Ф.М. Шкутина // Генетика, 1967. — №11. -С.16-29.

91. Шпилев Н.С. Селекция и возделывание сортов озимой гексаплоидной тритикале / Н.С. Шпилев : автореф. дис. .докт. с.-х. наук. Брянск. — 2001.-45с.

92. Шулындин, А.Ф. Генетические основы синтеза различных тритикале и их селекционное улучшение / А.Ф. Шулындин // Тритикале: изучение и селекция. JT., 1975. - С.53-56.

93. Щапова А.И. Закономерности преобразования геномной структуры пшенично-ржаных полигаплоидов ABDR / А.И. Щапова, JI.A. Кравцова, Т.А. Потапова // Генетика, 1987. Т.23. - №2. - С.295-301.

94. Цухия Т. Цитологическая стабильность тритикале / Т. Цухия // Тритикале первая зерновая культура, созданная человеком. — М., 1978. - С.80-105.

95. Aditya, P. Relative efficiency of anther culture and chromosome elimination techniques for haploid production in triticale x wheat and triticale x triticale hybrids. / P. Aditya, S. Gurdeep, S. Harinder // Euphytica. 2006. - V.150, № 3. - P. 339-345.

96. Agashe, S. Genetic analysis for anther culture response in wheat using aneuploid, chromosome substition and translocation lines / S. Agashe, B. Beshelier, J. de Buyser, Y. Henry and J.W. Snape // Theor. Appl. Genet.-1989.-V. 77.-P.7-11.

97. Andersen, S. B. The response of anther culture in a geneticaly wide material of winter wheat. / S.B. Andersen, L.K. Due, A. Olsen // Plant Breed. 1987. - V.99. -P.181-186.

98. Arzani, A. The effect of colchicine on triticale anther derived plants, microspore pretreatment and haploid plant treatment using a hydroponic system. / A. Arzani, N. Darvey // Euphytica. 2001. - V.122.- P. 235-241.

99. Bai, Y. Factors influencing tissue culture response of wheat anthers / Y. Bai // Plant Breed. 2001. - V.120. - P.239-242.

100. Bell, G.D. Investigation in the Triticinael 1. Colchicine techniques for chromosome doubling in interspecific and intergeneric hybridization / G.D. Bell // J. Agr. Sci. 1950. - V.40. - P. 9-18.

101. Bernar, S. In vitro androgenesis in hexaploid triticale — determination of physical conditions increasing embryoid and green plant production / S. Bernar // Z. Pflanzenzucht. 1980. - V.85. - P.308-321.

102. Buchuk, W. Wheat cultivar identification by gliadin electroforegrams. 1. Apparatus, methods and nomenclature / W.Buchuk, R. Zillmann // Canad. J. Plant Sci.- 1978. V58. - P. 505-507.

103. Budak, H.The effect of introgression of wheat D-genome chromosomes into "Presto" triticale / H. Budak, P.S. Baennziger, R.A. Graybosch, B.T.

104. Campbell, M. Shipman, M. Erayman, К. M. Eskridge // Euphytica, 2004. -Vol. 137. 2. -P.261-270.

105. Caredda, S.C. Plastid differentiation during androgenesis in albino and nonalbino producing cultivars of barley / S.C. CareddaC. Doncoeur, P. Devaux, R.S. Sangwan and C. Clement // Sex Plant Report. — 2000. — V. 13. -P.95-104.

106. Chaemi, M. Pollen derived plants from Fj hexaploid/tetraploid wheats / M. Chaemi, A. Sarraffi // Genet. And Breed 1994. - V.48. - P.87-93.

107. Chaemi, M. The effect of the "D" genome from synthetic wheat lines in anther culture response / M.Chaemi, A. Sarrafi // Plant Breed. —1994. V. 112. — P.76-79.

108. Charmet, G Origin of aneuploid plants obtained by anther culture / G. Charmet, S. Bernard, M. Bernard // Genome. —1986. V.28 (3). — P. 444452.

109. Chaudhary, H.K. Relative efficiency of different Graminae Genera for haploid induction in Triticale x wheat hybrids through the chromosome elimination technique / H.K. Chaudhary // Plant Breed. — 2005. V.124. -P.145-153.

110. Collins, G.M. Production and utilization of anther derived haploids in crop plants / G/М/ Collins // Crop. Sci. 1977. - V.17. - P.583-586.

111. Darvey, N.L. Doubled haploid technology: an interactiv model for germplasm enhancement / N/L/ Darvey // Proc. of the 9th Int. Wheat Genet. Symp. -Canada. Saskatoon. Saskatchevan, 1998. V. 1. - P. 148-151.

112. Datta, S.K. Androgenesis in cereals / S.K. Datta // Current trends in the embryology of angiosperms (Ed S.S. Bhojwani, W.Y. Soh.). — Dordrecht; Boston; Kluver, 2001. -P.471-488.

113. Datta, S.K. Artificial seeds in barley: encapsulation of microspore-derived embryoids / S.K. Datta, J. Potrykus // Theor. Appl. Genet. 1989. - V.77. -P. 820-824.

114. Datta, S.K. Isolated microspore derived plant formation via embryogenesis in Trtiticum aestivum L. / S.K. Datta, G. Wenzel // Plant Science. -1987. —V.48. P. 49-54.

115. Djatchouk, T.I. The influence of Rht-genes on wheat anther culture / T.I. Djatchouk, O.V. Tkachenko, Yu. V. Lobachev // Ann. Wheat Newsletter. Kansas State University (USA), 1998. V.44. - P. 169.

116. Djatchouk, T.I. Response of different wheat species in anther culture / T.I. Djatchouk, S.V. Stolyarova Ann. Wheat Newsletter— 1996. V.42. - P. 175-176.

117. Dunwell, J.M. Embryogenesis from pollen in vitro / J.M. Dunwell // Biotechnology in Plant Science. Relevance to Agriculture in the eighties: Acad. Press, 1985. -P.49-76.

118. Ekiz, H. Preliminary diallel analysis of anther culture response in wheat (Triticum aestivum L.) / H. Ekiz, C.F. Konzak // Plant Breed. 1994. -V.l 13. -P.47-52.

119. Finnegan, E.J. DNA methylation, a key regulator of plant development and other processes / EJ. Finnegan, E.S. Peacock, E.S. Davis // Cur. Opin. Gen. Dev.—2000. V.l0. - P. 217-223.

120. Finnie, S.J. The effect of harboydrate composition and concentration on anther culture response in barley (Hordeum vulgare L.) / SJ. Finnie, W. Powe, A.F. Duer // Plant Breed. 1989. - V.l0. - P. 110-118.

121. Foroughi-Wher, B. In vitro microspore reaction of different german wheat cultivars / B. Foroughi-Wher, F.J. Zeller // Theor. Appl. Genet. 1990. -V.79. - P.56-64.

122. Forougi-Wher, B. On the genetic improvement of androgenetic haploid formation in barley Hordeum vulgare L. / B. Foroughi-Wher, W. Friedt, G. Wenzel // Theor. Appl. Genet. 1982. - V.62. - P.233-239.

123. Gonzalez, J.M. Microspore development during in vitro androgenesis in triticale / J.M. Gonzalez and N. Jouve // Biologia Plantarum. 2005. -V.49(l). - P. 23-28.

124. Gonzalez, M. Analysis of anther culture response in hexaploid triticale // M. Gonzale, I.Hernadez, N. Jouve // Plant Breed.- 2006. V.116. - P.302-304.

125. Goorg, H.A. Direct generation of wheat haploids via anther culture // Crop. Sci.- 1987. -V.27. P.330-339.

126. Gustafson, V. Isolated wheat microspore culture / V.Gustafson, P. Baenzieger, M. Wright, W. Stroup // Plant Cell Tissue Organ Culture. -1995. V.42.-P.207-213.

127. Hassavi, S. Production of doubled haploids from some Jordan wheat cultivars via anther culture / S. Hassavi, I. Qrunfich , N. Dradkah // J. of food, Agriculture and Environmental. 2005. - V.3. - P. 161-164.

128. He, P. Analysis of qualitive trat loci with contribute to anther culturability in rice Oiysa sativa L. / P. He, S. Lu, I. Xhu // Molecular Breed. 1998. -V.4.-P. 165-172.

129. Heberle-Bors, E. In vitro haploid formation: a critical review / E. Heberle-Bors//Theor. Appl. Genet. 1985. - V.71. - P.361-374.

130. Henry, Y. Genetic analysis of in vitro plant tissue culture responses and regeneration capacities /Y. Henry , P. Vain, J. de Buyser // Euphytica,. — 1994. V.79. -P.45-48.

131. Higgins, P. The effect of 4B chromosome of hexaploid wheat on the growth and regeneration of callus cultures / P. Higgins, R. Matthias // Theor. Appl. Genet. 1987. V.74. -P.439-444.

132. Ни, T. Improvement of isolated microspore culture of wheat (Triticum aestivum L.) through ovary co-culture / T. Hu, K.J. Kasha // Plant Cell Reports. 1997.-V. 16.-P. 520-525.

133. Hu, H. In vitro induced haploids in plant genetic and breeding / H. Ни, X. Guo // Morphogenesis in plant tissue cultures. Dorddrecht: Kluver, 1990. -P.329-361.

134. Huang, B. Wheat anther culture: effect of temperature / B. Huang // Biotechnology in agriculture and forestry (Wheat) (ed. by Bajaj Y.P.S.). Springer-Verlag: Berlin-New York -Току, 1990. V. 13. - P.403-415.

135. Immonen, S. Androgenetic green plants from winter rye of diversed origin / S. Immonen//Plant Breed. -1999. -V. 118. -P.319-332.

136. Immonen, S. Stress treatment and ficoll for improving green plant regeneration in triticale anther culture / S. Immonen // Ibid. -2000. -V.150. -P.77-84.

137. Inger, K. Plant regeneration through culture of isolated microspore of Triticum aestivum L. / K.Inger, D. Tuvesson, R. Ohlund // Plant Cell Tissue Organ Culture. 1993. - V.34. - P. 163-167.

138. Karsai, J. The effect of in vivo and in vitro treatment on anther culture response of triticale x wheat hybrids / J. Karsai, L. Bedo, G. Kovacs, B. Barnabas // Genet. Breed. 1994. - V.48. - P.357-360.

139. Kasha, K.J. Haploids in cereal improvement: anther culture and microspore culture / K.J. Kasha, A. Ziaddin, U.H. Cho //. In: Gustafson J.P. (ed) Gene manipulation in plant improvement 11. Plenum Press. — New-York, 1990. -P.213-235.

140. Katto M.C. PCR-based marker for targeting small rye segments in wheat background / M.C. Katto, T.R. Endo, S.A. Nasuda // Genes and Genetic Systems. 2004. -V. 79. No.4. - P.245-250.

141. Kiewicz S. Efficient production of spontaneous and induced doubled haploid triticale plants derived from anther culture / S. Kiewicz, A. Jarzina, A. Ponitka // Cereal Res. Com., 2003. - V.31. P.289-296.

142. Korzun, V. Cereals breeding and genomics bridging together / V. Korzun // Intern. Sci. Conf. "Molecular genetics, genomics and biotechnology": Proceedings. - Minsk, 2004. - P. 18.

143. Krolov K.D. Cytologische Untersuchungen an Kreuzungen zwischen 8x und 6x Triticale. 11. Untersuchungen an F2 (meiosis), F3 und F4 Pflanzen / K.D. Krolov // Z. Pflanzenzucht. 1969. -V.62. -P.311-342.

144. Kuhlman, U. Production of doubled haploid lines in frequencies sufficient for barley breeding programs / U. Kuhlman, B. Foroughi-Wher // Plant Cell Reports. -1989. -V.8. P. 78-81.

145. Kumlay A.M. Understanding the effect of rye chromatin in bread wheat / A.M. kumlay, P.S. Baenzieger, K.S. Gill, D.R. Shelton, R.A. Graybosch, A.J. Lukaszewski, D.W. wesenberg //Crop Sci. 2003. -V. 43. - P. 1643-1651.

146. Lazar, M.D. Immature embryo and anther culture of chromosome eddition lines of rye in Chinese spring wheat / M.D. Lazar, Т.Н. Chen, G.J. Scooles, K.K. Kharta //Plant Sci. 1987. - V.51. -P.77-81.

147. Lee, J.H. Detection of rye chromosome 2R using the polymerase chain reaction and sequence-specific DNA primers / J.H. Lee, R.A. Greybosch, D.J. Lee //Genome. 1994. - V.37. - P.19-22.

148. Lelley , T. Desynapsis as a possible source of univalents in metaphase 1 of Triticale / T. Lelley // Pflanzenzucht. 1974. - Bd.73. - S.249-258.

149. Lelley, Т. Identification of univalents and rod bivalents in Triticale with Giemsa / T. Lelley // Z. Pflanzenzucht. 1975. - Bd.75. - H.3.- S. 252-256.

150. Lorenz, I. Ergebnisse zur induction der androgenetischer Entwicklung in Winterroggenantheren /1. Lorenz // Arch. Zuchtungsforsch., Berlin. -1989. -B.19. -S.415-420.

151. Luckett, D.J. Doubled haploid production by anther culture for Australien barley breeding / D.J. Luckett, R.A. Smithard // Australian J. Agri. Research. -1992.-V.43.-P. 67-78.

152. Lukaszewski, A.J. Cytogenetically engineering rye chromosome 1R to improve bread-making quality of hexaploid triticale / A.J. Lukaszewski // Crop. Sci., 2006.-V. 46(5). -P.2183-2194.

153. Lukaszewski, A.J. Registration of six germplasms of bread wheat having variations of cytogenetically engineered wheat-rye translocation 1RS.1BL / A.J. Lukaszewski // Crop. Sci., 2003. V.43. - P. 1137-1138.

154. Martinec, P. Agronomic and quality characteristics of triticale (X Triticosecale Wittmack) with HMW glutenin subunits 5+10 / P. Mattrtinec, M. Vinterovac, I. Buresovaa, T. Vyhnanekc // J. of Cereal Science. -2008. Vol. 47.-Issue l.-P. 68-78.

155. Martinez, I.M. Study of androgenetic performance and molecular characterization of a set of wheat-rye addition lines /1. Martinez, M. Bernard, P. Nicolas and S. Bernard S. // Theor. Appl. Genet. 1994. - V.89. - P. 982990.

156. Mathias, R.J. The effect of specific chromosome and cytoplasmic substitions on the tissue culture response of wheat (Triticum aestivum L.) callus / R.J. Mathias, K. Fikui // Theor. Appl. Genet. 1986. - V.71. -P.797-800.

157. Mathias, R.J. In vitro expression of genes affecting whole plant phenotype — the effect of Rht-Gai alleles on the callus culture response / R.J. Mathias, A. Boyd // Plant Breed. -1988. V.l00. - P. 143-151.

158. Moieni, A. The effects of giibberellic acid, phenylethylenamine, 2,4-D and genotype on androgenesis in hexaploid wheat (Triticum aestivum L.) // Cereal Research Com. 1996. - V.24. - P. 139-143.

159. Moieni, A. Genetic improvement of androgenetic haploid formation in hexaploid wheat / Moieni A., Sarrafi S. // Cereal Research Com. -1997. -V.25. -P.232-234.

160. Muller, G. Fie Nutzung der Antherenkulturmethode im Zuchtprozes von Winterweizen. 1. Zur Androgenesefahigkeit von 1B-1R Weizen-Roggen Translokationsformen / G. Muller, H. Borshel, U. Vahl, A. Wiberg // Plant Breed. 1989. -V. 102. - P. 196-207.

161. Muntzing, A. Experience from work with induced polyploidi in cereals in Svolof. 1886 -1946, History and present problems (ed. Akerman A., Tedin Q. and Froier K), 1946. - P.324-337.

162. Murigneux, A. Genotypic variation of quantitative trait loci controlling in vitro androgenesis in maize / A. Murigneux, S. Bentolila, T. Hardi, S. Baud, H. Juien // Genome. 1994. - V.37. - P. 970-976.

163. Niemirovitcz-Szezytt, K. Excessive homozygosity in doubled haploids — advantages and disadvantages for plant breedinf and fundamental research / K. Niemirovitcz-Szezytt // Acta Physiol. Plantarum. -1997. V.19. - P. 155167.

164. Ono, H. Anther culture of triticale / H. Ono, E.N. Larte // Crop Sci. -1976.-V.16.-P. 120-122.

165. Orlikovska, T. Induction of androgenesis in vitro in Secale cereale and Triticale / T. Orlikovska // Genet. Pol., 1977.- V.18.- P.51-59.

166. Orshinsky, B.R. Effect of plant growth conditions, plating density and genotype on the anther culture response of soft white spring wheat hybrids / B.R. Orshinsky, R.S. Sadasivaiah // Plant Cell Reports. 1997. - V.16. - P. 758-762.

167. Orshinsky, B. Improved embryoid induction and green shoot regeneration from wheat anthers cultured in medium with maltose / B.Orshinsky, L.

168. McGregor, I. Johnson, P. Hucle // Plant Cell Reports. 1990. - V.9. - P.365-369

169. Ouyang, S. The response of anther culture to culture temperature in wheat Triticum aestivum L. / S. Ouyang, M. Zhou, S.E. Jia // Theor. Appl. Genet. -1983. -V.66. -P.101-109.

170. Ozgen, M. The effect of hybrid vigor on callus induction and plant regeneration from mature embryo culture of barley (Hordeum vulgare L.) / M. Ozgen, M.A. Birsin, S. Onde // Plant Cell Tissue and Organ Culture. -2005.-V. 82. -P.67-74.

171. Pane, P.I. Genetics of wheat storage proteins and the effect of allelic variation on breadmaking quality / P.I. Pane // Annu. Rev. Plant Physiol., -1987.-V. 38. -P. 141-153.

172. Pauk J. In vitro androgenesis of triticale in isolated microspore culture / J. Pauk, M. Puolimatka, K. Lokos // Plant cell, tissue and organ culture. -2000. V.61 (3).-P. 221-229.

173. Pershina, L.A. The production of haploids in barley-wheat hybrid progenies under anther culture and hybridization with maize / L.A. Pershina, L.I. Belova, E.P. Devyatkina, O.M. Numerova // Proc. of the 11th EWAC Conf. Novosibirsk, 2000. - P. 150-153.

174. Picard, E. Chlorophyllian, anthocianic and albinos Triticum durum plantsderived from isolated microspore culture / E. Picard, P.Tourain, A.th

175. Ambroise, J. De Buyser // Proc. of the 9 Wheat Genet. Symp. — Saskatoon (Saskatchevan), 1998. V.3. - P.44-45.

176. Picard, E. Significant improvement of androgenetic haploid and doubled haploid induction from wheat anthers treated with a chemical hybridization agent / E. Picard, C. Hours, S. Gregoure // Theor. Appl. Genet. 1987. - V. 74. -P. 289-297.

177. Ponitka A. The effect of liquid and solid medium on production of winter triticale (x triticosecale) anther-derived embryos and plants // Cer. Res/ Com.- 2007(35).-P.l5-22.

178. Raquin, C. Utilization of different sugars of carbon sourses for in vitro anther culture of Petunia / C. Raquin // Z. Pflanzenphysiology. 1983. - P. 453-457.

179. Reynolds, T. A cytological analysis of microspores of Triticum aestivum (POACEAE) during normal ontogeny and induced embryogenic development / T. Reynolds // Amer. J. of Botany. -1993. V.80. — P. 569576.

180. Riley, R. Meiotic chromosome pairing in Triticale / R. Riley, Т.Е. Miller // Nature. -1970. -V.227. P.82-83.

181. Salomon, M.V. Performance of dihaploid wheat lines obtained via anther culture / M.V. Salomon, C.E. Camargo, P. Amando, J. Azevedo // Sci. Agricola. 2003. -V.60. - P.43-50.

182. Schumann, G. In vitro haploid formation in Triticale / G. Schumann // Biotechnology in agriculture and forestry. V.13. Wheat, (ed. By Bajaj P.S.). Springer-Verlag: Berlin-Heidelberg, 1990. -P.383-401.

183. Schumann G. Zur Morphologie und Entwicklung androgenetischer Makrostrukturen in Antherenkulturen von Triticale / G. Schumann // Arch. Zuchtungsforsch., -1987. S. 245-257.

184. Simonson, R.L.Wheat anther culture as affected by various cultural changes and supplements / R.L. Simonson, P.S. Baenzieger, V.D. Gustafson // J. Appl. Genet. 1997. - V.38. - P. 381-392.

185. Scoles, G.J. The cytology and cytogenetics of Triticale / G. J.Scoles, P.J. Kalisikes //Pflanzenzucht., 1976. -Bd.76 -H.1. - S. 11-18.

186. Shapova, A.I. The production of wheat-rye substition lines bbbbby using the Giemsa staining technique. // AIII Shapova, Kravtsova L.A. // Cereal Res. Commun.

187. Sorvari, S. Influence of sucrose and melibiose on barley anther culture in starch media / S. Sorvari and Q. Achieder // Plant Breed. 1987. -V.99. -P. 164-171.

188. Sun, S. Cell devision and differentiation of pollen grains in Triticale anthers cultured in vitro / S. Sun, S. Wang and C. Chu // Sci. Sinica. — 1974. -V.l 7. -P.47-54.

189. Sun, Z.X. Effect of maltose on efficiency of anther culture of rice / Z.X. Sun, S.H. Cheng, Z.Y. Zhang // Chinese J. Rice Sci. 1993. - V.7. - P. 227231.

190. Sunderland, N. Multicellular pollen formation in cultured barley anthers / N. Sunderland, L. Evans // J. Exp. Bot. 1980. - V.31.-P.501-514.

191. Thomas J.B. Experimental approaches to the problem of univalents in triticale / J.B. Thomas // Cer. Res. Com. -1974. V.2 (1). - P. 5-10.

192. Torp, A.M. Chromosomal regions associated with green plant regeneration in wheat (Triticum aestivum L.) anther culture // A.M. Torp, A.I. Hansen, S.B. Andersen //Eupytica. 2001. - V. 119. -P.377-387.

193. Torp, A.M. Genetic markers for haploid formation in wheat anther culture / A.I. Torp, S.B. Hansen, S.B. Andersen // Proc. of the 9th Int. Wheat Genet. Symp. Saskatoon/Saskatchevan (Canada), 1998. -V.3. P.150-161.

194. Trotier, M.-S. Comparison of media for their aptitude in wheat anther culture / M.-S. Trotier, J. Collin, A. Comeau // Plant Cell Tissue Organ Culture. -1993. V.35. - P.59-67.

195. Touraev, A. Efficient microspore embryogenesis in wheat (Triticum aestivum L.) induced by starvation at high temperarure / A. Touraev, A. Indrianto, I. Wratschko, E. Heberle-Bors // Sex Plant Repr. 1996. - V.9. -P. 209-215.

196. Trottier, M.-C. Comparison of media for their aptitude in wheat anther culture / M.-C.Trottier, J. Collin, A. Comeau // Plant Cell Tissue Organ Culture. -1993. V.35. - P.59-67.

197. Tsunewaki, К. Wheat haploids through Salmon method / K. Tsunewaki, Y. Mukai // Biotechnology in agriculture and forestry (ed. by Bajaj Y.): Springer-Verlag. Berlin-Heidelberg, 1990. V.13. - P. 460-477.

198. Tuvesson, K. Large-scale production of wheat and triticale doubled haploid through the use of a single-anther culture method / K. Tuvesson, A. Ljunberg, N. Johansson, K. Karlsson // Plant Breed., 2000. V.l 19. - P.455-459.

199. Tuvesson, K. Nuclear genes affecting albinism in wheat (Triticum aestivum L.) anther culture / I.K.D. Tuvesson, S. Pedersen, S.B. Andersen // Theor. Appl. Genet. 1989. -V.78. - P. 879-883.

200. Tuvesson, K. Plant regeneration through culture of isolated microspores of Triticum aestivum L. / K. Tuvesson, R. Ohlund .// Plant Cell Tissue Organ Culture. -1993. V.34. - P. 163-167.

201. Vasil, I.K. Androgenetic haploids / I.K. Vasil // International Review of cytology. -N-Y; L: Acad. Press. 1980. - P. 195-223.

202. Wang, M. Insights into a key developmental switch and its importance for efficient plant breeding / M. Wang // Plant Physiol. 2000. - V.l24. -P.523.-530.

203. Weimark A. Cytogenetic behaviour in octoploid Triticale. 1. Meiosis, aneuploidy and fertility / A. Weimark // Hereditas. -1973. V.74. - P.103-118.

204. Xe, P. Analysis of qualitative trait loci with contribute to anther culturability in rice Oriza sativa L. / P. Xe, S. Lu, L. Xhu // Molecular Breed. 1998. - V.4. - P. 165-172.

205. Xynias, I.N. Effect of cold pretreatment and incubation temperature on bread wheat (Triticum aestivum L.) anther culture / I.N. Xynias, I.A. Zamani, E. Goul-Vavdinoudi, Roupakias // Cereal Res. Com. 2001. - V.29. -№3.-P.331-338.

206. Yildrim, M. Relations among anther culture ability and some field based characters in wheat / M. Yildrim, B. Bahar, A. Geng, R. Hatipoglu, I. Atis // American-Eurasian J. Agr. and Environ. Sci. 2008. - V. 4(1). - P.30-33.

207. Zhuo, L.S. Phenylacetic acid stimulation of direct shoot formation in anther culture and somatic cultures of rice (Oryza sativa L.) / L.S. Zhou // Plant Breed. 1996. - V.l 15. - P. 295-300.

208. Zillinsky, F.J. Progress in developing Triticale as an economic crops / F.J. Zillinsky, N.E. Borlaug // CIMMYT Res. Bui., Mexico. 1971, - V.l7. -P. 71-74.