Внутривидовая изменчивость зародышевых мешков покрытосеменных растений

Еналеева, Наталия Хамзяновна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Внутривидовая изменчивость зародышевых мешков покрытосеменных растений
ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Внутривидовая изменчивость зародышевых мешков покрытосеменных растений"

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

ЕНАЛЕЕВА

ол

Наталия Хамзяновна

ВНУТРИВИДОВАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ЗАРОДЫШЕВЫХ МЕШКОВ ПОКРЫТОСЕМЕННЫХ РАСТЕНИЙ: ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ (на примере Мсойапа ЮЬасит Ь.)

03.00.15 - генетика 03.00.05 - ботаника

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

№

А-

Санкт-Петербург 2000

Работа выполнена в отделе генетики и цитологии Ботанического сада Саратовского государственного университета им. Н.Г.Чернышевского

Научный консультант:

доктор биологических наук, профессор Тырнов B.C.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

профессор Батыгина Т.Е.

доктор биологических наук, профессор Смирнов В.Г.

доктор биологических наук Гавриленко Т. А.

Ведущее учреждение:

Институт общей генетики им. Н.И.Вавилова

Защита диссертации состоится 14 декабря 2000 г. в 14 часов на заседании Диссертационного совета Д.063.57.21. по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора биологических наук в -Санкт-Петербургском государственном университете по адресу: 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб. 7/9, кафедра генетики и селекции, аудитория №1.

С диссертацией можно ознакомиться в центральной научной библиотеке Санкт-Петербургского государственного университета.

Автореферат разослан " 9 " ноября 2000 г.

Ученый секретарь

Диссертационного совета Д.063.57.21 к.б.н. JI.A. Мамон

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы Разработка проблемы генетической регуляции систем размножения растений имеет важное теоретическое и прикладное значение. Выявление закономерностей, лежащих в основе проявления и наследования признаков репродуктивных структур способствует решению многих актуальных задач генетики и селекции растений, связанных, в частности, с вопросами стерильности, гибридизации, изменения уровня плоидности, создания гомозиготных форм, закрепления гетерозиса путем перевода на апомиксис. В настоящее время получена информация по генетике цветения (Okada et al., 1994), мейоза (Голубовская, 1975; Golubovskaya, 1989; Соснихина и др., 1994), развития мужского гаметофита (Mascarenhas, 1990), эмбрио- и эндоспермогенеза (Meinke, 1985, 1997; Sheridan, Neuffer 1986; Sheridan, Clark, 1993; Olsen et al., 1995; Cerioli et al., 1995), цитологическому эффекту некоторых мутаций на стадии ме-гаспороцита (Батыгина и др., 1994; Батыгина, Воронова, 2000).

Женский гаметофит или зародышевый мешок (ЗМ), является ключевым элементом системы размножения. В нем происходит оплодотворение и разви-тиа зародыша и эндосперма, и по сути ЗМ выполняет роль связующего звена между двумя поколениями, обеспечивая непрерывность наследственной информации; от особенностей формирования и функционирования ЗМ в значительной степени зависит не только гарантия передачи этой информации, но и генетическая конституция потомства. Однако, лишь единичные работы посвящены генетическому исследованию женского гаметофита (см. обзор Drews et al., 1998).

Существенным препятствием к изучению генетического контроля развития ЗМ являются методические трудности его визуализации. Вследствие расположения ЗМ под непроницаемыми слоями клеток в завязи требуется применение специальной довольно трудоемкой техники приготовления препаратов для микроскопирования.

Разработанная нами ускоренная методика вычленения зародышевых мешков (Еналеева и др., 1972) в сочетании с техникой просветлении семяпочек (Herr, 1971) значительно упрощает процедуру микроскопического анализа и пелает реальным генетическое исследование ЗМ.

Один из перспективных подходов к этому может заключаться в изучении [ютенциальной фенотипической изменчивости ЗМ. Как известно, изменчи-зость является универсальным свойством, проявляющемся на всех уровнях организации живого, и эффективный эвристический прием состоит в изучении сарактера варьирования в пределах конкретного вида. На этой основе может Зыть получена информация, проливающая свет на проблемы морфогенеза, ис-орического развития, дискретности признаков, а также могут быть выявлены [>акты, представляющие практический интерес.

Развитие ЗМ (мегагаметофитогенез), как и любой другой формообразовательный , процесс, реализующийся по определенной программе, является результатом последовательной экспрессии генов, а значит, признаки зрелого ЗМ, являющегося итогом этого развития, наследственно обусловлены. Конечную структуру ЗМ можно представить как суммарный эффект неких элементарных морфогенетических актов, согласованное и сбалансированное осуществления которых приводит к формированию типичного (= нормального) для конкретного вида растений ЗМ. В этом случае следует ожидать, что "выключение" или изменение фенотипического проявления хотя бы одного из составляющих его элементарных событий приведет к разбалансированности или "сдвигу" данной развивающейся системы, в результате чего финальная структура окажется измененной. Характер изменения, то есть морфологический тип ЗМ и степень его отклонения от нормы, вероятно, будут зависеть от того, какие процессы и на каком этапе развития были модифицированы. Это означает, что в результате анализа полиморфизма структурной организации ЗМ могут быть выявлены его дискретные признаки, то есть, морфологические единицы или фены, имеющие собственный генетический контроль.

Как известно, аналогичный прием, заключающийся в расчленении («дис-секции») морфогенетического процесса на отдельные составляющие его фрагменты, широко используется в экспериментальной биологии. Практически он заключается в анализе внутривидового разнообразия, выделении уклоняющихся фенотипов и последующем их изучении. Источником фенотипиче-ской вариабельности могут быть спонтанные или индуцированные мутации разного типа, рекомбинации и модификации (изменения признаков, обусловленные факторами внешней среды). Из выделенных форм с наследственными морфологическими (или иными) изменениями составляются генетические коллекции.

Исходя из этой схемы, программа исследования закономерностей развития ЗМ должна включать определение потенциала внутривидовой изменчивости его морфологической организации, выявление форм с изменениями конкретных признаков и создание коллекции гаметофитных мутантов.

Цель данной работы состояла в изучении фенотипической изменчивости зародышевого мешка табака и оценке перспектив ее использования для выявления цитологических и генетических закономерностей мегагаметофитогенеза.

В задачи исследований входило:

1. Установить диапазон изменчивости ЗМ в экспериментально полученном материале (на основе мутагенеза, гаплоидии in vitro и in vivo, межвидовой гибридизации), а также в некоторых, коммерческих сортах и формах табака с ЦМС и выявить специфику вариаций в зависимости от генотипа.

2. Получить формы с изменениями отдельных признаков ЗМ и создать коллекцию гаметофитных мутантов.

3. Провести подробное цитоэмбриологическое и генетическое изучение экспериментально полученного гаметофитного мутанта, характеризующегося стабильным фенотипическим проявлением.

4. Исследовать закономерности модификационной изменчивости ЗМ. Установить диапазон морфологической изменчивости ЗМ, индуцированной влиянием температурного фактора (с использованием методов in situ и изолированных завязей in vitro).

5. Изучить функциональные особенности экспериментально реконструированных ЗМ на основе цитологического анализа оплодотворения. Исследовать возможность реализации полиэмбрионии и гаплоидии у растений с индуцированными «эмбриологическими предпосылками» этих явлений.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту.

1. Морфологическая структура ЗМ может специфически изменяться под влиянием генетических и паратипических факторов. Существует принципиальная возможность получения и сохранения в коллекции форм с мутациями, изменяющими проявление конкретных признаков мегагаметофита: числа ядер, целлюляризации, дифференциации клеток.

2. В основе изменения структурно-функциональной организации ЗМ могут лежать мутации, проявляющиеся на стадии мейоза. Выделенная нами мутация Dsyl, вызывающая специфический десинапсис по одной хромосоме, и как следствие - ее утрату в ходе мейоза, является причиной формирования анеуп-лоидных мегаспор. Отсутствие хромосомы в МКЗМ в свою очередь приводит к выпадению или аномальному протеканию митозов в ценоцитной фазе мегага-метофитогенеза и нарушению функциональной специализации клеток ЗМ.

3. Морфологическое проявление признаков ЗМ может быть модифицировано влиянием экстремальных температур. В основе значительного совпадения спектров двух типов изменчивости - генотипической и модификационной -лежат единые цитологические механизмы преобразования признаков ЗМ.

4. Изолированные завязи in vitro являются удобной модельной системой для исследования модификационной изменчивости ЗМ. Возможность изменения морфологического проявления ряда признаков ЗМ путем варьирования состава питательной среды открывает перспективы разработки физиолого-биохимического аспекта мегагаметофитогенеза.

5. Экспериментально вызванное нарушение морфологической структуры зародышевых мешков (путем мутаций или модификаций) может изменять ход оплодотворения и генетическую конституцию потомства, что позволяет использовать индуцированную изменчивость в качестве инструмента для исследования закономерностей оплодотворения, а также в прикладных целях, в частности, для получения гаплоидов.

Научная новизна.

Впервые на основе обширного эмбриологического анализа генотипически разных форм Nicotiana tabacum L. установлен диапазон внутривидовой измен-

чивости ЗМ и дана классификация их морфологических типов. Выявлена специфика струюурных аномалий ЗМ и их частота у отдельных растений линий, сортов, форм с ЦМС, радиомугангов, гаплоидов и межвидовых гибридов.

Впервые на N. tabacum L. показана возможность экспериментальной индукции мутаций, затрагивающих проявление конкретных гаметофитных признаков (число элементов, цитокинез, характер дифференциации) и создания на их основе генетических коллекций. Получено фактическое доказательство длительного сохранения выделенных гаметофитных мутантов с использованием методов in vivo и in vitro.

Впервые получена мутация (Dsyl), вызывающая специфический десинап-сис и как следствие - утрату конкретной хромосомы в инициальной клетке ЗМ. Установлен характер наследования мутации и ее цитологический эффект на этапе формирования микро- и мегагаметофитов. Впервые показано, что мейо-тические мутации могут быть использованы как инструмент для вычленения вклада гаметофитных факторов в мегагаметофитогенез.

Впервые установлен диапазон модификационной изменчивости, индуцированной внешними факторами, и показана специфика структурных нарушений ЗМ при воздействии экстремальными температурами во время его развития. Основной эффект пониженных температур заключается в формировании ЗМ с яйцеклеткоподобными синергидами (обеими или одной) и ЗМ с уменьшенным числом элементов, повышенных - в формировании ЗМ с синергидоподобной яйцеклеткой, с увеличенным числом элементов, в подавлении слияния полярных ядер.

Впервые показана принципиальная возможность использования культуры изолированных завязей in vitro в качестве модельной системы для изучения модификационной изменчивости ЗМ. Установлено, что состав питательной среды может влиять на проявление признаков развивающегося ЗМ.

Впервые показано, что экспериментально вызванное изменение степени разрастания ЗМ в процессе мегагаметофитогенеза взаимосвязано с числом ядерных делений и характером дифференциации клеток яйцевого аппарата. Обосновано предположение, что в основе этих явлений лежат универсальные морфогенетические закономерности, а именно - корреляции и позиционная информация.

Впервые на Nicotiana tabacum доказано, что экспериментально индуцированные (путем мутаций или модификаций) структурные изменения ЗМ могут служить цитологической основой полиэмбрионии и гаплоидии.

Научно-практическая значимость.

Полученные фактические данные о структурных вариациях ЗМ, индуцированных разными факторами, способствуют выявлению общебиологических закономерностей. Дальнейшее исследование материала с применением методов цитохимии, электронной микроскопии и молекулярной биологии позволит по-

нять механизмы, лежащие в основе некоторых «элементарных» цитологических и морфогенетических процессов и явлений.

Созданные на основе индуцированного мутагенеза и сохраненные в коллекции формы Nicotiana tabacum с измененной структурой ЗМ (уменьшенное или увеличенное число элементов, аномальная дифференциация, ценоцитное состояние) являются уникальным экспериментальным материалом, который может найти применение при исследованиях в разных аспектах эмбриологии и генетики развития.

Экспериментально доказанная возможность использования культуры изолированных завязей in vitro в качестве модельной системы для изучения развития ЗМ открывает широкие перспективы для выявления закономерностей его модификационной изменчивости, индуцированной воздействиями экзогенных факторов.

Установленная возможность возникновения двоен типа 2п-п в потомстве форм табака с экспериментально индуцированными аномалиями ЗМ открывает перспективы использования внутривидовой изменчивости ЗМ в качестве инструмента для получения гаплоидов в практических целях.

Результаты исследований и материалы диссертации могут быть использованы специалистами, работающими в области эмбриологии, генетики и цито-генетики, а также при чтении лекций по этим специальностям в ВУЗах.

Апробация работы.

Результаты исследований были представлены на Всесоюзных и Международных симпозиумах по эмбриологии растений (Москва, 1973; Киев, 1978; High Tatra, Rackova dolina, 1982; Ташкент, 1983; Телави, 1984; Кишинев, 1987; Ленинград, 1990), XII Международном ботаническом конгрессе ( Ленинград, 1975), Всесоюзнзных и Международых конференциях по культуре тканей и клеток растений (Абовян, 1979; Кишинев, 1983; Olomouc, 1984; Москва, 1985; Minnesota, 1986; Новосибирск, 1988), Всесоюзной конференции "Рекомбиноге-нез и его значение в эволюции и селекции" (Кишинев, 1985), совещаниях по филогении растений (Москва, 1986, 1999), съездах ВОГИС (Москва, 1987; Минск, 1992; Саратов, 1994; Санкт-Петербург, 2000), совещании по проблемам размножения цветковых (Пермь, 1987), Республиканской конференции "Га-метная и зиготная селекция растений" (Кишинев, 1987), симпозиуме "Генетика развития растений и животных" (Ташкент, 1990), IV Всесоюзной научной конференции "Экологическая генетика растений, животных, челове-ка"(Кишинев, 1991), Международном симпозиуме по апомиксису у растений (Саратов, 1994), Международной конференции по анатомии и морфологии растений (Санкт-Петербург, 1997); конференции "Animal and Cell Biology" (Canterbury, 1997); II(X) съезде Русского ботанического общества (Санкт-Петербург, 1998).

Публикации. По материалам диссертации опубликована 73 работы.

Объем и структура работы. Работа изложена на 350 страницах и состоит из введения, обзора литературы, 7 глав экспериментальной части, обсуждения, заключения, выводов, списка литературы, включающего 396 наименований, приложения; иллюстрирована 46 таблицами, 64 рисунками, 118 микрофотографиями.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Материал для выявления внутривидовой изменчивости ЗМ Сорта Nicotiana tabacum L. из коллекции Всесоюзного института табака и махорки (ВИТИМ), г.Краснодар: Гавана-Коннектикут 2379, Дюбек-44 a.v., Дю-бек 566, Лехия 384.2, Вирджиния 369.4, Трапезонд, Самсун 959.

Линии, полученные в отделе генетики и цитологии Ботанического сада СГУ на основе гаплоидов с использованием культуры изолированных пыльников: СГ-3, БГ-6, ДГ-1, ДАГ-16; с использованием культуры изолированных и облученных пыльников: БГ-5, БГ-141/4 , СГ-164. Растения, полученные после облучения завязей на стадии неоплодотворенных зрелых ЗМ. Линии с ЦМС из коллекции ВИТИМ: Hl MC N.debneyi х Самсун 959(9); 48а MC N.megalosiphon х Дюбек 566(8); Н55 MC N. tabacum х Дюбек 566(5); Н5б MC N. suaveoleus х Самсун 959(6); Н49а MC N plumbaginifolia х Дюбек 566(10); Н59 MC N.glauca х Дюбек 566(5). Гаплоиды: МГ-32, АГ-145, АГ2-141.Потомство гаплоидов. Гибриды N. tabacum х N. sylvestris и их потомство.

Методы культуры in vitro Получение андроклипных гаплоидов и реституционных диплоидов Пыльники в стерильных условиях изолировали на стадии микроспоры и культивировали на среде MC с добавлением агар-агара, 2% сахарозы, ИУК (0,1мг/л) и кине-тина (0,2 мг/л).

Культивирование изолированных завязей. Завязи вычленяли из стерилизованных диацидом бутонов и помещали в пробирки с твердой питательной средой. Экспланты выращивали в полной темноте при 25° С в течение 1-7 суток. В каждом варианте анализировалась выборка семяпочек из 5-10 завязей.

Состав использованных питательных сред: №1 (агар 7г/л), №2 (агар 7г/л; сахароза 20г/л; Fe-хелат 5 мг/л), №3 (состав среды №2; микро- и макросоли по Мурасиге и Скугу; витамины Bl, В6 0,5 мг/л; РР ]мг/л; мезо-инозит 100 мг/л); №4 (состав среды №3; ИУК 0,1 мг/л), №5(состав среды №3; ИУК 1 мг/л; БАП 2мг/л), №6 (состав среды №5; дрожжевой экстракт 500 мг/л; гидролизат казеина 500 мг/л). Во всех вариантах сред рН=5,8.

Микроклональное размножение растений. Листовые диски после стерилизации высаживали на питательную среду MC, дополненную витаминами, сахарозой, ИУК (0,1 мг/л) и кинетином (0,25 мг/л). Образовавшиеся регенераты пересаживали на среду для укоренения с 0,5 мг/л ИУК.

Рентгеновское облучение пыльников и завязей

Пыльники в изолированных цветочных бутонах на стадии микроспоры и завязи на стадии зрелого ЗМ облучали дозами 0,1 и 0,3 Gy на рентгеновской установке РУМ-7 (1=10 мА; U=40 кв). Для облучения завязей использовали растения, выращенные в сосудах.

Приготовление цитологических препаратов Препараты для изучения ЗМ, прогамной фазы оплодотворения, мегагаме-тофитогенеза и женского мейоза готовились с использованием метода ферментативной мацерации семяпочек (Еналеева и др., 1972).

Исследование стадии тетрад мегаспор, морфометрический анализ зрелых семяпочек и ЗМ, а также количественный учет семяпочек с ЗМ проводились на тотальных препаратах просветленных семяпочек (Негг, 1971) на микроскопе с фазово-контрастным устройством.

Для анализа зрелых ЗМ фиксировались завязи из цветков на 3-4 день после распускания, для изучения мегаспоро- и мегагаметогенеза - бутоны длиной 3,5 - 4,0 и 4,5 - 5,0 см соответственно. Фиксация завязей и бутонов проводилась ацетоалкоголем (1:3).

Для изучения мейоза при микроспорогенезе пыльники окрашивали аце-тогематоксилином и готовили давленые препараты (Топильская и др., 1975).

Анализ препаратов проводился на микроскопе "Zetopan" при увеличениях 10x40, 10x63, 10x100. Микрофотографии изготовлены с помощью фотонасадки "Ремика", рисунки - с помощью рисовального аппарата РА-4.

Математическую обработку материала проводили по стандартным методикам (Плохинский, 1970; Зайцев, 1980). При анализе результатов и изготовлении графических иллюстраций использовали программу Excel для Windows.

Использованные сокращения: ЗМ - зародышевый мешок; МКЗМ - материнская клетка зародышевого мешка; МКМ - материнская клетка мегаспор; ПЗ - пыльцевое зерно; ПТ - пыльцевая трубка.

ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА Nicotiana tabacum L. В КАЧЕСТВЕ ОСНОВНОГО ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ ИЗМЕНЧИВОСТИ ЗМ

- Растения табака характеризуются длительным обильным цветением, крупными размерами цветков, позволяющими легко проводить кастрацию, сравнительно большими размерами МГ с четко выраженными цитологическими элементами; для анализа ЗМ применимы экспресс-методы - суспензионный и просветления.

- В завязях содержится большое количество (до 3 тысяч) семяпочек. Поскольку при вскрытии потенциальной изменчивости МГ "варьирующей единицей" является отдельный гаметофит, это обеспечивает мощный популяционный

резерв для генетической изменчивости и, следовательно, значительно повышает шансы ее обнаружить.

- Растеши табака могут быть вегетативно размножены путем черенкования или микроклонирования, поэтому выделенные перспективные экземпляры могут длительное время поддерживаться в коллекции. Клеточные культуры табака, как известно, обладают высокой регенерационной способностью, что делает реальным воссоздание растений с исходными характеристиками.

- Табак широко используется как модельный объект молекулярно-генети-ческих исследований, поэтому полученные мутации в дальнейшем могут быть идентифицированы на уровне ДНК.

ПОЛИМОРФИЗМ ЗМ N.tabacum L В ГЕНЕТИЧЕСКИ НЕОДНОРОДНОМ МАТЕРИАЛЕ

При цитоэмбриологическом исследования разных форм Nicotiana tabacum L. идентифицировано более 500000 ЗМ, которые на основании морфологических критериев разделен на нормальные и аномальные.

К категории нормальных относятся ЗМ, структурная организация которых наиболее часто встречается у данного вида, поэтому синонимами "нормальности" являются термины "типичность", "характерность".

Представление о типичном ЗМ Nicotiana tabacum к моменту полного созревания получено на основе имеющихся литературных данных (Goodspeed, 1947; Даниелян, 1963; Jos., Singh, 1968) и собственных результатов исследования фертильных сортов и линий. Морфологическим критерием нормы является, во-первых, "план строения" ЗМ, то есть, конструкция, основными чертами которой являются: биполярность, трехклеточная организация яйцевого аппарата с характерной формой клеток, наличие крупной центральной клетки и антипо-дального комплекса с числом клеток от 0 до 3. Во-вторых, локализация клеток яйцевого аппарата - симметрично относительно продольной оси ЗМ, в-третьих, специфическое расположение ядер и вакуолей в синергидах и яйцеклетке и двуядерность центральной клетки (после слияния ядер - одноядерность). В-четвертых, характерное соотношение размеров клеток ЗМ. При инвариантности этих признаков варьирование других - размер ЗМ, момент дегенерации ядер или клеток ЗМ, слияние или неслияние полярных ядер следует оценивать как изменчивость в границах нормы.

Среди аномальных ЗМ выделены субнормальные, то есть, ЗМ со структурными нарушениями, при которых не затрагивается "план строения", но изменяется морфология клеток яйцевого аппарата. В пределах этой группы ЗМ выделены следующие вариации.

ЗМ с изменениями в локализации ядер и вакуолей в клетках яйцевого аппарата. Синергиды с апикальным положением ядра названы яйцеклегкоподобными, яйцеклетки с терминальным положением ядра - синергидоподобными

ЗМ со смещением расположения сгшергид. В некоторых случаях синергиды располагаются не симметрично относительно продольной оси ЗМ, а одна над другой - "линейно". Их морфология при этом не изменяется.

ЗМ, яйцевой аппарат которых ориентирован перпендикулярно по отношению к оси ЗМ. Единственное отличие от нормальных ЗМ состоит в "искривлении оси" ЗМ.

ЗМ с нарушенными пропорциями. Размеры клеток яйцевого аппарата (все или некоторые) значительно превышают обычные.

Частоты субнормальных ЗМ существенно варьируют в генотипически разном материале, и, как будет показано ниже, некоторые типы нарушений могут индуцироваться факторами внешней среды.

Аномальными являются ЗМ с нарушением типичного "плана строения". Это очень большая группа, включающая множество морфологических вариантов, которые можно разделить на две основные подгруппы - ЗМ с незавершенным и завершенным развитием.

ЗМ с незавершенным развитием. К этой группе относятся ЗМ с развитием, блокированным на одной из промежуточных стадий. Большую часть таких ЗМ составляют ценоцитные структуры, по конструкции сходные с молодыми 1-, 2- и 4-ядерными ЗМ. В последних двух случаях сходство усиливается вследствие полярного расположения ядер и наличия крупной вакуоли. Часто размер ценоцитных ЗМ соответствует размеру зрелых нормально развитых ЗМ. В случае остановки развития на постценоцитной стадии, то есть, после осуществления цитокинеза блокируется переход к следующей стадии дифференцированного роста клеток, в результате чего не происходит специфичного для всех ЗМ "врастания" клеток яйцевого аппарата в центральную клетку, а сочленение клеток приобретает "соматический" тип.

ЗМ с незавершенным аномальным развитием. ЗМ этого типа также преимущественно являются ценоцитными структурами, но отличаются от ЗМ предыдущей группы нарушением типичного осуществления цитологических процессов. Число ядер может быть нечетным или более 8 и распределение их в полости ЗМ полярное (с неодинаковым числом ядер на полюсах) или аполярное. Во втором случае ядра либо сосредоточены, либо хаотично разбросаны. Иногда наблюдалось четырехполюсное распределение ядер. Ядра одного и того же ЗМ одинаковые либо значительно варьируют по размеру, форме и числу ядрышек. В некоторых ЗМ ядра были сформированы в результате нескольких аномальных митозов (реституционных и/или эндомитозов), о чем свидетельствовала их неправильная форма, множество ядрышек и отчетливо видимые фрагменты ядерных оболочек. Ядра гантелевидной формы, возможно, являются проявлением амитоза.

По размерам ценоциты варьируют в широком пределе: очень мелкие, соответствующие ранним стадиям 2-4-ядерных ЗМ, примерно равные зрелым дифференцированным ЗМ или значительно превосходящие последних. Очень

крупные ценоциты содержат большое число ядер (до 60), равномерно распределенных по периферии крупной центральной вакуоли, и морфологически напоминают нуклеарный эндосперм, как известно, не свойственный Бо1апасеае. К группе ЗМ с незавершенным аномальным развитием также относятся ЗМ с "соматическим" типом клеточного соединения и ЗМ с частичным цитокинезом.

ЗМ с завершенным аномальным развитием. Морфологическим критерием завершенности является осуществление цитокинеза и клеточной дифференциации "гаметофитного" типа, при которой клетки становятся вакуолизированны-ми и приобретают характерную округлую форму. ЗМ с завершенным аномальным развитием имеют клеточную дифференциацию, обеспечивающую сходство с типичными ЗМ по форме клеток, наличию крупной центральной клетки с «полярными» ядрами, но число клеток и ядер, их расположение относительно друг друга - иные. Формирование ЗМ такого типа означает реализацию полной программы гаметофитогенеза с изменениями одного или нескольких ее звеньев.

Дегенерация ядер и клеток. Дегенерационные процессы наблюдались в ЗМ с разной структурной организацией, при этом возможны ситуации тотальной дегенерации (при обычных сроках фиксации завязей - довольно редкое явление) и избирательной. В последнем случае ядра лишь некоторых клеток имели пикнотический вид.

Митозы в дифференцированных ЗМ аномального строения. Среди изученных около 500000 ЗМ обнаружено всего 4 ЗМ с митотическими делениями клеток. Три из них оказались с увеличенным по сравнению с нормой числом ядер. Четвертый ЗМ был двуклеточным. Меньшая микропилярная клетка с четко выраженными, как у зиготы, границами находилась в профазе. Следы проникновения пыльцевых трубок отсутствовали.

Развитие нескольких ЗМ в семяпочке. Клеточные комплексы. Особые случаи развития связаны с одновременным формированием двух ЗМ в одной семяпочке, о чем свидетельствует их тесный контакт, не нарушенный даже в процессе ферментативной обработки и приготовления суспензии. Иногда границы в месте контакта нормально развитых ЗМ отсутствовали, и ЗМ представляли единый комплекс с удвоенными элементами. Также обнаружены комплексы из нескольких клеток увеличенного (по сравнению с обычными нуцелляр-ными клетками) размера, при этом число клеток могло достигать 7. Клетки были одноядерными или с разным числом ядер, одинакового или разного размера.

СПЕЦИФИЧНОСТЬ СПЕКТРОВ АНОМАЛЬНЫХ ЗМ У ФОРМ ЭДсоНапа еаЬасиш Ь. РАЗНЫХ ГЕНОТИПОВ

Исследования разных сортов, линий, форм с ЦМС, экспериментально полученных форм с использованием рентгеновского облучения, гаплоидии, а также

межвидовой гибридизации проводилось индивидуально по растениям, при этом оценивались типы нарушений ЗМ и их частоты. В ходе анализа регистрировались следующие основные признаки ЗМ: число ядер, наличие или отсутствие клеточной дифференциации, распределение ядер или клеток, морфология ядер. Также регистрировались случаи дополнительных ЗМ или клеточных комплексов, однако, вследствие специфики приготовления препаратов, не исключающей возможности разрушения "непрочных" межклеточных соединений, эти явления, вероятно, не всегда могли быть учтены.

Для удобства сравнения разного материала при регистрации ЗМ с измененной структурой нами использована единая классификация, в основу которой положены число ядер и наличие или отсутствие целлюляризации. Согласно этой классификации все описанное выше разнообразие ЗМ может быть представлено 9 основными типами:

Тип # 1 Число ядер Состояние ЗМ

<7 Клеточный

#2 <7 Ценоцитный

#3 =8 Клеточный, но по характеру дифференциации отличающийся от нормального и от #4 и #5

# 4 =8 Клеточный, в котором одна или обе синергиды подобны яйцеклетке

U 5 =8 Клеточный с синергидоподобной яйцеклеткой

#6 =8 Ценоцитный

#7 >8 Клеточный

# 8 >8 Ценоцитный

# 9 Наличие дополнительных ЗМ или клеточных комплексов

Аномальные ЗМ растений разных сортов и линии. В результате цитологического исследования 41 растения разных сортов диагностировано 5100 ЗМ, среди которых выявлено 96 ЗМ с аномальной структурой. В результате исследования 22 растений разных линий идентифицировано 6000 ЗМ, среди которых 125 - оказались аномальными. Средний уровень аномальных ЗМ для сортов составил 1,88%, для линий - 2,08%.

Среди 221 аномальных ЗМ почти в равном количестве присутствуют все типы, за исключением типов # 6 и # 8 - ценоцитных с числом ядер равным или больше 8 (Рис. 1).

Аномальные ЗМ растений с НМС. Частота аномальных ЗМ у форм с ЦМС в среднем составляет 2,9-10,4%. Самой высокочастотной оказалась форма Н59 MC у которой средняя частота аномальных ЗМ составила 10,2%, а максимальное значение у одного из растений - 21,5%. Между отдельными линиями

явно существуют различия по спектральному составу аномальных ЗМ. Так, у Н1 МС и Н5б МС преобладают малоядерные клеточные и ценоцитные ЗМ, у Н49а МС - ЗМ с синергидоподобными яйцеклетками, у Н55 МС - малоядерные клеточные ЗМ, а у Н59 МС самой высокочастотной оказалась группа клеточных ЗМ с увеличенным числом элементов (Рис. 1).

Аномальные ЗМ в потомстве реституционных диплоидов, полученных с использованием рентгеновского облучения пыльников. При анализе ЗМ 5 растений из потомства удвоенного гаплоида СГ-164 в одном из них - СГ-164/29 уровень аномалий составил 82%, у остальных - от 2 до 8%. У растения СГ-164/29 преобладают ценоцитные ЗМ, в основном малоядерные, но встречаются также ценоцитные ЗМ с числом ядер равным или больше 8. В потомстве дип-лоидизированного гаплоида БГ-5 у 4 из 5 исследованных растений уровень аномалий варьировал от 0,3 до 4%, у одного - растения БГ-5/32 он составил 17,7%. Для этого растения оказалось характерным преобладание ЗМ с яйце-клеткоподобными синергидами (одной либо двух), ЗМ с нарушением дифференциации при нормальном числе ядер и клеточных ЗМ с увеличенным числом элементов. Довольно часто отмечались ЗМ с увеличенными размерами клеток яйцевого аппарата - всех или некоторых. Исследование ЗМ в потомстве одного реституционного диплоида второго андроклинного цикла БГ-141.4 (М1) показало варьирование частоты встречаемости аномальных ЗМ от 8 до 83%, при этом у всех растений преобладали малоядерные клеточные ЗМ; они составляли от 5 до 72%.

Аномальные ЗМ у растений, полученных из семян после облучения завязей на стадии неоплодотворенных зрелых ЗМ. Частота аномалий у отдельных растений варьировала от 0 до 81,7%. У растений №21 и №32 доминирующими оказались малоядерные ценоцитные ЗМ; у растения №26 более половины аномальных ЗМ составили клеточные с числом элементов <7; у растения №94 около 50% составили ЗМ этого же типа; у растения №81 почти поровну -в 40% и 41% от общего числа аномалий встречались малоядерные клеточные и ценоцитные ЗМ. Эти же 2 класса оказались самыми многочисленными у растения №50. Лишь у растения №78 не выражено тенденции к количественному преобладанию в спектре какого-либо одного типа аномалий.

Аномальные ЗМ гаплоидов разного происхождения. У гаплоидов вследствие значительных нарушений мейоза в основном формируются споры, несбалансированные по числу хромосом, многие из которых неспособны к развитию ЗМ и дегенерируют, не достигая стадии МКЗМ. Микроскопический анализ препаратов просветленных семяпочек, показал, что частота последних с развивающимися ЗМ у трех гаплоидов соответствует 12%, 5% и 13%. Этим объясняется очень низкая частота встречаемости ЗМ в завязях, существенно затрудняющая проведение морфологического анализа ЗМ. Подавляющая часть сформированных ЗМ - 94,2%, 82% и 82,8% - имела аномальное строение, при этом большую часть составляли ценоцитные ЗМ с уменьшенным числом ядер,

реже - клеточные; другие типы встречались в единичных случаях. Для гаплоидов характерна довольно высокая частота встречаемости многоклеточных комплексов. У матроклинного гаплоида (МГ-32) она составила 30,8% от всех зарегистрированных структур.

Аномальные ЗМ потомства гаплоидов У 18 растений - потомков АГ2-141 - частота аномалий варьировала от 0 до 62%. Наблюдались значительные вариация по растениям в качественном составе аномальных ЗМ. Наряду с малоядерными клеточными и ценоцитными у многих растений обнаружены клеточные ЗМ с числом ядер равным или больше 8. Частично фертипьное растение №2 с максимальной частотой аномальных ЗМ (62%) было самоопылено и его потомство - 11 растений - проанализировано. Уровень аномалий у разных потомков варьировал от 6 до 85% Оказалось, что в 12, как и в предыдущем поколении, наблюдаются весьма значительные различия по частоте и качественному составу аномальных ЗМ. Особый интерес представляет растение №9 с максимально высокой частотой аномалий (85%), среди которых значительная часть (52%) представлена ценоцитными малоядерными ЗМ, которые по размеру не уступали нормальным. Показано, что формирование ЗМ происходило в 90% семяпочек, то есть, на уровне контрольных растений. Растение было почти полностью стерильно, но из множества коробочек при самоопылении удалось выделить небольшое количество семян, из которых выращены растения. Цитологический анализ 20 растений (Ъ) показал, что 18 из них имели полностью или преимущественно нормальные ЗМ, и лишь два - оказались сходными с материнским растением по частоте аномальных ЗМ (87 и 100%) и их качественному составу - большинство ЗМ были малоядерными ценоцитными.

Анализ ЗМ потомства гаплоида АГ-145 показал, что у 14 исследованных растений доля аномальных ЗМ варьирует от 0 до 14%, при этом у растения с максимальной частотой аномалий 7 из 14 ЗМ относятся к типу ЗМ с яйцеклет-коподобными синергидами.

Аномальные ЗМ гибридов N. tabacum х N. sylvestris. Частота аномалий трех гибридных растений составляет 90,8%, 94,6% и 95,7%. По типам аномальных ЗМ растения различаются также незначительно. В основном преобладают малоядерные ценоцитные ЗМ - 93,2%, 87,5% и 88,9% от общего числа аномальных ЗМ. Отличие межвидовых гибридов от гаплоидов в эмбриологическом отношении заключается в ином соотношении клеточных и ценоцитных ЗМ (у гибридов доля последних выше), в редкой встречаемости многоклеточных комплексов (зарегистрирован всего 1 случай) и в том, что частота семяпочек с развивающимися ЗМ у гибридов весьма высокая и составляет 78%, 80% и 82%.

Аномальные ЗМ потомства гибридов N. tabacum х N. sylvestris. Из семян, сформированных на растении №3, выращены растения, и у 1 б - исследованы ЗМ. Частота аноматьных ЗМ варьировала от 6 до 86%. Выявлены значительные различия в качественной выраженности аномалий и их соотношении,

но при этом для всех растений оказалось характерным преобладание ЗМ с уменьшенным числом элементов - клеточных или ценоцитных.

ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ НАСЛЕДОВАНИЯ ИНДУЦИРОВАННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ЗМ

Полученные экспериментальным путем (с помощью радиации и андрокли-нии) формы табака с высокой частотой структурных нарушений ЗМ представляют интерес как потенциальные мутанты, которые в перспективе могут быть использованы в качестве материала для генетических исследований мегагаме-тофитогенеза. Поэтому прежде всего необходимо было подтвердить, что структурные аномалии обусловлены генетическими причинами.

Поскольку главным критерием того, что фенотипические изменения имеют мутационную природу, является проявление их в ряду поколений, проведено изучение ЗМ у самоопыленных потомков 7 форм с частотами аномальных ЗМ от 17,7 до 83%.

ЗМ в потомстве растений, полученных с использованием облучения завязей. Для большинства форм с высокой частотой аномалий, полученных в опыте с облучением завязей, характерно снижение процента аномальных ЗМ в потомстве и изменение их спектрального состава. Иногда во втором и третьем поколениях выщеплялись растения с очень узкими спектрами аномалий, в которых значительно преобладали ЗМ определенного типа. В частности, в М2 растения №26 зарегистрирован экземпляр с общей частотой аномальных ЗМ 36%, среди которых 34% приходились на малоядерные клеточные ЗМ. В М; растения №94 обнаружено растение с частотой аномалий 40%, при этом все измененные ЗМ относились к типу ЗМ с яйцеклеткоподобными синергидами. Установленная возможность выделения таких растений имеет принципиальное значение, так как открывает перспективы получения форм с мутациями, затрагивающими определенные признаки ЗМ. Следовательно, формы с высоким уровнем аномалий, появляющиеся в М0 могут использоваться как исходный материал для выделения таких мутантов.

ЗМ в потомстве реституционных днплоидов, полученных из облученных пыльннков. Характерной особенностью этих растений было изначальное преобладание в их спектрах аномалий одного из типов ЗМ. В самоопыленных потомствах этих трех растений сохранилась специфика аномалий исходных форм. Лишь у единичных потомков М2 растения СГ-164/29 наряду с типом "малоядерные ценоцитные " с такой же частотой встречались ЗМ другого типа -"малоядерные клеточные". В двух последующих поколениях форм БГ-5/32 и БГ-141/4/7 также сохранялась специфика аномальных ЗМ, хотя частоты последних значительно варьировали. В Мз растения СГ-164/29 у многих исследованных растений сохранилась высокая частота аномальных ЗМ и тенденция к преобладанию среди них "малоядерных ценоцитных". Однако, в некоторых

семьях выщепились растения с увеличенной долей ЗМ других типов. Среди них весьма интересным оказалось растение с высокой выраженностью (76%) "ценоцитных малоядерных" ЗМ, отличающихся от ЗМ того же типа исходного растения необычной морфологией ядер, обусловленной нарушением митотиче-ского аппарата (предполагается, что здесь имеет место эндомитоз). У двух из 15 его самоопыленных потомков почти полностью воспроизвелся "типаж" исходного растения - высокая количественная выраженность ценоцитных малоядерных ЗМ с ялоами аномального строения.

27/4/(3) БГ-5/32 Я СГ-164/29/38/3 СГ-164/29 БГ-141/4 (4) ШаЬасит х К.$у|ус5Ь15 АГ2-141/2/9 Гаплоид МГ-32 Н59МС Н55 МС Сорта, линии

к^т-Ж-ш:-

ТТШРП

.¡¡ЧчЛ» №..

10% 20% 30% 40% 50'- 60% 70% 80% 90% 100%

Рис. I Спектры аномальных ЗМ у форм табака разных генотипов.

Условные обозначения типов аномалий: ШШ #1 ПЗМ2 ГМТШ ^#5 ШШН6

а #7 КЭ#8 Е£5#9 Особенностью другого растения, также характеризующегося высокой частотой (63%) аномальных ЗМ, была довольно высокая количественная выраженность ЗМ типа "клеточные с увеличенным числом элементов". При самоопылении растений этот признак воспроизводился у большинства потомков, при этом интересным фактом оказалось то, что за 2 последующих поколения прямого отбора (размножались растения с максимальной выраженностью многоядерных клеточных ЗМ) удалось весьма существенно повысить долю ЗМ этого типа в спектрах аномальных ЗМ. Так, у растения №32 (третья генерация) из 54% аномальных ЗМ - 51% составляли клеточные ЗМ с увеличенным числом элементов.

Полученные данные позволяют заключить, что исходные растения БГ-5/32 и БГ-141/4/7, вероятно, характеризовались мутационными изменениями генотипа, детерминирующими специфические нарушения в структурной организации ЗМ, и эти мутации передавались в ряду поколений. Вариации в количественной выраженности мутантных фенотипов у разных потомков (экспрессивность) может объясняться характером наследования, например, полигенной природой, либо другими пока неизвестными причинами.

Относительно формы С Г-164/29 можно сказать лишь то, что зарегистрированная у нее высокая частота аномалий определенного типа генетически детерминирована, поскольку на протяжении нескольких поколений у большинства потомков отмечался высокий уровень аномалий ЗМ преимущественно этого типа. Однако, то, что начиная с Мз, стали выщепляться растения с высокой частотой других аномалий, аналогично тому, как это наблюдалось в потомстве форм, полученных на основе облученных завязей, позволяет предположить сложную природу генетического фактора, контролирующего данное явление.

ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ СОХРАНЕНИЯ В КОЛЛЕКЦИИ ВЫДЕЛЕННЫХ ГАМЕТОФИТНЫХ МУТАНТОВ

Поддержание мутантов в коллекции путем семенного размножения.

Самый простой и надежный способ поддержания мутантов в коллекции, как известно, состоит в семенном размножении, но он подходит к тем случаям, когда мутантный фенотип константно воспроизводится в ряду поколений. Как следует из представленного материала, это явление зарегистрировано для формы БГ-141/4, характеризующейся высокой количественной выраженностью малоклеточных ЗМ. Установлено, что на протяжении 4 поколений у значительного числа потомков стабильно проявлялся характерный мутантный фенотип. При этом в каждом поколении наблюдалась определенная закономерность не только в качественном, но и количественном проявлении мутации. Для формы БГ-5/32, спецификой которой является повышенная частота ЗМ с яйцеклетко-подобными синергидами, также характерна способность к воспроизведению этого признака, хотя по сравнению с предыдущей эта форма менее константна в отношении качественного и количественного проявления мутации. Генерация формы 27/4, выявленной в Мз мутанта СГ-164/29, характеризуется стабильным проявлением признака "увеличенное число элементов в клеточном ЗМ" у многих растений каждого из 4 самоопыленных поколений.

Таким образом, способ поддержания коллекции этих трех гаметофитных мутантов заключается в их семенном воспроизводстве путем самоопыления экземпляров с высокой количественной выраженностью мутантных ЗМ.

Поддержание мутантов в коллекции путем микроклонального размножения. Возможность поддержания коллекции гаметофитных мутантов путем культивирования соматических тканей с последующей регенерацией растений

продемонстрирована на примере 4 форм, различающихся происхождением и проявлением мутантных признаков:

№1 с общей частотой аномальных ЗМ 68%, из которых 59% составляют малоклеточные ЗМ; №2 с общей частотой аномальных ЗМ 54%, из которых 31% составляют малоядерные клеточные и 21% - многоядерные клеточные; №3 с общей частотой аномальных ЗМ 86%, из которых 76% составляют малоядерные ценоцитные с аномальными ядрами; №4 с общей частотой аномальных ЗМ 85%, из которых 52% составляют малоядерные ценоцитные.

От каждого донора получено и исследовано от 13 до 24 растений. Результаты эмбриологического анализа показали, что, как правило, при микроклонировании обеспечивается значительное сходство растений в отношении не только качественной, но и количественной выраженности гаметофитных мутаций, что гарантирует сохранение выделенных форм в коллекции. Однако, у единичных растений в пределах клона отмечался "сдвиг" в спектрах аномальных ЗМ и некоторое изменение процента аномалий.

Оценка константности фенотипического проявления мутаций у отдельных растении. Чтобы выяснить, обусловлены ли количественные колебания в проявлении мутаций у растений в пределах линии или клона генетическими причинами или же они связаны с влиянием некоторых эпигенетических или па-ратипическнх факторов, действующих во время формирования ЗМ, проведены специальные эксперименты. У отдельных растений двух линий: БГ-141/4 и СГ-27/4, характеризующихся признаками "уменьшенное число элементов в ЗМ" и "увеличенное число элементов в ЗМ" регистрировались частоты встречаемости аномальных ЗМ у конкретных растений при варьировании эндогенных (возраст растений, положение цветка в соцветии, положение семяпочек на плаценте) и экзогенных факторов (продолжительность светового дня, температурные колебания, условия произрастания). Полученные результаты позволяют заключить, что степень константности фенотипического проявления мутаций, по-видимому, имеет генетическую основу. Так, у формы БГ-141/4 частота проявления мутантного признака оставалась на одном и том же уровне в любых условиях, а у формы СГ-27/4 иногда наблюдалось некоторое варьирование в количественном соотношении типов аномальных ЗМ и даже общей частоты аномальных ЗМ.

ИССЛЕДОВАНИЕ МУТАЦИИ МсоИапа 1аЬасит ВЫЗЫВАЮЩЕЙ ФОРМИРОВАНИЕ ЗМ С УМЕНЬШЕННЫМ ЧИСЛОМ ЭЛЕМЕНТОВ

Возможность экспериментального получения форм с наследственно обусловленными изменениями в структурной организации ЗМ и.сохранения их в коллекции создает реальные предпосылки для проведения подробных исследований этих форм в разных аспектах и получения новой информации о законо-

мерностях структурно-функциональной организации ЗМ и его генетической детерминации. Иллюстрацией может служить проведенное изучение одной из полученных нами форм - БГ-141/4, характеризующейся устойчивым проявлением в ряду поколений признака " уменьшенное число элементов в ЗМ".

Характеристика зрелых ЗМ. Установлено, что у растений М], Мг, Мз и М4 самыми многочисленными среди малоклеточных ЗМ являются ЗМ, состоящие из двух клеток. Одна меньшая - полярная клетка - имеет морфологическое сходство с яйцеклеткой либо с синергидой (в зависимости от положения ядра -апикального либо терминального), вторая - с центральной клеткой. "Центральная" клетка содержит одно либо 2 ядра (Табл. I).

Таблица 1.

Частоты малоклеточных ЗМ разных типов в четырех поколениях мутанта БГ-141/4

Поколение

Число

растений

ЗМ

Типы малоклеточных ЗМ, %

5-, 6-клеточные

М1 11 1000 50,2 18,5 3,8 9,8

М2 9 900 49,3 17,6 4,4 9,2

МЗ 17 1700 57,7 16,3 2,9 9,2

М4 15 1420 51,0 18,7 3,4 9,6

Второе место по частоте встречаемости занимают трехклеточные ЗМ с двумя полярными одноядерными клетками и центральной двуядерной или одноядерной клеткой. Другие типы малоклеточных ЗМ, встречающиеся значительно реже, были представлены ЗМ с двумя клетками на одном из полюсов и одно-двуядерной "центральной" клеткой, с тремя полярными клетками и одноядерной центральной клеткой, а также ЗМ с биполярным расположением клеток в соотношении 1:2; 2:2; 1:3; 2:3. Центральная клетка таких ЗМ содержит от 1 до 3 ядер. Некоторые из малоклеточных аномальных ЗМ имели явно увеличенные ядра с несколькими ядрышками. Иногда такие ядра были неправильной формы и включали несколько ядрышек.

Среди других редкочастотных аномальных ЗМ обнаружены ценоциты с числом ядер 1 -6, клеточные ЗМ с нормальным числом ядер (7-8), но с аномальной клеточной дифференциацией, в частности, ЗМ с яйцеклеткоподобной синергидой, с синергидоподобной яйцеклеткой и ЗМ с увеличенным числом элементов.

Цитологические процессы, осуществляющиеся при формировании ЗМ с уменьшенным числом элементов. Установлено, что у мутанта в 21,9% спо-рад в верхней клетке диады по окончании второго мейотического деления не

закладывается клеточная перегородка, что приводит к образованию триад. Также обнаружена повышенная частота (до 17,5%) семяпочек с 2 материнскими клетками ЗМ (МКЗМ), однако развитие дополнительной мегаспоры блокируется на ранних стадиях и МКЗМ, как правило, становится халазальная клетка тетрады или триады.

В результате сравнительного анализа ценоцитных ЗМ мутанта и контрольного растения выявлены значительные различия, позволяющие заключить, что именно на этой стадии реализуются основные события, приводящие к формированию ЗМ мутантного фенотипа. Основные отклонения от нормы в структуре ценоцтных ЗМ мутанта состояли в следующем: (1) наряду с 2-, 4- и 8-ядерными биполярными ЗМ часто встречаются ЗМ с нечетным числом ядер и/или нарушенной полярностью; (2) значительная часть ЗМ содержит меньшее число ядер, чем у контрольного растения; (3) в некоторых ЗМ ядра увеличенного размера и неправильной формы с явными признаками эндомитоза; (4) в единичных 2- и 4-ядерных ЗМ наблюдали фрагмопласты, свидетельствующие о переходе к клеточной стадии.

Эти факты говорят о том, что эффект мутации на этапе мегагаметофитоге-неза проявляется в нарушении прохождения митозов (на это указывает морфологическая структура ядер) или в выпадении 1-2 митозов. Последнее осуществляется значительно чаще.

Вторая весьма специфичная особенность мугантных ЗМ заключается в необычности цитокинеза. В норме, как известно, последнее (третье) митотиче-ское деление завершается заложением фрагмопластов, после чего происходит формирование клеточных стенок. У мутантов вследствие сокращения числа делений у большинства ЗМ последним оказывается первый или второй митоз, однако фрагмопласты в двух- и четырехъядерных ЗМ зарегистрированы лишь в единичных случаях, в большинстве же ценоцитных ЗМ они отсутствовали.

Семенная продуктивность мутантов. Установлена сильная обратная корреляция (г= -0,89) среднего веса семян на коробочку в потомстве мутанта с высокой частотой мутантных ЗМ. Данный факт указывает на то, что му-тантные ЗМ нефункциональны, а процессы семяобразования осуществляются в семяпочках с ЗМ нормального строения. Подтверждением этого вывода явились результаты изучения прогамной стадии оплодотворения у мутанта (см. ниже).

Проявление мутации в мужской генеративной сфере на стадии зрелой пыльцы. В результате анализа качества пыльцы у 50 растений из самоопыленного потомства мутанта с высокой частотой аномальных ЗМ установлена сильная коррелятивная связь (г=0,95) между уровнями дефектных пыльцевых зерен и аномальных ЗМ. Показано, что эффект мутации выражается в остановке развития пыльцевых зерен преимущественно на ранней двуклеточной стадии и их последующей дегенерации.

Проявление мутации в мейозе. Заключение о цитологическом механизме, лежащем в основе формирования ЗМ с уменьшенным числом эле-

ментов.. Установлено, что у мутанта в диакинезе (мужского мейоза) в 50,9% клеток отсутствует конъюгация в одной паре хромосом. Поскольку в метафазе1 частота этих событий возросла до 91,7%, а также потому что униваленты часто располагались на небольшом расстоянии друг от друга, этот феномен можно квалифицировать как специфический десинапсис. Точно идентифицировать пару хромосом с десинапсисом не удалось, однако, с большой долей вероятности можно утверждать, что это - субметацентрики среднего размера. Аномалии, проявляющиеся на последующих этапах мейоза (невключение хромосом в ме-тафазную пластинку, отставания и расщепление унивалентов на хроматиды в анафазе I, микроядра и полиады на стадии тетрад) являются следствием деси-напсиса. Тот факт, что, как правило, в анафазах регистрировалась одна либо две отставшие хромосомы (хроматиды), а в тетрадах - одно либо два микроядра, служит дополнительным свидетельством в пользу десинапсиса по одной хромосоме. Поскольку десинапсис по конкретной хромосоме в конечном итоге ведет к ее утрате, то есть, на заключительном этапе мейоза она не включается в основное ядро (микроядра обычно дегенерируют), формируется спора с 23 хромосомами. При развитии ЗМ из таких спор происходит нарушение митозов или их блокада, а при развитии пыльцевых зерен - остановка на ранней двуклеточ-ной стадии.

Из этого следует, что в одной из 24 хромосом локализованы генетические факторы (или один фактор), контролирующие(ий) осуществление определенных событий на этапе микро- и мегагаметофитогенеза. Таким образом, фенотипиче-ский эффект мутации в генеративной сфере имеет "двухступенчатый" характер: 1 - нарушение мейоза, приводящее к формированию анеуплоидных МКЗМ и МКП; 2 - нарушения мсга- и микрогаметофитогенеза.

Поскольку, как свидетельствуют приведенные факты, именно десинапсис является основным эффектом мутации, то вариации в количественной выраженности аномальных ЗМ и ПЗ у отдельных растений должны быть обусловлены вариациями в частоте проявления десинапсиса. То есть, между этими тремя показателями - процентом малоклеточных ЗМ, процентом дефектных ПЗ и процентом десинапсиса - должна существовать жесткая связь.

Подтверждение факта взаимосвязи этих показателей получено на основании результатов параллельного анализа ЗМ, ПЗ и спорогенеза на стадии тетрад у 30 потомков мутанта с частотой малоклеточных ЗМ 68 %. У каждого из растений подсчитывапся процент малоклеточных ЗМ, аномальных ПЗ и аномальных тетрад микроспор - с микроядрами и/или микроклетками. Значения коэффициентов корреляции между всеми тремя показателями >0,9.

Генетические закономерности проявления мутации

Потомство от самоопыления высокочастотных форм.. Изучены потомства четырех самоопыленных мутантов, у которых частоты аномальных ЗМ составляли от 51 до 77%. В трех самоопыленных потомствах расщепление на му-тантные и нормальные растения соответствовало соотношению 1:1 (Табл. 2,

рис. 2), в одном варианте преобладали "О" формы, и расщепление противоречило 1:1 (№ 801.35). Отклонение в сторону нормальных растений в потомстве одного мутанта может быть связано с плейотропным действием мутации, отрицательно влияющей на жизнеспособность части зародышей и проростков, что подтверждено специальным экспериментом.

Таблица 2.

Соотношения нормальных и мутантных растений в потомствах самоопыленных

мутантных форм

№ самоопыленного Мутанта Число растений Х2(1:1) Р

Нормальных Мутантных

801.35 63 21 21,00 <0,01

703.76 34 43 1,05 >0,05

163.31 47 36 1,46 >0,05

163.22 39 38 0,01 >0,05

Соотношение мутантных и нормальных растений 1:1 может быть объяснено, исходя из следующих предположений:

1) Мутация является доминантной, при этом ее проявление в гаметофи-те регулируется диплоидным спорофитом. 2) Мутантные растения гетерозиготны по данному гену. 3) Поддержание гетерозигогности обеспечивается тем, что мужские гаметы, оплодотворяющие яйцеклетку, всегда несут нормальный (рецессивный) аллель; это может быть связано с летальностью либо неконкурентоспособностью гамег с доминантным аллелем.

Вывод о спорофитной регуляции проявления мутации следует из уже доказанного факта десинаптического характера данной мутации. Для доказательства остальных положений был проведен гибридологический анализ. Проявление мутации у гибридов П и Р'2. Анализировались реципрокные гибриды П между мутантами из разных поколений и контрольными растениями линии БГ-6, а также гибриды Р2 от самоопыления «высокочастотных» мутантов из Р1 прямых скрещиваний. В обоих потомствах Р1 от прямых скрещиваний и одном Б2 расщепление на нормальные и мутантные растения произошло в соотношении, близком 1:1 (Табл. 3, рис. 2). В одном потомстве Р2 (163.22 контроль) "О"- форм было значительно больше, чем мутантов, однако в данном случае преобладание нормальных растений, как и в опыте с самоопылением, может быть связано с пониженной жизнеспособностью части зародышей и проростков мутантных генотипов. В потомстве Р1 от обратного скрещивания все растения оказались нормальными, что служит подтверждением высказанных выше предположений.

F1 (163.22 x контроль)

O-J 11-, 5 21-35 11-35 41-45 51—S5 »1« 71-71 «1*5

163.31 со

y 10

0-5 11-15 21-23 31-35 41-45 51-55 51« >1-75 11-55

F1 (6.18 x контроль)

L^JLl

0-5 11-tS 21-25 31-» 41-4S 51-55 «1-fS 71-75 51-eS

fr-5 11—15 21-25 31-35 41-4S 51-S5 81-65 71-75 Ít-»S

F2 (163.22 x контроль)

0-5 11-1» 21-25 31-35 41—45 Jl-ls 61-«5 71-75 11-SS

801.35 СО

0-9 11-15 21-Й ll-JS 41-45 51-55 11-85 71-75 il-«S

F2 (6.18 x контроль)

0-5 11—15 21-29 31-35 41-45 51-55 «1-М 71-75 11-«5

Частота аномальных ЗМ, %

0-5 Ц-15 21-25 31-35 41-45 $1-55 81-55 Tl-75 «1-S5

Частота аномальных ЗМ, %

Рис. 2. Распределение растений по частоте аномальных ЗМ в самоопыленных потомствах мутантов и гибридах р! и ¥2.

Таблица 3.

Соотношения нормальных и мугангных растений в гибридных поколениях П и И2

Вариант Число растений Х2(1:1) Р

нормальных мутантных

Р1(163.22 х контроль) 47 41 0,41 >0,05

Р1 (6.18 х контроль) 37 47 1,2 >0,05

¥2 (163.22 х контроль) 72 8 51,2 <0,01

Р2 (6.18 х контроль) 48 32 3,2 >0,05

Проявление мутации в потомстве "О" форм. Результаты анализа самоопыленного потомства "О" формы показали отсутствие выщепления мутантов. Это означает, что эти формы не несут мутантного аллеля.

Проведенные исследования позволяют сделать окончательное заключение о том, что мутация, вызывающая специфический десинапсис хромосом в мейозе и как следствие - уменьшение числа элементов в зародышевых мешках - наследуется по доминантному типу и передается через женские гаметы. На этом основании ей присвоен символ Озу1.

МОДИФИКАЦИОННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ЗМ

Изменчивость ЗМ, нндуцнрованная пониженной температурой. Эксперимент проводился на растениях линии БГ-6 и сорта Гавана Коннектикут 2379. У растений, произрастающих в полевых условиях, в конце вегетации (октябрь) при колебаниях среднесуточных температур от 4,5 до 8,4° фиксировали завязи. Контролем служили ЗМ, развитие которых проходило при оптимальных температурах.

Установлено, что при фиксации завязей при нормальной температуре от 98,3 до 100% ЗМ имели типичное строение, и различия в уровне аномалий отсутствовали.

При фиксации завязей при пониженной температуре процент аномальных ЗМ у растений линии БГ-б варьировал от 8,3 до 11,3%, а у растений сорта Гавана-Коннектикут 2379 - от 10,5 до 35,4%. В среднем частоты аномальных ЗМ для этих форм составили 10 и 22%. Качественный состав аномалий у всех исследованных растений обеих форм был очень сходным. Нарушения представлены в основном двумя типами - малоклеточными и 7-8 ядерными ЗМ с яйцеклет-коподобными (одной или обеими) синергидами (Рис.2.1,2) Среди малоклеточных ЗМ доминировали двуклеточные с одной полярной клеткой и «центральной» клеткой с одним или двумя ядрами и трехклеточные биполярные ЗМ.

При повышенной температуре

0% 20% 40% 60% 80% 100%

Рис. 2. Спектры аномальных ЗМ, индуцированных пониженными и повышенными температурами (суммарные данные).

1 - сорт Гавана-Коннектикут 2379; 2 - линия БГ-б; 3 - цветение проходило в условиях оранжереи при суточных колебаниях температур от 25 до 40°С; 4 - воздействие постоянной температурой 37°С от стадии одноядерного ЗМ (условные обозначения на стр. 17).

Другие типы были представлены 3-5 клеточными ЗМ моно- и биполярными с 13 клетками у полюсов.

Изменчивость ЗМ. индуцированная повышенной температурой. Первый эксперимент проводился с использованием растений линии БГ-6, выращенных в грунте оранжереи. Цветение растений проходило в августе при суточных колебаниях температуры от 25 до 40°С.

У четырех исследованных растений частота аномальных ЗМ варьировала от 8 до 12,6%. Качественный состав аномальных ЗМ оказался очень сходным. Самыми высокочастотными были клеточные ЗМ с числом ядер >8: с увеличенным числом клеток в яйцевом и /или антиподальном аппарате, с дополнительными полярными ядрами. Второе место по численности занимали ЗМ с синер-гидоподобными яйцеклетками (Рис. 2.3).

Во втором эксперименте растения в вегетационных сосудах в период цветения помещали в термокамеры с постоянной температурой 37°С. На соцветиях оставляли лишь кастрированные бутоны определенного размера, соответствующие стадии одноядерного ЗМ. Уровень аномалий у 5 исследованных растений составил от 13,5 до 35,4%. Самыми высокочастотными, как и в предыдущем опыте, оказались многоядерные клеточные ЗМ. Второе место также занимали ЗМ с синергидоподобными яйцеклетками. Характерными для растений этого варианта оказались не зарегистрированные в предыдущем эксперименте ценоцитные ЗМ, включая ЗМ с числом ядер >8 (Рис.2.4.).

Индукцня изменчивости ЗМ с использованием метода in vitro Оценка возможности развития ЗМ в изолированных завязях. Для исследования мегаспорогенеза и формирования материнской клетки ЗМ завязи таба-

ка линии БГ-6 изолировали на стадии МКМ и культивировали в течение 1-3 суток. Для изучения особенностей формирования зрелых ЗМ в завязях in vitro проведено 3 опыта, различающихся стадиями развития генеративных структур в момент изоляции завязей. В первом опыте развитие от материнской клетки мегаспор (МКМ) до зрелого ЗМ полностью проходило в условиях изолированных завязей in vitro. В двух других опытах развитие ЗМ лишь частично происходило в условиях in vitro - либо от стадии спорогенеза, либо от одноядерного ЗМ. Контролем служили завязи неопыленных цветков in situ.

Сравнение цитологического проявления стадий тетрады мегаспор, материнской клетки ЗМ и зрелого ЗМ, развитие которых проходило в интактных и изолированных завязях, показало следующее.

В завязях, изолированных на стадии МКМ, в течение 1-3 суток происходит мейоз, завершающийся формированием тетрад мегаспор, а затем в результате разрастания одной мегаспоры (редко двух) образуются материнские клетки ЗМ. Цитологическое проявление обеих стадий, типы изменчивости и их частоты в опытном и контрольном вариантах оказались очень близкими. На 7 сутки культивирования в 30,2% семяпочек завершается формирование ЗМ. В остальных семяпочках к этому моменту генеративные структуры оказываются на более ранних стадиях либо дегенерируют (23,9%). Цитологический анализ зрелых ЗМ показал, что 78% из них имеют нормальное строение.

В том случае, если завязи изолировались на стадиях спорогенеза или одноядерного ЗМ и культивировались при тех же условиях в течение 4 и 3 суток, стадия зрелых ЗМ регистрировалась в 79,8 и 95,0% семяпочек, а процент дегенерации составил 0,7 и 0%. Значительная часть сформированных ЗМ (90 и 97%) оказалась нормального строения. Для сравнения: in situ стадия зрелых ЗМ обнаружена в 98,8% исследованных семяпочек, при этом нормальные ЗМ составляли 98,5%.

Полученные результаты позволяют заключить, что при данных условиях культивирования в изолированных завязях табака может осуществляться программа генеративного развития от МКМ до зрелого ЗМ. Однако, точность ее воспроизведения будет выше тогда, когда in vitro реализуется не вся программа полностью, а ее фрагменты, например, в диапазонах от МКМ до МКЗМ или от одноядерного ЗМ до зрелого ЗМ, то есть, при не очень продолжительном культивировании. Эти факты, подтвержденные дополнительными экспериментами с использованием четырех генотипов, объясняются тем, что осуществление программы развития ЗМ в значительной мере обеспечивается физиологическими ресурсами завязи к моменту изоляции, ее "насыщенностью" всеми компонентами, необходимыми для реализации последующих этапов детерминированного развития. Вероятно, в силу ограниченности "запасов" безошибочное прохождение запрограммированного пути возможно лишь на коротком отрезке. Таким образом, проведенное исследование показало, что ЗМ и предшествующие ему структуры могут развиваться в изолированных завязях табака

in vitro в соответствии с генетической программой вида Nicotiana tabacum. Это служит достаточным основанием для рассмотрения культуры изолированных завязей в качестве модельной системы для изучения модификационной изменчивости ЗМ.

Индукция изменчивости ЗМ путем варьирования состава питательной среды. Для исследования влияния разных по составу питательных сред (№1-№6) на развитие женских генеративных структур использовали завязи, изолированные на стадиях МКМ и одноядерного ЗМ. Установлено, что на обедненной среде (№1) в 75 % семяпочек МКМ приступали к делению, но вскоре останавливались на начальных стадиях мейоза и дегенерировали. На обогащенной среде (№:6) в менее 50% семяпочек МКМ приступали к делению, затем развитие останавливалось на стадии одноядерного ЗМ, реже - на стадиях 2-4 ядерных ЗМ. Однако, дегенерации при этом не наступало, и большинство семяпочек, включая те, которые к развитию не приступали, на седьмые сутки выглядели жизнеспособными. Наибольшее число зрелых ЗМ через 7 суток культивирования зарегистрировано в завязях на безгормональной среде №3 и на среде №4 с небольшой добавкой ИУК (35% и 30% ЗМ соответственно).

Сравнительный анализ структуры зрелых ЗМ, сформировавшихся на средах №2, №3, №4 и №5 показал, что на последней среде частота возникновения аномальных ЗМ самая высокая - 82,0%. При этом 39,3% составили разросшиеся одноядерные ЗМ, остальные - оказались малоядерными ценоцитными или клеточными. Во всех других вариантах также доминировали малоядерные цено-цитные или клеточные ЗМ.

В клеточных ЗМ с нормальным числом ядер при всех вариантах сред обнаружены нарушения дифференцировки яйцевого аппарата. Это проявилось в смещении клеток синергид относительно друг друга по оси ЗМ (до 6,7%) и в образовании синергидоподобных (с терминальным положением ядра) яйцеклеток (до 10,9%) и яйцеклеткоподобных (с апикальнным полжением ядра) синергид (до 1,8%). В завязях, изолированных на стадии одноядерного ЗМ, через 3 суток культивирования на всех средах происходило формирование зрелого ЗМ. Проведенный цитологический анализ показал, что большая часть ЗМ (92,9% - 98,2%) имела нормальное строение. Несколько повышенный уровень аномальных ЗМ (5,0% - 7,1%) и ЗМ с нарушенной дифференциацией клеток яйцевого аппарата зарегистрирован в завязях, культивированных на обогащенных средах №5 и №6.

Температурный фактор в условиях in vitro. Испытаны варианты воздействия пониженными (от 5 до13°С), повышенными (от 33 до 40°С ) и нормальной (25°С) температурами на этапе гаметогенеза. Гаметофитогенез при нормальной температуре полностью завершался через 3 суток культивирования. Частота аномальных ЗМ составляла 2,5-2,8%

Влияние пониженных температур на мегагаиетофитогенез При 5°С развитие происходило в замедленном темпе, и даже через 9 суток лишь 8,7% ЗМ

достигли стадии зрелости. Остальные - по размеру и строению соответствовали ранним ценоцитным стадиям 2-4-ядерных ЗМ. При больших сроках культивирования семяпочки начинали дегенерировать. При 10°С развитие ЗМ осуществлялось более быстрыми темпами, и на седьмые сутки культивирования 45% ЗМ достигли стадии зрелости. Среди сформированных ЗМ от 17,1 до 25% были аномальной структуры, большую часть которых также составляли ценоцит-ные ЗМ с уменьшенным числом элементов и ЗМ с нарушением дифференциации клеток яйцевого аппарата. При 13°С большинство ЗМ достигли стадии зрелости, и процент аномальных ЗМ, по сравнению с предыдущим вариантом, снизился. На 5-7 сутки культивирования 12 из 13 аномальных ЗМ оказались клеточными с уменьшенным числом элементов

Влияние повышенных температур на мегагаметофитогенез. При 33°С уровень аномальных ЗМ составлял около 16%, при этом значительная их часть была представлена ЗМ с увеличенным числом элементов. Среди других аномалий были зарегистрированы малоядерные ЗМ и ЗМ с синергидоподобной яйцеклеткой. При 35°С аномальные ЗМ встречались чаще, чем в предыдущем варианте (27%), но их качественный состав был почти тем же самым. При 37°С уже через 1 сутки культивирования значительное количество ЗМ завершили свое развитие. Уровень аномалий при разных сроках фиксации варьировал от 18 до 66,7% и в среднем составил около 45%. Среди аномалий преобладали клеточные ЗМ с увеличенным числом ядер и ценоцитные ЗМ с числом ядер 7-8 и >8. При 40°С уровень аномальных ЗМ повысился до 79,4 - 87,3%; в большинстве случаев это были ценоцитные образования с разным числом ядер. Через 5 суток культивирования около 30% всех аномалий составляли ценоциты с числом ядер >8.

Специфической особенностью большинства ЗМ аномального строения, развившихся при повышенных температурах, является увеличенное число элементов. Максимальное число ядер зарегистрированное в ЗМ составляет 48. Самыми выокочастотными оказались ЗМ с числом элементов от 9 до 16. При температуре 37°С в наибольшей степени выражена тенденция к формированию ЗМ с максимально высокими числами ядер. Ядра в ценоцитных ЗМ, развившихся в изолированных завязях при повышенных температурах, обычно равномерно разбросаны по поверхности крупной клетки, и такое образование очень напоминает нуклеарный эндосперм. Тот факт, что нередко число ядер было нечетным, означает, что в митотических делениях участвовали не все ядра; наблюдавшиеся иногда картины делений подтверждали это. Некоторые признаки указывают на то, что иногда ядра делись амитотически.

В нормальных ЗМ, гаметогенез которых проходил при повышенных температурах, обнаружен интересный факт подавления слияния полярных ядер.

ОЦЕНКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СПОСОБНОСТИ ЗМ С НАРУШЕНИЯМИ СТРУКТУРНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ

Один из аспектов индуцированной изменчивости мегагаметофита связан с проблемой функционирования морфологически измененных ЗМ, то есть, с оценкой способности аномальных ЗМ к осуществлению процессов зигото-, эм-брио- и эндоспермогенеза.

Оплодотворение в аномальных ЗМ мутантных форм. Проведено опыление цветков мутантных форм, характеризующихся разными типами аномалий ЗМ, и последующий цитологический анализ ЗМ на стадии, соответствующей моменту оплодотворения. В опыт были включены растения, у которых среди аномалий доминировали: ценоцитные ЗМ (АГ2-141/9, СГ- 38/3), клеточные ЗМ с уменьшенным числом элементов (БГ-141/4), ЗМ с увеличенным числом клеток (СГ-27/4/3), ЗМ с яйцеклеткоподобными синергидами в яйцевом аппарате (БГ-5/32), а также растения с невыраженной спецификой аномалий ЗМ (№26, №94). Как показал анатомический анализ с применением метода просветления, у всех использованных в эксперименте растений семяпочки (включая и те, которые содержали аномальные ЗМ) были нормального строения с четко выраженным микропилярным каналом. Таким образом, препятствий к проникновению пыльцевых трубок (ПТ) в семяпочки с аномальными ЗМ, обусловленных структурными нарушениями этих семяпочек, не существовало.

Установлено, что проникновение ПТ происходит преимущественно в ЗМ нормального строения. Вхождение ПТ в ЗМ с аномальной структурной организацией зарегистрировано в единичных случаях даже в тех вариантах, где аномальные ЗМ составляли подавляющее большинство - около 90%. Кроме того, выявлено, что вероятность проникновения ПТ в аномальные ЗМ зависит от типа нарушений. Так, внедрения ПТ в ценоцитные ЗМ не обнаружено ни разу. Вхождение ПТ в ЗМ с двуклеточным микропилярным комплексом зарегистрировано всего в четырех случаях, а картины проникновения ПТ в многоклеточные ЗМ и ЗМ с яйцеклеткоподобными синергидами были самыми многочислены-ми. Однако и в такие ЗМ ПТ попадали значительно реже, чем в ЗМ нормального строения. Даже в тех вариантах, в которых частота встречаемости многоклеточных ЗМ в 3 раза превышала частоту нормальных, в последние ПТ проникали в 10 раз чаще, чем в аномальные (у растения СГ-27/4/3). Почти такая же тенденция наблюдалась и у растения БГ-5/32 , у которого ЗМ с морфологически измененными клетками яйцевого аппарата (яйцеклеткоподобные синерги-ды, клетки "гигантского" размера), составляли высокий процент.

В норме для табака характерно внедрение ПТ в одну из синергид, редко - в межклеточное пространство (Еналеева, 1983). Таким же путем ПТ проникают и в аномальные ЗМ - изливаясь либо в одну из микропилярных клеток, либо в межклеточное пространство. Обычно ПТ попадает в ЗМ через его микропи-лярный конец, но также зарегистрировано латеральное проникновение ПТ.

Обнаруженные картоны зиготогенеза и раннего эндоспермогенеза в ЗМ с нетипичной организацией служат доказательством того, что такие ЗМ могут быть фертильными. В частности, формирование зиготы и начальные этапы эндоспермогенеза наблюдали в ЗМ с двуклеточным микропилярным комплексом. Развитие эндосперма также зарегистрировано в ЗМ с увеличенным, по сравнению с нормой, числом клеток в микропилярном конце.

В ЗМ с многоклеточным яйцевым аппаратом обнаружен случай профазного состояния спермия в клетке с терминальным положением ядра, что свидетельствует о возможности андрогенеза.

Установлено, что в ЗМ с яйцеклеткоподобной синергидой возможны два варианта двойного оплодотворения: 1) один спермин сливается с одной из яйцеклеток, второй - с ядром центральной клетки (об этом свидетельствует наличие дополнительных ядрышек в ядрах этих клеток); 2) обе яйцеклетки оказываются оплодотворенными, при этом ядро центральной клетки остается интакт-ным. В первом случае дальнейшие события могут развиваться по следующей схеме: произойдет формирование диплоидного зародыша и триплоидного эндосперма; неоплодотворенная же дополнительная яйцеклетка либо дегенериру-гт, либо будет индуцирована к развитию делящимися клетками ЗМ, и в итоге может возникнуть семя либо моноэмбрионное, либо с двумя зародышами, имеющими плоидность 2п и п. Во втором случае, то есть, при оплодотворении эбеих яйцеклеток развитие эндосперма исключается, а, следовательно, формирование семени окажется невозможным. Развитие эндосперма может состояться тишь при условии проникновения еще одной ПТ и оплодотворения центральной клетки. В этом случае полиэмбриония будет соответствовать типу 2п-2п.

Оплодотворение в ЗМ, модифицированных повышенной температурой. Анализ ЗМ, выделенных из опыленных цветков, развитие которых проходило три температуре 37°С, показал возможность проникновения в них ПТ и осуще-¡твления сингамии. Вероятность проникновения ПТ в ЗМ аномального строе-шя, также как и в предыдущем опыте с мутантными ЗМ, значительно ниже, !ем проникновение ПТ в нормальные ЗМ. Поведение спермиев в ЗМ с увели-1енным числом клеток в яйцевом аппарате может отклоняться от нормы вследствие нетипичной локализации клеток и ядер в клетках. Обнаруженные карти-!ы двойного и одинарного оплодотворения в этих ЗМ были аналогичны выше->писанным. Кроме того, в одном из ЗМ с увеличенным числом клеток мы на-шюдали дополнительную ПТ.

Таким образом, полученные в этом эксперименте данные, также указывают [а возможность функционирования структурно измененных ЗМ и на реальность озникновения многозародышевых и гаплоидных семян.

Выявление полтмбрнонни и гаплоидии в семенном потомстве форм с мбрнологическимн предпосылками этих явлений. Для проверки возможно-ти реализации эмбриологических предпосылок полиэмбрионии и гаплоидии ыли использованы формы с высокой частотой (от 16 до 47%) яйцеклеткопо-

добных синергид: БГ-5/32, БГ-5/32/1, БГ-5/32/2, БГ-5/32/3, БГ-5/32/9; двойни, выделенные среди потомства БГ-5/32 (БГ-5/32/10, БГ-5/32/11, БГ-5/32/12), а также растение СГ-27/4/3/11 с высокой частотой (43%) многоклеточных ЗМ. В качестве контроля использовались семена нормальных растений БГ-6.

Семена, полученные в результате самоопыления этих растений, проращивались, и на стадии семядолей выделялись близнецовые проростки. Полученные данные свидетельствуют о том, что в контроле полиэмбриония отсутствует, а у мутантов возникают близнецовые проростки и гаплоиды, однако, с очень низкой частотой (до 0,2%) в сравнении с частотами "цитологических предпосылок" у всех исследованных растений. Объяснить это, во-первых, можно установленным фактом сравнительно редкого проникновения ПТ в ЗМ с измененной структурой и, во-вторых, тем, что в ряде случаев оба спермия оплодотворяют клетки микропилярного комплекса, а неоплодотворенная центральная клетка не развивается в эндосперм, и в итоге семя не формируется. Развитие эндосперма возможно лишь в случае проникновения второй ПТ, а такие события происходят довольно редко.

Сходные результаты получены при анализе семян растений линии БГ-6 в том случае, когда мегагметофитогенез проходил при температуре 37°С. Полиэм-брионные пророростки, среди которых иногда встречались гаплоиды, возникали достаточно регулярно, но также с невысокой частотой, в среднем - 0,1%.

ВНУТРИВИДОВАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ЗАРОДЫШЕВЫХ МЕШКОВ КАК

ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ ОБЩЕЙ И ПРИКЛАДНОЙ ЭМБРИОЛОГИИ РАСТЕНИЙ (Обсуждение результатов)

Полученный фактический материал представляет достаточно обширную базу данных, анализ которых в разных аспектах (морфогенетическом, эволюционном, генетическом) позволяет вскрыть некоторые фундаментальные закономерности, лежащие в основе развития и функционирования ЗМ, а также открывает перспективы для решения ряда проблем прикладного характера.

Морфогенетнческнй аспект изменчивости ЗМ. В процессе онтогенеза ЗМ, осуществляющегося в соответствии с жестко детерминированной программой, проявляются универсальные морфогенетические феномены, такие как полярность, регламентированная пролиферация ядер, цитокинез, дифференциация, клеточный рост, апоптоз. Наиболее вероятно то, что в основе изменений структурной организации зрелого ЗМ лежат нарушения (сбои) в реализации конкретных морфогенетических событий, поэтому аномальные ЗМ могут быть описаны в терминах биологии развития.

Морфогенетические корреляции. Некоторые аномалии ЗМ интерпретированы как результат разрушения корреляций, обусловленный, по выражению Л.И. Корочкина (1999), «особым типом мутаций, точкой приложения которых

являются временные параметры созревания взаимодействующих систем в развитии». Характерным примером аномальных ЗМ такого рода являются крупные (значительно превосходящие по размеру нормальный зрелый ЗМ) цено-цитные структуры с большим числом (до 60) ядер, равномерно распределенных по периферии центральной вакуоли, и морфологически напоминающие нуклеарный эндосперм, не свойственный Solanaceae. Высказано предположение, что возникновение этой конструкции явилось результатом разрушения корреляции между двумя взаимодействующими системами: определенным объемом (=размером ) ЗМ и соответствующим ему числом (равным 3) митотиче-ских циклов. Это означает, что индукция митотических событий в одноядерном ЗМ связана с увеличением размера ЗМ, и число митозов находится в прямой зависимости от интенсивности роста клетки, то есть, механизм регламентации митозов в процессе мегагаметофитогенеза основан на регламентированном росте ЗМ. Одним из аргументов в пользу данной модели регуляции числа митотических циклов в ценоцитной фазе ЗМ может служить тот факт, что в условиях in vitro при повышенной температуре около 30% (Рис. 4) составляют «крупные», а при пониженной температуре около 10% - «мелкие» ЗМ. Эти цифры в значительной степени соответствуют частотам многоядерных и малоядерных ЗМ, формирующихся в условиях соответствующих температурных режимов (см. стр. 28-29).

Позиционная информация. На основе литературных гаметофитогенеза пространство ценоцитного ЗМ вдоль микро(Герасимова-Навашина, 1958; Банникова, Хведынич, 1969; Reiser, Fischer, 1993) и собственных данных сделано заключение, что в основе детерминации клеточной дифференциации в ЗМ лежит принцип позиционной информации. К определенному моменту пилярно-халазапьной оси вследствие градиентного распределения некоего «морфогене-тического фактора»» становится сегрегированным, то есть, разделенным на 4 зоны, каждая из которых детерминирует свой тип дифференциации: синергид-ный тип, тип яйцеклетки, тип центральной клетки, тип антипод. При сбалансированной, то есть, строго координированной во времени экспрессии генетических систем, контролирующих события происходящие на этом этапе мегагаметофитогенеза, формируется нормальная структура ЗМ. Отклонения в характере дифференциации могут быть обусловлены нарушениями в процессе заложения позиционной информации или в ошибочном ее прочтении. Первое может быть следствием либо дефекта в генетической системе, детерминирующей этот процесс, либо деструктивного влияния эпигенетических факторов экзо- или эндогенной природы. Во втором гипотетическом варианте, то есть в том случае, когда процесс заложения позиционной информации осуществляется нормально, а дифференциация ЗМ, тем не менее изменена, причиной изменения дифференциации может быть нарушение локализации ядер, то есть, их ошибочное попадание «не в свою зону». В свете идеи позиционной информации объясняется зарегистрированный нами феномен морфологического изменения клеток яй-

цевого аппарата табака в условиях экстремальных температур, а также феномен необычной морфологии ЗМ у формы кукурузы с геном (Еналеева и др., 1997)

« ¡Г

100 % 80% -I 60% 40% 20% 0%

13о С. 25о С

Температура

37о С

Длина ЗМ: В71-80мкм 081-140 мкм ■ 141-180 мкм

Рис. 4. Встречаемость «мелких», «средних» и «крупных» ЗМ в семяпочках, культивированных от стадии одноядерного ЗМ при разных температурах.

Апоптоз (генетически запрограммированная гибель клеток). К явлениям этого порядка относится регулярно происходящая в ЗМ многих видов покрытосеменных дегенерация синергид (Батыгина, Жукова, 1994), а также, вероятно, антипод. Как следует из полученных нами результатов анализа ЗМ фертильных сортов и линий табака (в отсутствии опыления), дегенерация этих элементов носит факультативный характер, причем дегенерация синергид (одной или обеих) происходит редко, а антипод - довольно часто (у некоторых растений - до 70% и выше). Дегенерация яйцеклеток наблюдалась в единичных случаях, и ни разу не отмечено дегенерации центральной клетки. В ЗМ аномального строения также возможна избирательная гибель клеток. Эти факты указывают на то, что включение программы апоптоза является одним из проявлений дифференциации клеток ЗМ, и, вероятно, как и в других известных случаях данный эффект имеет генетическую основу.

Эволюционный аспект изменчивости ЗМ. Описанные выше ценоцитные ЗМ увеличенного размера с множеством ядер, аполярно рассредоточенных в полости или расположенных по периферии крупной вакуоли, морфологически удивительно напоминают эндосперм ядерного типа. Вполне вероятно, что они в определенном смысле и представляют собой эндосперм голосеменных на начальных этапах развития, то есть, являются атавистическими образованиями. По мнению ряда авторов, ЗМ покрытосеменных исторически происходит из МГ голосеменных путем его неотенического преобразования, то есть, пред-

ставляет собой значительно сокращенный в развитии и упрощенный в структуре женский гаметофит голосеменных. Если, как считает И.И.Шмальгаузен (1948), редукция органов возникает как следствие локализованного распада корреляционных систем, а атавизм есть локальная деинтеграция, в основе которой лежат сдвиги во времени- наступления формообразовательных реакций, то предположение об атавистической природе многоядерных ценоцитных структур небезосновательно. Как нами отмечалось, причиной возникновения данных структур является именно нарушение временных параметров в генетической регуляции мегагаметофитогенеза, то есть, «восстановление» прежних (предко-вых) параметров. Таким образом, зарегистрированный феномен может служить дополнительным аргументом в пользу гипотезы о происхождении ЗМ покрытосеменных из МГ голосеменных.

Другие примеры аномального развития имеют отношение к проблеме эволюционного преобразования МГ в пределах покрытосеменных. В частности, обнаружены МГ, которые по морфологическим призЕткам (числу ядер, характеру их распределения и клеточной дифференциации) отличались от МГ Polygonum-типа, характерного для Solanaceae, и были сходными с МГ типов Piumbagella, Oenothera, Drusa, Plumbago При анализе спорогенеза и формирования инициальной клетки зародышевого мешка у некоторых мутантов и нор-мапьных растений в экстремальных температурных условиях были зарегистрированы случаи би- и тетраспорического развития МГ. Однако, вопрос о том, являются ли эти факты свидетельством исторического прошлого типа Polygonum, или же они демонстрируют его "цитологические потенции", в случае реализации которых при определенных обстоятельствах могут возникать иные типы МГ, пока остается открытым.

Наиболее вероятно, что возникновение «клеточных комплексов», представляющих собой соединение клеток одинакового или разного размера, одноядерных или многоядерных, связано с заложением многоклеточного археспория, либо с явлением апоспорического развития клеток нуцеллуса, блокированного на ранних стадиях. Поскольку ни одно из этих явлений не свойственно Solanaceae, этот факт означает возможность изменения генеративных признаков, выходящего за пределы внутритаксономической изменчивости, то есть, и в этом случае, по-видимому, имела место экспрессия генетических систем, которые в обычных условиях при нормальном состоянии генотипа оказываются "молчащими".

Приведенные примеры, безусловно, являются лишь частными случаями аномалий развития ЗМ, которые могут быть интерпретированы в эволюционном плане, но они доказывают перспективность дальнейших исследований в этом направлении.

Генетический аспект изменчивости ЗМ .

О «дискретности» признаков, проявляющихся в процессе мегагаметофитогенеза. Один из основных вопросов генетики развития ЗМ состоит в выде-

лении дискретных признаков, то есть, признаков, имеющих собственный генетический контроль. Продемонстрированная возможность получения форм с изменениями конкретных признаков ЗМ и создания на их основе генетических коллекций открывает перспективы получения подобной информации. На данном этапе несколько преждевременно делать окончательные заключения о дискретности признаков мегагаметофита, однако, на основе результатов сравнительного анализа морфологических вариаций ЗМ можно предположить, что ключевыми событиями мегагаметофитогенеза, имеющими собственный генетический контроль, являются: рост ЗМ, митотичские деления, формирование центральной вакуоли, цитокинез, заложение позиционной информации, а также вторичные изменения в структуре зрелого ЗМ, то есть, слияние полярных ядер, апоптоз, митозы в дифференцированных клетках.

Проблема спорофитной и гаметофитной регуляции мегагаметофитогенеза. Процесс развития ЗМ может регулироваться "изнутри", то есть на основе гаплоидного генома ядра функциональной мегаспоры (гаметофитная регуляция), и "снаружи" - со стороны диплоидного материнского организма (споро-фитная регуляция). Тот факт, что мегагаметофит по сути является гаплоидным поколением, которое в историческом прошлом, возможно, было представлено самостоятельной жизненной формой, не исключает существования гаметофит-ного блока генов, экспрессирующихся только в ЗМ и молчащих в спорофите. Трудности получения информации об особенностях регуляции мегагаметофитогенеза связаны с отсутствием оптимальных для этого моделей исследования. Основные методы, использующиеся при изучении закономерностей генетического контроля микрогаметофитогенеза не применимы в силу специфических особенностей мегагаметофита, главная из которых состоит в том, что ЗМ на всех этапах развития сохраняет тканевое единство со спорофитом; это затрудняет идентификацию генопродуктов, синтезированных в «гаплофазе». Для разработки этого направления необходимы принципиально иные подходы.

Один из них может состоять в использовании модельных объектов, характеризующихся четкими различиями спорофита и гаметофита по составу генов, что может быть иллюстрировано примером полученной нами мутантной формы БГ-141/4. Спорофит мутанта имеет нормальный диплоидный набор хромосом (2п), а в силу характера мутации (Взу1), вызывающей специфический де-синапсис по одной хромосоме, часть гаметофитов (у отдельных форм до 89%) -анеуплоидный (п-1). Логично предположить, что изменение фенотипического проявления конкретных признаков ЗМ у мутанта обусловлено недостающей хромосомой, а, следовательно, именно эти признаки должны контролироваться геномом гаметофита. Исходя из этого можно заключить, что «гаметофитный домен», по терминологии Дж. Хеслопа-Харрисона (НеБЬр-НагпБОп, 1980), включает, в частности, систему генов, ответственных за осуществление «ми-тозного каскада» и функциональную специализацию клеток ЗМ.

Взаимосвязь модификационной и генотипической изменчивости мегагаме-тофита. Разработанные нами подходы к исследованию влияния внешних условий на развитие ЗМ позволили получить достаточно полную информацию о диапазоне модификационной изменчивости ЗМ Мсойапа (аЬасит. Установлено, что паратипические факторы вызывают изменения размера ЗМ, числа ядер, полярности; нарушение цитокинеза и дифференциации клеток; дегенерацию элементов ЗМ; подавление слияния полярных ядер, то есть, влияют на морфо-логипическое проявление всех тех признаков, которые, как было показано выше, подвержены мутационным изменениям. При этом в исследованном материале спектры аномальных ЗМ, возникших вследствие модификаций, и спектры мутантных ЗМ практически полностью совпадают. Согласно существующему представлению, явления фенотипического сходства модификаций с мутационными изменениями относятся к категориям фенокопий и/или морфозов.

Известно, что в основе возникновения таких модификаций, фенотипически повторяющих мутации, могут лежать «нарушения экспрессии генетической информации на различных стадиях - от транскрипции до ферментативной реакции белка - генного продукта и далее до нарушения морфогенетических процессов» (Инге-Вечтомов, 1989). Это означает, что изменения программы развития ЗМ, обусловленные модификациями и мутациями, реализуются на основе единых цитологических закономерностей, и дальнейшее комплексное исследование обоих типов изменчивости ЗМ может способствовать выявлению этих закономерностей.

Изменчивость ЗМ в связи с проблемами апомнксиса н гаплоиднн. По

мнению большинства авторов апомиксис является вторичным явлением, возникшим на базе полового размножения путем мутаций. На основе рассмотрения литературных данных по вопросам фенотипического проявления и генетического контроля гаметофитных форм апомнксиса и анализа собственных данных о мутациях, вызывающих изменения структуры гаметофита у табака, а также проявление элементов апомиксисау кукурузы (Тырнов, Еналеева, 1983; Еналее-ва, Тырнов, 1994) и сорго (Епа1ее\а е( а1., 1994; Е1кошп е! а1., 1995) сделано заключение, что высокий уровень аномальности ЗМ (даже в сочетании с высокой степенью дефектности пыльцы) не всегда может служить диагностическим признаком апомиктичного способа размножения.

Результаты исследования оплодотворения и семенного потомства у форм табака с мутационными и модификационными изменениями структуры ЗМ показали, что наличие яйцеклеткоподобной синергиды или многоклеточного яйцевого аппарата могут служить причиной изменения хода оплодотворения и возникновения гаплоидов. Это означает, что некоторые гаметофитные мутации или модификации могут рассматриваться как своего рода инструменты для реконструкции геномов. В этой связи может оказаться перспективным проведение специальных исследований по получению и оценке структурных изменений ме-

гагаметофита, потенциально способных к индукции геномных преобразований, в частности, гаплоидии.

ВЫВОДЫ

I. В результате эмбриологического анализа генотипически разных форм №соПапа 1аЬасиш Ь. (линий, сортов, форм с ЦМС, радиомутантов, гаплоидов и гибридов) установлен диапазон внутривидовой изменчивости зародышевых мешков. В зависимости от характера проявления основных морфологических признаков (размера, числа элементов, полярности, клеточной дифференциации) зародышевые мешки подразделяются на нормальные, субнормальные и аномальные (с завершенным или незавершенным развитием).

2. Количественная выраженность структурных вариаций зародышевых мешков и соотношение их типов у разных форм значительно варьируют. Максимальный уровень аномалий у фертильных растений сортов и линий составляет менее 10%, у форм с ЦМС - около 20%, у растений, полученных с использованием радиации, а также гаплоидов и гибридов ШаЬасшп х Ы.БуЬ'езЫз -свыше 90%.

3. Экспериментально (на основе радиации, андроклинии и отбора) получены гаметофитные мутанты, характеризующиеся высокой количественной выраженностью (17-83%) и качественной специфичностью изменений в структуре зародышевых мешков (уменьшенное или увеличенное число клеток, ценоцит-ное состояние, нарушение характера дифференциации клеток яйцевого аппарата). Доказана возможность сохранения мутантных форм в коллекции путем семенного и/или микроклонального размножения.

4. Основной эффект мутации, вызывающей редукцию числа клеток в зрелом ЗМ и его функциональную дефектность у экспериментально полученной формы БГ-141/4, заключается в десинапсисе по одной определенной паре хромосом, ее утрате в ходе мейоза и образовании анеуплоидных (23-хромосомных) спор, дающих начало аномальным ЗМ. Это доказывает, что осуществление ми-тотических циклов в ценоцитной фазе мегагметофитогенеза и становление функциональной специализации клеток зародышевого мешка контролируется генотипом гаметофита. Мутация, обозначенная Озу1, наследуется по доминантному типу и передается только через женские гаметы.

5. Структурная организация зародышевых мешков может быть модифицирована внешними факторами, в частности, экстремальными температурами во время цветения растений. При пониженных температурах (4,5-13° С) с определенными частотами формируются зародышевые мешки с редуцированным числом клеток или с яйцеклеткоподобными синергидами, при повышенных (35-40°С) - зародышевые мешки с увеличенным числом клеток или с синергидопо-добными яйцеклетками. Повышенные температуры подавляют слияние поляр-

ных ядер. Количественная выраженность модификаций варьирует от 8,3 до 35,4% и зависит от генотипа растений и условий проведения эксперимента.

6. В изолированных завязях табака in vitro может осуществляться программа развитая ЗМ, однако, точность ее воспроизведения зависит от стадии развития экспланта и условий культивирования. Гормоны и ФАВ, включенные в состав среды в повышенных концентрациях, модифицируют мегагаметофитоге-нез, что создает реальные предпосылки для дальнейших исследований физио-лого-биохимического аспекта развития ЗМ.

7. Экспериментально доказано, что у форм с генотипическими и модифика-ционными изменениями в структуре зародышевых мешков возможно нарушение хода оплодотворения и возникновение двоен типа 2п-п. Это открывает перспективы использования индуцированной изменчивости зародышевых мешков в качестве инструмента для исследования закономерностей оплодотворения, а также в прикладных целях для получения гаплоидов.

8. Сравнительный анализ внутривидовой генотипической и модификацион-ной изменчивости ЗМ (с использованием методов in vivo и in vitro) является эффективным экспериментальным подходом к решению теоретических проблем эмбриологии растений, связанных, в частности, с вопросами развития, эволюции и генетической регуляции мегагаметофита покрытосеменных.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации

1. Еналеева Н.Х., Тырнов B.C., Хохлов С.С. Выделение зародышевых мешков покрытосеменных растений путем мацерации тканей // Цитология и генетика. -1972,-б, N5. С. 439-441

2. Еналеева Н.Х., ДушаеваН.А. Изучение женского гаметофита у андроклинных гаплоидов табака. В сб. "Вопросы ботаники и генетики" Под ред. А.А.Чигуряевой. Вып. 1. СаратовскийТ^-т. 1975. С. 42-43.

3. Еналеева Н.Х., Душаева H.A. Цитоэмбриологическое изучение Nicotiana tabacum L. с использованием метода ферментативной мацерации // В сб."Апомиксис и цнтоэмбрнология" Изд-во Саратовского ун-та. Вып.З. 1975. С. 171-175.

4. Еналеева Н.Х. Особенности процесса оплодотворения у табака в контролируемых условиях // В сб. "Апомиксис и цитоэмбрнология растений. Изд-во Саратовского ун-та, 1983. Вып. 5. С.116-124.

5. Тырнов B.C., Еналеева Н.Х. Автономное развитие зародыша и эндосперма у кукурузы//Докл. АН СССР,- 1983.- 272, N 3. С. 722-725.

6. Еналеева Н.Х. Полиморфизм генеративных структур у межвидовых гибридов табака (Nicotiana tabacum X Nicotiana sylvestris)// Рекомбиногенез и его значение в эволюции и селекции. Материалы. Всес. конф. Кишинев, 22-24 окт. 1985. Кишинев: Штиинца,- 1986. С. 206-208.

7. Еналеева Н.Х., Тырнов B.C., Лобанова Л.П. Проблема использования эмбриологических признаков в таксономии II Источники информации в филогенетической систематике растений.- М.: "Наука", 1986. С. 24-25.

8. Еналеева Н.Х., Лобанова Л.П., Тырнов B.C. Изучение зародышевых мешков реституционных диллоидов табака, полученных из андроклинных гаплоидов в культуре тканей // Апомиксис и цитоэмбриология растений. Изд-во Саратовского ун-та. Вып. 6. 1986. С. 62-74.

9. Еналеева Н.Х., Лобанова Л.П. Оценка возможности развития макрогамето-фита в культуре завязей табака // Культура клеток растений и биотехнология. Москва, 1986. С. 192-195.

10. Enaleeva N.Kh., Lobanova L.P. Macrogametogenesis in isolated ovary culture of Nicotiana tabacum under different temperatures // Abstracts of Intemati-onales congress of plant tissue and cell culture. Minnesota, 1986. P.165.

11. Еналеева H.X. Оплодотворение при нарушении структуры зародышевых мешков у табака // Проблемы размножения цветковых (прикладные аспекты). Тезисы докл. совещания по цветению, опылению и семенной продуктивности растений. Пермь, 23-24 июня 1987 г. С. 31-32.

12. Еналеева Н.Х Проблема генотипической изменчивости эмбриологических признаков покрытосеменных растений. Тез. докл. IX Всесоюзк. совещ. по эмбриологии растений. Кишинев, 1987. С.13.

13. Еналеева Н.Х., Лобанова Л.П. Морфологические особенности семяпочек и зародышевых мешков табака в культуре изолированных завязей // Апомиксис и цитоэмбриология растений. Изд-во Саратовского ун-та Вып. 7. 1987. С. 98-1 И.

14. Еналеева Н.Х., Лобанова Л.П. Индукция структурных изменений макрогаме-тофита табака температурой // Гаметная и зиготная селекция растений. Материалы Республиканской конф. Кишинев, 1987. С. 154-158.

15. Еналеева Н.Х. Проблема генетической регуляции макрогаметофитогенеза покрытосеменных растений //Генетика развития растений и животных. Тез. докл,-Ташкент, 1990,- Т.1, Ч.2.- С. 56-57.

16. Enaleeva N.Kh. Experimental production of gametophyte mutants // In: Proc. of the XI Intern, symp. Embryology and seed reproduction. St. Petersburg "Nauka", 1992. P. 143-144.

17. Enaleeva N.Kh., Selivanova L.P., Zavalishina A.N. Mechanism of matroc-linal hap-loidy in maize by male parent PEMS-2 //Ibit. P. 145-146.

18. Lobanova L.P., Enaleeva N.Kh. Modification variability of tobacco macroga-metophyte induced by temperature //Ibit. P.326-327.

19. Еналеева H.X., Тырнов B.C. Цитологическое проявление элементов апомик-сиса у линии АТ-1 и ее гибридов // Апомиксис у растений: состояние проблемы и перспективы исследований. Труды Междунар. симпоз.- Саратов, 1994. С. 57-59.

20. N. Kh. Enaleeva, L.A. Elkonin, E.V.Belyaeva. Embryological manifestation of apo-mixis in Sorghum line derived from tissue culture. Apomixis Newsletter. 1994, 7, p.30-33.

21. Lobanova L.P, Enaleeva N.Kh. On temperature inducing of cytoembryological prerequisites of apomixis and their realization possibility //Apomixis Newsletter.- N 8,1995. P.19-20.

22. Elkonin L.A. Enaleeva N.Kh., Tsvetova M.I., Belyaeva E.V., Ishin A.G. Partially fertile line with apospory obtained from tissue culture of male sterile plant of sorghum (Sorghum bicolor L.)// Annals of Botany, 1995, 76. P.359- 364.

23. Enaleeva N.Kh, Belyaeva E. V., Elkonin L.A. Selektion for high frequency of apo-sporous structures in sorghum// International Newsletter, 1996, N 37. C. 67-68.

24. Еналеева Н.Х., Колесова А.Ю. Проявление признака "Уменьшенное число элементов в зародышевом мешке" в потомстве самоопыленных мутантных растений табака // Проблемы репродуктивной биологии растений. Тезисы докл. симп. (Пермь, 4-6 июня 1996). С. 85-87.

25. Н.Х.Еналеева, О.В.Отькало, В.С.Тырнов. Фенотипическое проявление мутации ig в мегагаметофите кукурузы линии Зародышевый маркер// Генетика, 1998. Т.34 N 2 . С. 1499-1505.

26. Еналеева Н.Х., Тырнов B.C., Селиванова Л.П., Завалишина А.Н. Одинарное оплодотворение и проблема гаплоиндукции у кукурузы // Доклады академии наук.

1997, т. 353, N3. С.405-407.

27. Enaleeva N. A tobacco mutant with a reduced cell number in embryo sacs. 1. Expression of the mutation in plants of different generations at the mature gametophyte stage//Sex.. Plant Reprod.- 1997.-10. P. 300-304.

28. Еналеева H.X., Колесова А.Ю., Долгорукова E.E. К проблеме проникновения пыльцевых трубок в зародышевые мешки// Труды Межд. коиф. по анатомии и морфологии растений. 2-6 июня 1997, Санкт-Петербург: Диада.- 1997. С. 350-351.

29. Еналеева Н.Х. Проблема генетической детерминации мегагаметофита покрытосеменных// Проблемы ботаники на рубеже ХХ-ХХ1 веков. Тез.докл. И(Х) съезда Русского ботан. об-ва (26-29 мая 1998 г., Санкт-Петербург). Т.1. Санкт-Петербург. -

1998.-С. ¡15-116.

30. Еналеева Н.Х., Колесова А.Ю. Оценка стабильности фенотипического проявления мутации табака "уменьшенное число элементов в зародышевых мешках"// Там же. С. 116-117.

31. Lobanova L., Enaleeva N. The development of embryo sacs in in vitro ovaries of Nicotiana tabacum L.//Plant Science . V. 132,- 1998. P. 191-202.

32. Еналеева Н.Х. Индуцированная изменчивость мегагаметофита покрытосеменных и проблемы его происхождения и эволюции// Материалы X Московского совещания по филогении растений/ Под. ред. проф. Л.И. Лотовой и проф. А.П.Мелнкяна,-М.: Изд. секц. Ботаники Моск. о-ва испытателей природы и каф. морфол. и систематики высших растений Моск. гос. ун-та им. М.В. Ломоносова. 1999. С. 78-80.

33. Еналеева Н.Х., Колесова А.Ю. Цитологическое и генетическое исследование гаметофитной мутации табака, вызывающей редукцию числа элементов в зародышевых мешках // Тез. докл. ВОГИС. СПб. 1-5 февраля 2000. С. 116-117.

34. Еналеева Н.Х., Тырнов B.C. Гаметофитные мутации// Эмбриология цветковых растений. Терминология и концепции. Т. 3 / Под ред. Т. Б. Батыгиной. СПб: Мир и семья, 2000,- С. 378-384.

35. Лобанова Л.П., Еналеева Н.Х. Модификационная изменчивость гаметофита// Там же. С. 384-389.

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Еналеева, Наталия Хамзяновна

ВВЕДЕНИЕ.

1. ЗМ ПОКРЫТОСЕМЕННЫХ И ЕГО ИЗМЕНЧИВОСТЬ. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ (обзор литературы).

1.1. Цитологические основы развития ЗМ.

1.1.1. Формирование материнской клетки ЗМ.

1.1.2. Митозы в ценоцитной фазе.

1.1.2. Полярное распределение ядер.

1.1.3. Рост ЗМ.

1.1.4. Целлюляризация.

1.1.5. Дифференциация.

1.2. Проблема происхождения ЗМ.

1.3. Вариации в развитии и структурной организации ЗМ у разных представителей покрытосеменных и проблема эволюции ЗМ.

1.4. Внутривидовая изменчивость развития ЗМ.

1.4.1. Изменчивость развития ЗМ, обусловленная мутациями.

1.4.1.2. Хромосомные мутации (анеуплоидия).

1.4.1.3. Геномные мутации.

1.4.2. Изменчивость ЗМ, обусловленная добавочными хромосомами (В-хромосомами).

1.4.3. Изменчивость развития ЗМ, обусловленная структурными нарушениями семяпочек.

1.4.4. Изменчивость ЗМ при гаметофитном апомиксисе.

1.4.5. Изменчивость развития ЗМ, обусловленная внешними факторами

1.5. Изменчивость ЗМ при межвидовой гибридизации.

1.6. Практическое использование изменчивости ЗМ.

2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ.

3. ПОЛИМОРФИЗМ ЗМ ШаЬасит Ь. В ГЕНЕТИЧЕСКИ НЕОДНОРОДНОМ МАТЕРИАЛЕ.

3.1. Нормальные ЗМ.

3.1.1. Параметрические характеристики ЗМ табака типичного строения.

3.1.2. Изменчивость морфологических признаков ЗМ типичного строения.

3.2. Субнормальные ЗМ.

3.3. Аномальные ЗМ.

3.3.1. ЗМ с незавершенным развитием.

3.3.2. ЗМ с незавершенным аномальным развитием.

3.3.3. ЗМ с завершенным аномальным развитием.

3.3.3.1. Типы клеток в ЗМ аномального строения.,

3.3.3.2. Относительные размеры клеток ЗМ и морфология ядер.

3.3.3.3. Дегенерация ядер и клеток.

3.3.3.4. Митозы в клеточных ЗМ аномального строения.

3.4. Развитие нескольких ЗМ в семяпочке. Клеточные комплексы.

4. СПЕЦИФИЧНОСТЬ СПЕКТРОВ АНОМАЛЬНЫХ ЗМ У

ФОРМ Nicotiana tabacum L. РАЗНЫХ ГЕНОТИПОВ.

4.1. Аномальные* ЗМ растений разных сортов и линий.

4.2. Аномальные ЗМ растений с ЦМС.

4.3. Аномальные ЗМ в потомстве реституционных андроклинных гаплоидов, полученных с использованием рентгеновского облучения пыльников.

4.4. Аномальные ЗМ у растений, полученных из семян после облучения завязей на стадии зрелых ЗМ до оплодотворения.

4.5. Аномальные ЗМ гаплоидов разного происхождения.

4.6. Аномальные ЗМ потомства гаплоидов.

4.7. Аномальные ЗМ гибридов N. tabacum х N. sylvestris.

4.8. Аномальные ЗМ потомства гибридов N. tabacum х N. sylvestris.

4.9. Тенденции изменчивости структурной организации ЗМ у генотипически разных форм табака (обсуждение результатов).

5. ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ НАСЛЕДОВАНИЯ

ИНДУЦИРОВАННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ЗМ.

5.1. Результаты анализа ЗМ в потомстве растений, полученных с использованием облучения завязей.

5.1.1. Аномальные ЗМ потомства растения №26.

5.1.2. Аномальные ЗМ потомства растения №78.

5.1.3. Аномальные ЗМ потомства растения №81.

5.1.4. Аномальные ЗМ потомства растения №94.

5.2. Рзультаты анализа ЗМ в потомстве реституционных диплоидов, полученных из облученных пыльников.

5.2.1. Аномальные ЗМ потомства растения БГ-5/32.

5.2.2. Аномальные ЗМ потомства растения БГ-141/4/7.

5.2.3. Аномальные ЗМ потомства растения СГ-164/29.

5.2.3.1 Аномальные ЗМ растения №38/3 и его само опыленного потомства.

5.2.3.2. Аномальные ЗМ растения №27/4 и его самоопыленного потомства.

6. ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ СОХРАНЕНИЯ В КОЛЛЕКЦИИ ВЫДЕЛЕННЫХ ГАМЕТОФИТНЫХ МУТАНТОВ

Nicotiana tabacum L.

6.1. Поддержание мутантов в коллекции путем семенного размножения

6.2. Поддержание мутантов в коллекции путем микроклонального размножения.

6.3. Оценка константности фенотипического проявления мутаций у отдельных растений.

6.3.1. Влияние эндогенных факторов на фенотипическое проявление мутаций.

6.3.2. Влияние экзогенных факторов на фенотипическое проявление мутаций.

7. ИССЛЕДОВАНИЕ МУТАЦИИ Nicotiana tabacum L.,

ВЫЗЫВАЮЩЕЙ ФОРМИРОВАНИЕ ЗМ С УМЕНЬШЕННЫМ ЧИСЛОМ

ЭЛЕМЕНТОВ.

7.1. Цитологическое проявление мутации в женской генеративной сфере

7.1.1. Характеристика зрелых ЗМ.

7.1.2. Цитологические процессы, осуществляющиеся при формирования ЗМ с уменьшенным числом элементов.

7.1.2.1. Стадии тетрад мегаспор и МКЗМ.

7.1.2.2. Стадия ценоцита.

7.2. Оценка функциональности мутантных ЗМ.

7.3. Проявление мутации в мужской генеративной сфер на стадии зрелой пыльцы.

7.4. Проявление мутации в мейозе.

7.4.1. Мейоз при микроспорогенезе.

7.4.2. Мейоз при мегаспорогенезе.

7.5. Цитологический механизм, лежащий в основе формирования ЗМ с уменьшенным числом элементов.

7.6. Генетические закономерности проявления мутации.

7.6.1. Проявление мутации в самоопыленном потомстве высокочастотных форм.

7.6.2. Проявление мутации в гибридах при скрещиваниях мутантных и контрольных растений.

7.6.3. Проявление мутации в потомстве "0"- форм.

8. ИЗМЕНЧИВОСТЬ СТРУКТУРНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ЗМ Nicotiana tabacum L., ИНДУЦИРОВАННАЯ ВНЕШНИМИ ФАКТОРАМИ (МОДИФИКАЦИОННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ЗМ).

8.1. Экстремальные температуры как индуктор изменчивости ЗМ.

8.1.1. Изменчивость ЗМ, индуцированная пониженной температурой.

8.1.2. Изменчивость ЗМ, индуцированная повышенной температурой.

8.2. Изолированные завязи in vitro - как модель для исследования модификационной изменчивости.

8.2.1. Оценка возможности развития ЗМ в изолированных завязях in vitro Nicotiana tabacum.

8.2.2. Оценка возможности индукции изменчивости ЗМ путем варьирования состава питательной среды.

8.2.3. Температурный фактор в условиях in vitro.

9. ФУНКЦИОНАЛЬНОСТЬ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО

ИЗМЕНЕННЫХ ЗМ.

9.1. Оценка функциональности аномальных ЗМ на основе цитологического анализа одотворения.

9.1.1. Оплодотворение в аномальных ЗМ мутантных форм.

9.1.2. Оплодотворение в ЗМ, модифицированных повышенной температурой

9.2. Выявление полиэмбрионии и гаплоидии в семенном потомстве форм с эмбриологическими предпосылками этих явлений.

10. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВНУТРИВИДОВОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ ЗАРОДЫШЕВЫХ МЕШКОВ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ ОБЩЕЙ И

ПРИКЛАДНОЙ ЭМБРИОЛОГИИ РАСТЕНИЙ

Обсуждение результатов).

10.1. Фенотипическая изменчивость ЗМ в свете проблемы норма и аномалия".

10.2. Морфогенетический аспект изменчивости ЗМ.

10.2.1. Морфогенетические корреляции.

10.2.2. Позиционная информация.

10.2.3. Апоптоз.

10.3. Эволюционный аспект изменчивости ЗМ.

10.4. Генетический аспект изменчивости ЗМ.

10.4.1. О «дискретности» признаков, проявляющихся в процессе мегагаметофитогенеза.

10.4.2. К проблеме спорофитной и гаметофитной регуляции мегагаметофитогенеза.

10.4.3. Взаимосвязь модификационной и генотипической изменчивости мегагаметофита.

10.5. Изменчивость ЗМ в связи с проблемами экспериментальной индукции апомиксиса и гаплоидии в прикладных целях.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Внутривидовая изменчивость зародышевых мешков покрытосеменных растений"

Разработка проблемы генетической регуляции систем размножения растений имеет важное теоретическое и прикладное значение. Выявление закономерностей, лежащих в основе проявления и наследования генеративных признаков способствует решению многих актуальных задач генетики и селекции растений, связанных, в частности, с вопросами стерильности, гибридизации, изменения уровня плоидности, создания гомозиготных форм, закрепления гетерозиса путем перевода на апомиксис. К настоящему время получена информация по генетике цветения (Okada et al., 1994), мейоза (Голубовская, 1975; Golubovskaya, 1989; Соснихина и др., 1994), развития мужского гаметофита (Mascarenhas, 1990), эмбрио- и эндоспермогенеза (Meinke, 1985, 1997; Sheridan, Neuffer 1986; Sheridan, Clark, 1993; Olsen et al., 1995; Cerioli et al., 1995), цитологическому эффекту некоторых мутаций на стадии мегаспороцита (Батыгина и др., 1994; Батыгина, Воронова, 2000), и лишь единичные работы посвящены генетическому изучению женского гаметофита (см. обзор Drews et al., 1998).

Женский гаметофит или зародышевый мешок (ЗМ) является ключевым элементом генеративной сферы. В нем происходит оплодотворение и развитие зародыша и эндосперма, и по сути ЗМ выполняет роль связующего звена между двумя поколениями, обеспечивая непрерывность наследственной информации; от особенностей его формирования и функционирования в значительной степени зависит не только гарантия передачи этой информации, но и генетическая конституция потомства.

Существенным препятствием к изучению генетического контроля развития ЗМ являются методические трудности его визуализации. Расположение под непроницаемыми слоями клеток в завязи предполагает применение специальной довольно трудоемкой техники приготовления препаратов для микроскопирования, поэтому массовый анализ ЗМ с количевенной оценкой данных, необходимый в генетическом исследовании, весьма проблематичен.

Разработанная нами ускоренная методика вычленения зародышевых мешков (Еналеева и др., 1972) в сочетании с техникой просветлении семяпочек (Herr, 1971) значительно упрощает процедуру микроскопического анализа и делает реальным генетическое исследование ЗМ.

Один из перспективных подходов к этому может заключаться в изучении потенциальной фенотипической изменчивости ЗМ. Как известно, изменчивость является универсальным свойством, проявляющемся на всех уровнях организации живого, и эффективный эвристический прием состоит в изучении характера варьирования в пределах конкретного вида. На этой основе может быть получена информация, проливающая свет на проблемы морфогенеза, исторического развития, дискретности признаков, а также могут быть выявлены факты, представляющие практический интерес.

Развитие ЗМ (мегагаметофитогенез), как и любой другой формообразовательный процесс, реализующийся по определенной программе, является результатом последовательной экспрессии генов, а значит признаки зрелого ЗМ, являющегося итогом этого развития, наследственно обусловлены. Конечную структуру ЗМ можно представить как суммарный эффект неких элементарных морфогенетических актов, согласованное и сбалансированное осуществления которых приводит к формированию типичного (= нормального) для конкретного вида растений ЗМ. В этом случае следует ожидать, что "выключение" или изменение фенотипического проявления хотя бы одного из составляющих его элементарных событий приведет к разбалансированности или "сдвигу" данной развивающейся системы, в результате чего финальная структура окажется измененной. Характер изменения, то есть морфологический тип ЗМ и степень его отклонения от нормы, вероятно, будут зависеть от того, какие процессы и на каком этапе развития были модифицированы. Это означает, что в результате анализа полиморфизма структурной организации ЗМ могут быть выявлены его дискретные признаки, то есть, морфологические единицы или фены, имеющие собственный генетический контроль.

Как известно, аналогичный прием, заключающийся в расчленении («дис-секции») морфогенетичекого процесса на отдельные составляющие его фрагменты, широко используется в экспериментальной биологии. Практически он заключается в анализе внутривидового разнообразия, выделении уклоняющихся фенотипов и последующем их изучении. Источником фенотипиче-ской вариабельности могут быть спонтанные или индуцированные мутации разного типа, рекомбинации и модификации (изменения признаков, обусловленные факторами внешней среды). Из выделенных форм с наследственными морфологическими (или иными) изменениями составляются генетические коллекции, научное использование которых позволяет получать информацию о закономерностях проявления признаков и их генетической обусловленности.

Помимо информации морфогенетического плана, анализ потенциальной изменчивости ЗМ открывает перспективы получения данных, которые могут быть интерпретированы в свете эволюционных проблем женского гаметофита. Как известно, геном высших растений характеризуется избыточностью ДНК. Хотя к настоящему времени мало известно о ее информационных потенциях, не исключено, что "молчащая" ДНК (по крайней мере ее часть) хранит информацию об историческом прошлом, и при некоторых мутациях или резком физиологическом сдвиге клеточной системы, провоцируемого стрессами, может быть "реанимирована". Примерами подобных феноменов служат атавизмы - воспроизведенные признаки предковых форм. В связи с этим можно предположить, что массовое получение и анализ гаметофитных мутаций и модификаций по зволит выявить те из них, при которых экспрессируются анцестральные признаки ЗМ.

Прикладной аспект проблемы изменчивости ЗМ связан с поиском путей направленного изменения его структурно-функциональной организации с целью индукции некоторых генетических явлений, имеющих селекционное применение, например, гаплоидии, апомиксиса, полиплоидии. В литературе приводится немало фактов, свидетельствующих о том, что для осуществления этих явлений, в частности, гаплоидии, необходимы "эмбриологические предпосылки", то есть, специфические изменения в морфологической и/или функциональной организации ЗМ к моменту формирования инициалей будущего организма (Хохлов и др., 1970; Тырнов, 1999). Это означает, что индукция развития гаплоидного зародыша может быть достигнута путем использования соответствующих мутаций или модификаций ЗМ. Известным примером мегагаме-тофитных мутаций, нашедших широкое селекционное применение для получения андрогенных гаплоидов, является мутация ig кукурузы, вызывающая дополнительные митозы на стадии ценоцита (Кегтю1е, 1971; 1994; Ро11ас8ек,1991;).

Таким образом, очевидно, что развитие направления в исследовании ЗМ, связанного с масштабным скринингом изменчивости, весьма перспективно, и его разработка может способствовать получению принципиально новой информации.

Как показывает опыт исследования полиморфизма спорофитных фенотипи-ческих признаков, существует несколько методов обнаружения изменчивости: внутри- и межпопуляционный анализ; скрещивания с целью выявления комби-нативной изменчивости; использование гетероплоидии; индукция и последующий анализ мутаций.

Очевидно, реализация данной программы, предполагающей анализ обширного материала на микроскопическом уровне, потребует выполнения следующих основных условий:

- основной (модельный) объект исследования, то есть, ботанический вид, должен характеризоваться оптимальным сочетанием некоторых необходимых качеств, а именно: особенностями строения генеративной сферы, делающими возможным применение эффективных экспресс-методов; достаточно крупными размерами ЗМ, позволяющими легко идентифицировать в световом микроскопе его цитологические признаки и их изменения; продолжительностью периода цветения; возможностью вегетативного размножения;

- с целью выявления потенциальной изменчивости ЗМ необходимо, чтобы в исследование был включен генетически разнообразный материал, содержащий (с высокой вероятностью) широкий спектр генных, хромосомных, геномных мутаций и рекомбинаций;

- должны быть разработаны методические приемы, позволяющие проводить идентификацию морфологических типов ЗМ в течение вегетационного периода растений, с тем, чтобы иметь возможность выделять и включать в коллекцию перспективные формы.

Оптимальным модельным объектом, удовлетворяющим необходимым требованиям оказался вид Мсойапа 1аЬасшп.

1. Растения табака характеризуются длительным обильным цветением, крупными размерами цветков, позволяющими легко проводить кастрацию, сравнительно большими размерами ЗМ с четко выраженными цитологическими элементами, для анализа которых хорошо подходят экспресс-методы - суспензионный и просветления.

2. В завязях содержится большое количество ( до 3 тысяч) семяпочек. Поскольку при вскрытии потенциальной изменчивости МГ "варьирующей единицей" является отдельный гаметофит, это обеспечивает мощный популяционный резерв для генетической изменчивости и, следовательно, значительно повышает шансы ее обнаружить.

3. Растения табака могут быть вегетативно размножены путем черенкования или микроклонирования, поэтому выделенные перспективные экземпляры могут длительное время поддерживаться в коллекции. Сохранять генотипы также возможно в виде культуры медленно растущих каллусов или замораживания каллусов в жидком азоте. Клеточные культуры табака, как известно, обладают высокой регенерационной способностью, что делает реальным воссоздание растений с исходными характеристиками.

4. Табак широко используется как модельный объект молекулярно-генети-ческих исследований, поэтому полученные мутации в дальнейшем могут быть идентифицированы на уровне ДНК.

5. Благодаря высокой регенерационной способности табак традиционно является реципиентом при создании трансгенных растений и потенциально может быть использован для получения форм с внедренными мутантными генами, изменяющими системы размножения., поэтому информация о генетических закономерностях, лежащих в основе собственной системы размножения . необходима в связи с подобными перспективами.

В задачи исследований входило:

1. Установить диапазон изменчивости ЗМ в экспериментально полученном материале (на основе мутагенеза, гаплоидии in vitro и in vivo, межвидовой гибридизации), а также в некоторых коммерческих сортах и формах табака с ЦМС и выявить специфику вариаций в зависимости от генотипа.

2. Получить формы с изменениями отдельных признаков ЗМ и создать коллекцию гаметофитных мутантов.

4. Исследовать закономерности модификационной изменчивости ЗМ. Установить диапазон морфологической изменчивости ЗМ, индуцированной влияни

12 ем температурного фактора (с использованием методов in situ и изолированных завязей in vitro).

Заключение Диссертация по теме "Генетика", Еналеева, Наталия Хамзяновна

ВЫВОДЫ

1. В результате эмбриологического анализа генотипически разных форм Nicotiana tabacum L. (линий, сортов, форм с ЦМС, радиомутантов, гаплоидов и гибридов) установлен диапазон внутривидовой изменчивости зародышевых мешков. В зависимости от характера проявления основных морфологических признаков (размера, числа элементов, полярности, клеточной дифференциации) зародышевые мешки подразделяются на нормальные, субнормальные и аномальные (с завершенным или незавершенным развитием).

3. Экспериментально (на основе радиации, андроклинии и отбора) получены гаметофитные мутанты, характеризующиеся высокой количественной выраженностью (17-83%) и качественной специфичностью изменений в структуре зародышевых мешков (уменьшенное или увеличенное число клеток, ценоцитное состояние, нарушение характера дифференциации клеток яйцевого аппарата). Доказана возможность сохранения мутантных форм в коллекции путем семенного и/или микроклонального размножения.

4. Основной эффект мутации, вызывающей редукцию числа клеток в зрелом ЗМ и его функциональную дефектность у экспериментально полученной формы БГ-141/4, заключается в десинапсисе по одной определенной паре хромосом, ее утрате в ходе мейоза и образовании анеуплоидных (23хромосомных) спор, дающих начало аномальным ЗМ. Это доказывает, что осуществление митотических циклов в ценоцитной фазе мегагметофитоге-неза и становление функциональной специализации клеток зародышевого мешка контролируется генотипом гаметофита. Мутация, обозначенная Dsyl, наследуется по доминантному типу и передается только через женские гаметы.

5. Структурная организация зародышевых мешков может быть модифицирована внешними факторами, в частности, экстремальными температурами во время цветения растений. При пониженных температурах (4,5-13° С) с определенными частотами формируются зародышевые мешки с редуцированным числом клеток или с яйцеклеткоподобными синергидами, при повышенных (35-40°С) - зародышевые мешки с увеличенным числом клеток или с синергидоподобными яйцеклетками. Повышенные температуры подавляют слияние полярных ядер. Количественная выраженность модификаций варьирует от 8 до 35% и зависит от генотипа растений и условий проведения эксперимента.

6. В изолированных завязях табака in vitro может осуществляться программа развития ЗМ, однако, точность ее воспроизведения зависит от стадии развития экспланта и условий культивирования. Гормоны и ФАВ, включенные в состав среды в повышенных концентрациях, модифицируют мегага-метофитогенез, что создает реальные предпосылки для дальнейших исследований физиолого-биохимического аспекта развития ЗМ.

7. Экспериментально доказано, что у форм с генотипическими и модифи-кационными изменениями в структуре зародышевых мешков возможно нарушение хода оплодотворения и возникновение двоен типа 2п-п. Это открывает перспективы использования индуцированной изменчивости зародышевых мешков в качестве инструмента для исследования закономерностей оплодотворения, а также в прикладных целях для получения гаплоидов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализ современного уровня знаний о мегагаметофите покрытосеменных растений выявил отсутствие информации о диапазоне, цитологических и генетических закономерностях внутривидовой изменчивости ЗМ. В связи с перспективностью развития этого направления исследований в плане получения принципиально новых научных данных фундаментального и прикладного характера, осуществлен комплексный подход включающий следующие основные условия:

- выбор удобного для этих целей объекта исследований; применение современных методов ускоренного эмбриологического анализа, позволяющих давать качественную и количественную оценку изменчивости ЗМ;

- индивидуальный анализ (по растениям) обширного генетически разнообразного материала;

- использование методических приемов, позволяющих идентифицировать в течение периода вегетации «перспективные» формы с изменениями в структуре ЗМ с целью их сохранения;

- длительное поддержание выделенных гаметофитных мутантов в генетической коллекции;

- проведение генанализа на основе гибридизации;

- отработка методов индукции модификационной изменчивости в условиях in vivo и in vitro.

В качестве основного (модельного) объекта нами использован вид Nicotiana tabacum, по ряду критериев (крупные размеры ЗМ, возможность вегетативного размножения растений, длительность и обильность цветения, высокая семенная продуктивность и др.) оказавшийся оптимальным для решения поставленной задачи.

В результате проведенного исследования ЗМ генотипически разнообразного материала (коммерческих сортов, фертильных и ЦМС-линий, мутант-ных и гибридных и форм), а также ЗМ, модифицированных воздействиями паратипических факторов, установлена степень структурной пластичности ЗМ и показаны вариационные потенции ЗМ вида Мюойапа 1аЬасшп - представителя самого распространенного среди покрытосеменных ЗМ типа Ро^опит. Принимая во внимание генетическое разнообразие изученных форм и большое число идентифицированных ЗМ (свыше 500000), зарегистрированный спектр вариаций, по-видимому, в значительной степени отражает потенциал внутривидовой изменчивости ЗМ.

Установлено, что морфологические вариации структурной организации ЗМ обусловлены изменениями в проявлении его основных признаков - размера, числа элементов, полярности, клеточной дифференциации. На основании литературных сведений и собственных данных сравнительного исследования ЗМ высокофертильных сортов и линий определены морфологические критерии «нормы», главным из которых является «план строения» ЗМ, включающий в качестве обязательных признаков биполярность, трехкле-точную организацию яйцевого аппарата с характерной формой клеток, наличие крупной центральной клетки с двумя (или одним после слияния) ядрами и антиподального комплекса с числом клеток от 0 до 3. Среди аномальных ЗМ выделена группа субнормальных ЗМ, характеризующихся структурными изменениями, не затрагивающими плана строения. В процессе массового анализа для удобства регистрации структурных изменений зародышевых мешков использована классификация, в основу которой положены число ядер и наличие или отсутствие целлюляризации. Особую группу составили комплексы из нескольких (как правило, двух) ЗМ или разросшихся клеток.

В результате индивидуального анализа растений генотипически различных форм выявлена специфика вариаций и их количественная выраженность.

Для сортов и линий характерна низкая частота встречаемости аномальных ЗМ - в среднем - 1,9-2,0%. Редкочастотность структурных нарушений ЗМ разных морфологических типов свидетельствует о случайном характере возникновения аномалий в этой группе растений.

Формы с ЦМС характеризуются более высоким уровнем нарушений ЗМ (в среднем - 2,9-10,4%), и их достаточно четко выраженным качественным своеобразием. У двух из 6 исследованных линий отчетливо проявилась тенденция к преобладанию определенного типа аномалий: у Н55 MC - клеточных ЗМ с уменьшенным числом ядер, у Н59 MC - клеточных ЗМ с увеличенным числом ядер.

У гаплоидов разного происхождения и гибридов N. tabacum х N. sylvestris уровень аномалий в среднем составил около 90%, и среди них доминировали ценоцитные ЗМ с уменьшенным числом ядер. Характерной особенностью гаплоидов является довольно высокая частота встречаемости многоклеточных комплексов (до 30,8%). Потомки гаплоидов и межвидовых гибридов, часть которых предположительно были анеуплоидами, значительно варьировали в отношении качественного состава аномальных ЗМ и их количественной выраженности (0-86%).

У отдельных форм, полученных экспериментально с использованием радиации, частота аномалий составляла 17,7- 83% с преобладанием ЗМ конкретного морфологического типа (ЗМ с яйцеклеткоподобными синерги-дами, ценоцитные ЗМ с уменьшенным числом ядер, клеточные ЗМ с уменьшенным числом ядер; клеточные ЗМ с увеличенным числом ядер). Доказана мутационная природа вариаций мегагаметофита у выделенных форм и возможность их сохранения в коллекции путем семенного и/или микроклонального размножения.

Одна из выделенных мутантных форм - БГ-141/4, характеризующаяся высокой частотой (у отдельных растений свыше 80%) клеточных ЗМ с уменьшенным числом ядер подробно исследована с использованием методов ци-тоэмбриологического, цитогенетического и генетического анализа. Установлено, что основной эффект мутации, вызывающей редукцию числа элементов в зрелом ЗМ и его функциональную дефектность, проявляется в мейозе и заключается в десинапсисе по одной определенной паре хромосом. На последующих стадиях мейоза происходит утрата этих хромосом, вследствие чего образуются анеуплоидные (23-хромосомные) споры, дающие начало аномальным ЗМ. Мутация, обозначенная наследуется по доминантному типу, характеризуется плейотропным эффектом, передается только через женские гаметы. Экспрессивность мутации, варьирующая от 11 до 81%, не зависит от эпигенетических и паратипических факторов, что не исключает участия генов-модификаторов с аддитивным эффектом. Результаты анализа фенотипического проявления мутации Взу1 позволили сделать принципиально важное заключение, что осуществление митотических циклов в ценоцитной фазе мегагметофитогенеза и становление функциональной специализации клеток зародышевого мешка контролируется генотипом га-метофита.

Изменения в проявлении фенотипических признаков ЗМ могут быть обусловлены не только генетическими причинами, но и влиянием внешней среды, в частности, температуры. В результате проведенных экспериментов с воздействием в период формирования ЗМ экстремальных пониженных (4,513° С) и повышенных (35-40°С) температур составлено представление о характере модификационной изменчивости ЗМ N. 1аЬасиш. Установлено, что пониженные температуры вызывают формирование ЗМ с уменьшенным числом ядер или образование яйцеклеткоподобных синергид, повышенные - преимущественно индуцируют увеличение количества ядер в ЗМ и образование синергидоподобных яйцеклеток. Повышенные температуры также подавляют слияние полярных ядер в центральной клетке ЗМ. Количественная выраженность модификаций, варьирующая от 8,3 до 35,4% зависит от генотипа растений и условий проведения эксперимента. Сделано заключение, что в основе значительного совпадения спектров двух типов изменчивости - генотипической и модификационной - лежат единые цитологические механизмы преобразования признаков зародышевого мешка.

Исследование изолированных завязей в культуре in vitro показало возможность развития в них ЗМ. Это открывает широкие перспективы для выявления закономерностей модификационной изменчивости ЗМ, индуцированной воздействиями физических факторов, а также химических соединений, включенных в состав питательной среды.

В опытах с опылением гаметофитных мутантов и контрольных растений, цветение которых проходило в условиях экстремальных температур, установлена возможность проникновения пыльцевых трубок в некоторые аномальные ЗМ, оплодотворение и начальные этапы эндоспермогенеза. Зарегистрированные факты изменения хода оплодотворения и возникновения многозародышевых и гаплоидных семян служат основанием для использования индуцированной изменчивости ЗМ в качестве инструмента для изучения закономерностей оплодотворения, а также в прикладных целях для получения гаплоидов.

Анализ полученного фактического материала позволил вскрыть некоторые фундаментальные закономерности развития ЗМ. Сделано заключение, что в основе мегагаметофитогенеза лежат универсальные законы морфогенеза и генетики развития: корреляции, позиционная информация, апоптоз. Аномалии в структурной организации зародышевого мешка являются результатом разрушения (вследствие мутаций или модификаций) корреляционных отношений между отдельными морфогенетическими процессами. Например, изменение (по сравнению с нормой) степени разрастания инициальной клетки зародышевого мешка может служить причиной аномального

285 числа митотических циклов в ценоцитиой фазе или нарушения в характере заложения позиционной информации в пространстве ЗМ, что в свою очередь обусловливает аномальную дифференциацию клеток яйцевого аппарата. В свете изложенных представлений находят объяснение факты индукции специфических структурных аномалий ЗМ табака экстремальными температурами, а также данные эмбриологического изучения мутантной линии другого вида - кукурузы.

Некоторые зарегистрированные в процессе анализа вариации ЗМ могут быть использованы при рассмотрения проблем происхождения и эволюции мегагаметофита покрытосеменных. В этом ключе обсуждается природа це-ноцитных ЗМ увеличенного размера с множеством аполярно распределенных ядер, морфологически сходных с эндоспермом нуклеарного типа, а также структурных образований с признаками, характерными для представителей иных таксономических групп.

Проведенное исследование демонстрирует большие потенциальные возможности использованного экспериментального подхода, основанного на комплексном изучении изменчивости ЗМ. Дальнейшая разработка этого направления может способствовать решению ряда проблем общей и частной эмбриологии растений и генетики систем размножения.

Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Еналеева, Наталия Хамзяновна, Саратов

1. Авалкина H.A., Голубовская И.Н., Перемыслова Е.Э. Мей-гены и женский мейоз у кукурузы// Генетика,- 1992,- Т. 28, №8,- С. 130-141.

2. Адмиральская С.А. Эмбриологическое исследование аллополипло-идной формы перечной мяты в сравнении с исходной формой//Труды Московского общества испытателей природы,- 1962.-5, N5,-С. 15-19.

3. Александров В.Я. Клетки, макромолекулы. JI.: Наука, 1975. 329 с.

4. Банникова В.П., Хведынич O.A. Ранняя дифференцировка ядер в зародышевых мешках Nicotiana // Цитология и генетика. 1969. Т.З, N 3. С.195-201.

5. Банникова В. П., Хведынич О. А. Основы эмбриологии растений. Киев: Наук. Думка. 1982.- 163 с

6. Батыгина Т. Б. Зародышевый мешок: сформированный и зрелый. // Эмбриология цветковых растений. Терминология и концепции. Т. 1. Генеративные органы цветка / Под ред. Т. Б. Батыгиной. СПб: Мир и семья. -1994. С. 188.

7. Батыгина Т.Б. Развитие зародышевых мешков в пыльнике. // Эмбриология цветковых растений. Терминология и концепции. Т. 1. Генеративные органы цветка / Под ред. Т. Б. Батыгиной. СПб: Мир и семья, 1994,-С. 118-120.

8. Батыгина Т.Б., Воронова О.Н. Проявление апоптоза на ранних этапах развития семязачатка у мутанта кукурузы mac III ДАН. 1999. Т. 367, N 3. -С. 426-429.

9. Батыгина Т.Б., Жукова Г .Я. Синергида. // Эмбриология цветковых растений. Терминология и концепции. Т. 1. Генеративные органы цветка / Под ред. Т. Б. Батыгиной. СПб: Мир и семья, 1994,- С. 192-195.

10. Батыгина Т. Б., Шамров И. П., Голубовская И. Н., Шеридан В. Ф. Значение генетических исследований для эмбриологии // Генетика. 1994. Т 30 (Приложение). С. 13.

11. Банникова В.П., Плющ Т.А. Слияние ядер гамет и полярных ядер у цветковых растений/ Цитология и генетика.-1990,- Т.24, N1,- С. 62-64.

12. Банникова В.П., Хведынич O.A. Ранняя дифференцировка ядер в зародышевых мешках Nicotiana// Цитология и генетика. 1969.-3,N 3,-С.195-201.

13. Банникова В. П., Хведынич О. А. Основы эмбриологии растений. Киев: Наук, думка, 1982. 163 с.

14. Беляева Н.С. Развитие зародышевого мешка и оплодотворение у покрытосеменных (на примере представителей флоры Туркмении) // Авто-реф. дис. . д-ра биол наук. Л., 1977. 35 с.

15. Беляева Ф. Г. Нестабильность числа хромосом в гаметах и в соматических клетках у аллополиплоидной мяты Mentha piperita // Генетика. 1972. Т. 8, N45. С. 5-14.

16. Берг Л.С. Труды по теории эволюции. Л.: Наука ЛО, 1977. 387 с.

17. Биологический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия. 1986. С.284-285.

18. Боброва В.К., Горемыкин В.В., Троицкий K.M., Вальехо-Роман K.M., Антонов A.C. Молекулярно-биологические исследования происхождения покрытосеменных растений// Журн. общ. биол. 1995,- Т56, № 6,- С. 665662.

19. Богорова Н.П. Генетический контроль пролиферации клеток растений// Итоги науки и техн. ВИНИТИ. Сер. Общая генетика.- 1989.- 11,- С.З-81.

20. Бормотов В.Е. Аутополиплоидия и фертильность// Полиплоидия и селекция. Минск .- 1972. С. 36-45.

21. Бреславец JI.A. Полиплоидия в природе и опыте,- М,- 1963,- 364с.

22. Варшанина Т.П. Изучение полиэмбрионии у томата, перца и баклажана (Solanaceae L.: Lycopersicon esculentum Mill., Capsicum allium L., Solanum melongena L.)// Автореф.канд. дисс.- Ленинград,- 1979,- 23 с.

23. Варшанина Т. П. Некоторые эмбриологические и генетические аспекты многозародышевости у пасленовых// Ргос. 11 Int. Symp. "Embryol. and Seed Reprod." Leningrad, July 3-7, 1990,- St. Petersburg.- 1992,- C. 588589.

24. Васильев A. E. Фрагмопласт. // Эмбриология цветковых растений. Терминология и концепции. Т. 1. Генеративные органы цвет-ка / Под ред. Т. Б. Батыгиной. СПб: Мир и семья, 1994. С. 208-209.

25. Васильев А.Е. Сравнительная структурно-функциональная характеристика цитоскелета животных и высших растений// Журн.общ.биол,-1996а,- Т.57, N3,- С,293-325.

26. Васильев А.Е. Цитоскелет генеративной сферы высших растений// Журн.общ.биол,- 1996 б,- Т.57, N5,- С.567-590.

27. Виллемсе М.Т.М, Вент Дж.Л. ван. Женский гаметофит //Эмбриология растений: использование в генетике, селекции, биотехнологии: в 2 томах. Т. 2/Пер. с англ. Н.П. Матвеевой, Э.С. Терехина и др.; Под ред. И.П. Ермакова,- М.: Агропромиздат, 1990. С. 184-223.

28. Воронова О.Н. Особенности развития женской репродуктивной сферы у мутанта кукурузы рат// Проблемы ботаники на рубеже ХХ-ХХ1 ве-ков. Тез.докл. П(Х) съезда Русского ботан. об-ва (26-29 мая 1998г., СПб). Т.1. С,- 1998.-С.108.

29. Воронова О.Н. Морфогенетические потенции семязачатка Zea mays L. Автореф. дис. . канд. биол наук. Д., 1999,- 22 с.

30. Гваладзе Г. Е. Халазальное полярное ядро центральной клетки зародышевого мешка покрытосеменных. Тбилиси:Мецниереба, 1976. 120 с.

31. Генкель П. А. Физиология устойчивости растительных организмов// Физиология сельскохозяйственных растений,- М., 1967,- т. 3,- С. 87-94.

32. Герасимова- Навашина E.H. Развитие зародышевого мешка, двойное оплодотворение и вопрос о происхождении покрытосеменных // Бот.ж,-1954,- т.39, N 5,- С.655-680.

33. Герасимова- Навашина E.H. О гаметофите и об основных чертах развития и функционирования воспроизводящих элементов у покрытосеменных растений// Проблемы ботаники. 1958. Вып. 3,- С. 125-167.

34. Герасимова-Навашина E.H., Капил Р.Н., Коробова С.Н., Савина Г.И. Процесс двойного оплодотворения при пониженных температурах // Бот. журн. 1968. Т. 53, N 5. С. 614-627.

35. Гершензон С.М. Мутации. Киев: Наукова думка. 1991,- 111с.

36. Гершензон С.М. Основы современной генетики. Киев: Наукова думка,- 1983,- 558 с.

37. Гилберт С. Биология развития. Т.2. Москва: Мир, 1994,- С. 5-36.

38. Глущенко Г.И. Цитоэмбриологическое исследование автополиплоида Erisium carescens Roth.//Te3. докл. IV Всесоюзн. совещ. по полиплоидии,- Киев: Наукова думка. 1975,- С. 33-34.

39. Голубовская И. Н. Генетический контроль поведения хромосом в мейозе//Цитология и генетика мейоза / Под ред. Хвостовой В.В., Богданова Ю.Ф. М.: Наука, 1975. С. 312-338.

40. Голубовская И. Н. Экспериментальное исследование генного контроля мейоза у кукурузы // Теоретические основы селекции. Новосибирск: Наука, 1985,-С. 119-135.

41. Голубовская И. Н., Авалкина Н. А., Перемыслова Е. Э. Гены paml и рат2, контролирующие цитокинез на разных этапах онтогенеза половых клеток кукурузы // Генетика. 1994. Т 30, N 10,- С. 1392-1399.

42. Горбуненко О.Б. Развитие семяпочки и зародышевого мешка гибрида Juglans sieboldina х J. regia// Ботан. исслед.- 1991,- №9,- С. 81-87.

43. Гроссгейм М.А. Обзор новейших систем цветковых растений. Тбилиси: Мицниереба. 1966. 198 с.

44. Гуляев Г.В., Мальченко В.В. Словарь терминов по генетике, цитологии, селекции, семеноводству и семеноведению. М.: Россельхозиздат. 1983,- С. 9-10.

45. Гусаковская М.А. О происхождении зародышевого мешка Polygonum-типа// Проблемы ботаники на рубеже ХХ-ХХ1 ве-ков. Тез.докл. II (X) съезда Русского ботан. об-ва (26-29 мая 1998 г., СПб). Т.1. С,- 1998.-С.113

46. Даниелян А. X. Эмбриологическое исследование табака в условиях некоторых районов Армянской ССР // Автореф. дис. . канд. биол. наук. Ереван. 1963. -21 с.

47. Даниелян А. X. Изучение процессов микро- и макроспороге-неза, микро- и макрогаметогенеза у облученных растений табака// Половой процесс и эмбриогенез растений. Материалы Всесоюз. симпоз. М., 1973,- С. 62-63.

48. Дерид Е. В., Руденко И. С. Сравнительная цитоэмбриология триплоидной алычи и ее разногеномного потомства // Проблемы репродуктивной биологии растений. Тез. докл. симпоз. Пермь, 4-6 июня 1996. С. 8082.

49. Дзевалтовский А.К. Редукционное деление при макроспорогенезе у триплоидной формы арбуза Асахи ямато// Цитология и генетика.-1968,- Т 2, №5,- С. 425-435.

50. Дзевалтовский А.К. Особенности развития женского гаметофита у триплоидной формы арбуза Асахи Ямато// Цитология и генетика.- 1969,- 3, N1,- С. 7-16.

51. Дзевалтовский А. К. Особенности макроспорогенеза и макрога-метофитогенеза у тетраплоидных форм дыни (Meló ADANS) // Тез. докл. VII Всесоюз. симпоз. по эмбриологии растений. Ч. 1. Киев, 1978. С. 23-26.

52. Доувер Г., Флейвелл Р. Эволюция генома. М.: Мир,- 1986,- С. 9-10.

53. Дрё Ф. Экология. М.: Атомиздат,- 1976,- 168 с.

54. Еналеева Н.Х. Особенности процесса оплодотворения у табака в контролируемых условиях // В сб. "Апомиксис и цитоэмбриология растени. Изд-во Саратовского ун-та, 1983, вып. 5. С. 116-124.

55. Еналеева Н.Х., Беляева Е.В., Эльконин JI.A. Апоспория у линии сорго, полученной из культуры тканей. // Апомиксис у растений: состояние проблемы и перспективы исследований. Труды Междунар. симпоз,- Саратов, 1994.-С.54-56.

56. Еналеева Н.Х., Отькало О.В. Эффект гена ig в женской генеративной сфере кукурузы линии зародышевый маркер// Материалы 1-го съезда ВОГИС (Саратов, 20-25 декабря 1994г.) М. 1994.-С.48

57. Еналеева Н.Х, .Отькало О.В, ,Тырнов B.C. Фенотипическое проявление мутации ig в мегагаметофите кукурузы линии Зародышевый маркер// Генетика, 1998. Т.34 N2 .- С. 1499-1505.

58. Еналеева Н.Х., Тырнов B.C. Цитологическое проявление элементов апомиксиса у линии АТ-1 и ее гибридов // Апомиксис у растений: состояние проблемы и перспективы исследований. Труды Междунар. симпоз.-Саратов, 1994,- С. 57-59.

59. Еналеева Н.Х., Тырнов B.C., Селиванова Л.П., Завалишина А.Н. Одинарное оплодотворение и проблема гаплоиндукции у кукурузы // Доклады академии наук. 1997, Т. 353, N3,- С.405-407.

60. Еналеева Н.Х., Тырнов B.C., Хохлов С.С. Выделение зародышевых мешков покрытосеменных растений путем мацерации тканей // Цитология и генетика. -1972,- 6, N5,- С. 439-441

61. Житков Б.М. Возрастная изменчивость и эволюция. М. -1922. С.1.70

62. Жукова Г. Я. Центральная клетка зародышевого мешка //Эмбриология цветковых растений. Терминология и концепции. Т. 1. Генеративные органы цветка / Под ред. Т. Б. Батыгиной. СПб: Мир и семья, 1994,-С. 195-197.

63. Жукова Г.Я. Яйцеклетка// Эмбриология цветковых растений. Терминология и концепции.Т.1. Генеративные органы цветка. Под ред. Т.Б.Бытыгиной. С-Пб: Мир и семья,- 1994. -С. 188-192.

64. Жукова Г. Я., Батыгина Т. Б. Антиподы. // Эмбриология цветковых растений. Терминология и концепции. Т. 1. Генеративные органы цветка/Под ред. Т. Б. Батыгиной. СПб: Мир и семья, 1994. -С. 199-202.

65. Жукова Г. Я., Батыгина Т. Б., Гваладзе Г. Е. Полярные ядра // Эмбриология цветковых растений. Терминология и концепции. Т. 1. Генеративные органы цветка / Под ред. Т. Б. Батыгиной. СПб: Мир и семья, 1994. -С. 197- 199.

66. Загорчева Л. Макроспорогенезис и макрогаметогенезис на Cucumis sativus L. и състояние на женския гаметофит и женските Цветове// Генетика и Селекция. НРБ,- 1976,- 9, № 5,- С. 386-399.

67. Зайковская Н.Э., Белоус В.Е. Особенности развития зародышевых мешков у односемянной тетраплоидной сахарной свеклы. Док. ВАСХНИЛ,-1965.- 7,- С. 11-15.

68. Зайковская Н.Э., Ярмолюк Г.И. Гаметогенез и развитие семян у триплоидных растений сахарной свеклы// Докл. ВАСХНИЛ,- 1968,-7,-С. 19-22.

69. Зайцев Г. Н. Математическая статистика в экспериментальной ботанике. М.: Наука, 1984. 424 с.

70. Звержанская Л.С Мегаспорогенез и развитие зародышевого мешка у гаплоидов кукурузы линии ВГ-10.// Апомиксис и цитоэмбриология растений. Вып. 2. Изд-во Саратовского ун-та,- 1971. -С. 84-94.

71. Звержанская Л.С. Мейоз и формирование мужского и женского га-метофитов у гаплоидов// Гаплоидия у покрытосеменных растений. ЧастьП. Саратов: Изд-во Саратовского ун-та.- 1974,- С. 7-42.

72. Звержанская Л.С., Шишкинская H.A. Мейоз и формирование мужского и женского гаметофитов у гаплоидов// Гаплоидия у покрытосеменных растений. ЧастьП. Саратов: Изд-во Саратовского ун-та.- 1974,-С.7-42.

73. Зубко И.Н. Развитие женского гаметофита у послена дольчатого, птичьего и его полиплоида// Сб. научн.работ. ВНИИ лекарств, раст. 1970.-Вып.2,- С.63-66.

74. Инге-Вечтомов С.Г. Генетика с основами селекции. М.: Высш. шк. 1989,- 591 с.

75. Кашин А.С.,Блюднева Е.А., Силкин М.А. Активация мегагамет и регуляция эмбриогенеза в культуре in vitro неоплодотворённых зазавязей проса посевного // Физиология растений. 1999. Т. 46, N 4. С.

76. Кашин A.C., Куприянов П.Г. Апомиксис в эволюции цветковых растений. Саратов: Изд-во СГУ, 1993. 196 с.

77. Кордюм E.JI. К вопросу о таксономической и филогенетической оценке эмбриологических данных// Флора, систематика и филогенеия растений. К.: Наукова Думка,- 1975. С.194-203.

78. Кордюм Е. JI. Эволюционная цитоэмбриология покрытосеменных растений. Киев: Наук, думка, 1978. 219 с.

79. Коровин А.И. Растения и среда обитания// Человек и мир растений. М.; Колос. 1982,- С. 14-31.

80. Коровин А.И. Растения и экстремальные температуры. Л.: Гидро-метиздат. 1984,- 271 с.

81. Корочкин Л.И. Введение в генетику развития. М.: Наука, 1999- 254с.

82. Красилов В.А. Происхождение и ранняя эволюция цветковых растений. М.: Наука,- 1989,- 263 с.

83. Красилов В.А., Бугдаева Е.В., Маркевич B.C., Маслова Н.П. Проан-гиоспермы и происхождение цветковых растений Рос. наука: Выстоять и возродиться.- 1997,- С.294-302

84. Куприянов П.Г. Диагностика систем семенного размножения в популяциях цветковых растений. Саратов: Изд-во Сарат. Ун-та, 1989,- 160 с.

85. Курбатский В.И. Происхождение покрытосеменных (новые взгляды на решение проблемы). Томск: Изд-во Том. ун-та, 1993,- 183 с.

86. Лаптев Ю.П. Гетероплоидия в селекции растений. М.: Колос, 1984. -248 с.

87. Литвиненко И.М., Дзевалтовский А.К. До ембрюлоги диплощна та тетраплощно1 форм емшп полум'яно! (Emilia dlammea cass.)// Укр. бота-шчний ж,- 1972,- Т. 29, N 5,- С. 614-618.

88. ЛифероваВ.В. Развитие женского гаметофита у смородинно-крыжовни-ковых гибридов первого и второго поколений// Проблемы гаме-тогенеза, оплодотворения и эмбриогенезаю Тез. VII Всес. симп. по эм-бриол. растений. Ч. 1. Киев: Наукова думка,- 1978.- С. 33-36.

89. Лиферова В.В. Отклонения в развитии женского гаметоита у смо-родин-но-крыжовникового гибрида первого поколения// Морфо-функцио-нальные аспекты развития женских генеративных структур семенных растений. Телави,- 1984,- С. 34-35.

90. Лобашов М.Е. Генетика. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та. 1969,- 751 с.

91. Машталер С.Г., Чеченева Т.Н. Цитогенетические исследования тетраплоидной ржи// Экспериментальная генетика растений / Под ред. Зо-симовича В.П.- Киев: Наукова думка,- 1977,- С.36-52.

92. Магешвари П. Эмбриология покрытосеменных. М.: Изд-во иностр. литературы,- 1954,- 440 с.

93. Модилевский Я.С. Эмбриология покрытосеменных растений. Киев,- 1953,- 224 с.

94. МолховаЕ. Проучване на мъжки и женски гаметофити при пше-нично-ръжени хибриди// Отдачена хибридизация на растенията. София.-1972,- С. 67-74.

95. Молхова Е., Димитрова Е., Цитоэмбриологично проучвания на га-метофите на стерильния триплод Mentha piperita L.// 2 Нац. конф, по бо-тан.- 1969. София,- 1973,- С. 349-354.

96. Молхова Е.Г., Михайлова М.П. Отдалечна хибридизация между Capsicum annuum, Capsicum pendulum, Capsicum pubescens// Отдалечна хибридизация растений. Матер. Симп. Междунар. Участиею София, 14-15 сент., 1982.- 1983,- С. 317-336.

97. Мошкович A.M. Кариологическое и сравнительное цитоэмбриологическое исследование диплоидной и тетраплоидной ржи// Автореф.канд. дисс. Кишинев,- 1972,- 24 с.

98. Мошкович A.M. Добавочные хромосомы покрытосеменных растений. Кишинев: Штиинца.- 1979,- 164 с.

99. Мюнтцинг А. Цитогенетические свойства тетраплоидной ржи // Полиплоидия. М.:Изд-во иностр. лит-ры, 1956. С. 153-208.

100. Мюнтцинг А. Генетические исследования. М.:Изд-во иностр. литры, 1963. 487 с.

101. Ноглер Г.А. Гаметофитный апомиксис// Эмбриология растений/ Под ред. ДжориВ.М. Ч. 2. Москва: Агропромиздат. 1990,- С. 39-91.

102. Огурцов К.С., Гатин Ф.Г. Аномалии макрогаметогенеза у полиплоидов шелковицы // Шелк,- Ташкент,-1979

103. Орел Л.И., Семенова Е.В. Эмбриологические особенности опавших и развивающихся завязей Faba bona (Fabaceae)//Ботан.ж. 189,74, N4. -С. 465-475.

104. Пахомова Н.П. Особенности развития женского гаметофита у некоторых отдаленных гибридов в роде Ribes// Половой процесс и эмбриогенез растений,- М,- 1973,- С. 174-175.

105. Пахомова Н.П. Особенности развития женского гаметофита у межвидовых гибридов плодовых и ягодных культур// Проблемы гаметогене-за, оплодотворения и эмбриогенезаю Тез. VII Всес. симп. по эмбриол. растений. Ч. 3 Киев: Наукова думка,- 1978,- С. 66-67.

106. Перфильева-Дячук Л.П. Эмбриологическое исследование анеуп-лоидной сахарной свеклы// Проблемы гаметогенеза, оплодотворения и эмбриогенеза. Матер. VIII Всес. сов. по эмбриологии растений. Ташкент, 1213 окт. 1982,- Ташкент: Фан,- 1983.-С.109.

107. Петров Д.Ф. Генетически регулируемый апомиксис. Новосибирск: Наука, 1964,- 187 с.

108. Петров А.Ф. Генетические основы апомиксиса.- Новосибирск: СО Наука,- 1979,-280 с.

109. Плакса Е.В., Шишкинская Н.А. Цитоэмбриологическое исследование апомиксиса у овсяницы валисской// Гаметогенез, оплодотворение, и эмбриогенез семенных растений, папортников, мхов. Тез. докл. IX Всес. сов. по эмбриологии растений. Кишинев,- 1986,- С. 22.

110. Печеницын В. П. Развитие зародышевого мешка Fritillaria-типа у некоторых среднеазиатских видов Tulipa//Ботан.ж,- 1972,- 57, N 2,221-229.

111. Печеницын В. П. Морфология и эмбриология видов Tulipa: Ав-тореф. дисс. . докт. биол. наук. JL, 1989. 48 с.

112. Печеницын В. П. Эволюция типов развития зародышевого мешка// Эмбриология цветковых растений. Терминология и концепции. Т.1. Генеративные органы цветка. Под ред. Т.Б.Бытыгиной. С-Пб: Мир и семья,- 1994. С. 234-239.

113. Плохинский Н.А. Биометрия. М.: Изд-во Московск. ун-та,- 1970.367с.

114. Плющ Т. А. Ультраструктура зародышевого мешка покрытосеменных. Киев: Наук, думка, 1992. 146 с.

115. Плющ Т. А., Банникова В. П. Ультраструктура зародышевого мешка и оплодотворение у Adoxa moschatellina (Adoxaaceae) // Ботан. журн. 1989. Т. 74, N 1.С. 59-65.

116. Поддубная АрнольдиВ.А. Эмбриология некоторых полиплоидов, полученных экспериментально// Полиплоидия у растений. Тр. Моск. общ-ваиспыт. природы. T.V.- 1962,- С.65-79.

117. Поддубная-Арнольди В. А. Цитоэмбриология покрытосеменных растений. Основы и перспективы. М.: Наука, 1976. 507 с.

118. Поддубная-Арнольди В.А., Стешина Н., Сосновец А. Материал к биологии цветения и размножения Scorzonera tau-saghyz Lipsh. Et osse // Бот. журн. 1934. Т. 19, N 4, С. 338-364.

119. Романов И.Д. Эволюция онтогенеза зародышевого мешка покрытосеменных растений//Тез. докл. III Всесоюз.Сов. эмбриолог,- 1960 а,-С.145-146.

120. Романов И.Д. Параллелизм в эволюции зародышевого мешка покрытосеменных// Вопросы эволюции, биогеографии, генетики и селекции,- М.-Л. 1960 б . С. 217-223.

121. Романов И.Д. Опыт анализа некоторых особенностей развития зародышевого мешка Fritillaria-THna// Ботан.ж,- 1965,- 506 N9. С.1276-1287

122. Романов И. Д. Движение ядер при развитии зародышевого мешка у Solanum virgultorum (Bitt.) Card, et Haukes // Ботан. журн. 1970. Т. 55, N 11. С.1563-1568.

123. Романов И. Д. Типы развития зародышевых мешков покрытосеменных растений // Проблемы эмбриологии / Под ред. Зосимовича В. П. Киев: Наук, думка, 1971. С. 72-112.

124. Савченко М.И. Морфология семяпочки покрытосеменных растений. Л.: Наука ЛО,- 1973.-110 с.

125. Седышева Г.А. Влияние полиплоидии на состояние генеративной сферы яблони // Тез. 4 съезда ВОГИС,- Кишинев: Штиинца.-1982.а С. 166167.

126. Седышева Г.А. Состояние женской генеративной сферы у яблони в зависимости от степени плоидности// Селекция, сортоизучение, агротехника плодовых и ягодных культур,- Орел.- 1982.6 С.27-35.

127. Седышева Г.А. Изучение макроспорогенеза и формирования женского гаметофита у яблони в связи с полиплоидией// Гаметогенез, оплодотворение и эмбриогенез семеннных растений, папортников и мхов. Тезисы Всес. конф. Кишинев: Штиинца.- 1986,- С.70.

128. Селиванов A.C. Многозародышевость семян и селекция. Изд. Саратовкого ун-та: Саратов,- 1983,- 84 с.

129. Семенов В. И. Мейоз у автополиплоидов // Цитология и генетика мейоза / Под ред. Хвостовой В.В., Богданова Ю.Ф. М.: Наука, 1975.С. 263-291.

130. Смирнов А.Г. Женский гаметофит покрытосеменных и его эволюция. Казань: Изд-во Казан, ун-та.- 1982,- 120 с.

131. Соснихина С. П., Смирнов В. Г., Забирова Э. Р. Генетический контроль поведения хромосом в мейозе у инбредных линий диплоидной ржи (Seeale cereale L.) IV. Деления в тетрадах // Генетика. 1980. Т. 16, N 4. С. 677- 183.

132. Соснихина С. П., Федотова Ю. С., Смирнов В. Г., Михайлова Е. И., Богданов Ю. Ф. Изучение генетического контроля мейоза у ржи // Генетика. -1994. Т. 30, N 8. С,- 1043-1056.

133. Сравнительная эмбриология цветковых растений. JI.: Наука,-1981, 264 с; 1983, 363 с; 1985, 285 с; 1987, 391 с; 1990, 332с.

134. Тахтаджян A.JI. Морфологическая эволюция покрытосеменных. МОИП. 1948.-301 с.

135. Тахтаджян A.JI. Основы эволюционной морфологии покрытосеменных. М,- JI. -1964.

136. Тахтаджян A.JI. Происхождение и расселение цветковых растений. Л.: Наука ЛО,- 1970,- 146 с.

137. Терехин Э.С. Проблемы эволюции онтогенеза семенных растений// Тр. Бин им. В.Л.Комарова АН СССР,- 1991. Вып.2- 68 с.

138. Терехин Э.С. Иерархическая классификация зародышевых мешков //Эмбриология цветковых растений. Терминология и концепции.

139. Т.1. Генеративные органы цветка. Под ред. Т.Б.Бытыгиной. С-Пб: Мир и семья,- 1994 а. С. 239-248.

140. Терехин Э.С. Эволюция женского гаметофита //Эмбриология цветковых растений. Терминология и концепции.Т. 1. Генеративные органы цветка. Под ред. Т.Б. Бытыгиной. С-Пб: Мир и семья,- 1994 б. С. 248-255.

141. Терехин Э. С. Семя и семенное размножение. СПб: Мир и семья-95,1996 в. 386 с.

142. Топильская JI. А., Лучникова С. П., Чувашина Н. П. Изучение соматических и мейотических хромосом на ацето-гематоксилиновых давленых препаратов // Бюл. науч. инф. ЦГЛ им. И. В. Мичурина. 1975. Вып. 23.

143. Трунин Л.А. Цитоэмбриологическая характеристика экспериментальных аутотетраплоидов крыжовника// Сб. научн. тр. ВНИИ садовод,- 1980,- N31,- С.104-106.

144. Тырнов B.C. Эмбриологические механизмы возникновенимя гаплоидов// Гаплоидия и селекция. М.: Наука, 1976 а. - С.66-76

145. Тырнов B.C. Генетические закономерности возникновения гаплоидов // Гаплоидия и селекция / Под ред. В.А. Крупнова. М.: Наука,1976 б. С. 121-131.

146. Тырнов B.C. Андрогенез in vivo у растений // Биология развития и упрвление наследственностью. М., Наука, 1986.1. С. 138-164.

147. Тырнов B.C. Гаплоидия у растений: Научное и прикладное значение,- М.: Наука, 1998,- 53 с.

148. Тырнов B.C., ЕналееваН.Х. Автономное развитие зародыша и эндосперма у кукурузы //Докл. АН СССР,- 1983,- 272, N 3,- С. 722-725.

149. Тырнов B.C., Завалишина А.Н. О связи спонтанной гаплоидии и полиэмбрионии у кукурузы // Проблемы апомиксиса у растений и животных. Новосибирск: СО Наука, 1973. - С. 193-198.

150. Тырнов B.C., Завалишина А.Н. Индукция высокой частоты возникновения матроклинных гаплоидов у кукурузы // Докл. АН СССР. 1984. Т. 276, N 3. - С. 735-738.

151. Тырнов B.C., Хохлов С.С. Андрогенез у покрытосеменных растений // Генетика. 1974. Т. 10, N 9. - С. 154-167.

152. Фавр-Дюшартр М. Гомологии и филогения//Эмбриология растений:использование в генетике, селекции, биотехнологии: в 2 томах. Т. 2/Пер. с англ. Н.П. Матвеевой, Э.С. Терехина и др.; Под ред. И.П. Ермакова,- М.: Агропромиздат, 1990,- С. 300-342.

153. Федоров A.A. Тератология и формообразование у растений. Изд-во АН СССР. М.-Л. 1958,- 28 с.

154. Хохлов С. С. К методике выявления апомиксиса у покрытосеменных растений // Апомиксис и цитоэмбриология расте-ний. Саратов: Изд-во Саратовского ун-та- 1968,-С. 136-141.

155. Хохлов С.С. Эволюционно-генетические проблемы апомиксиса у покрытосеменных растений // Апомиксис и селекция. М.: "Наука". -1970,-С. 7-21.

156. Хохлов С.С., Зайцева М.И., Куприянов П.Г. Выявление апомик-тичных форм во флоре цветковых растений СССР. Программа, методика, результаты. Саратов. Изд-во Саратовского ун-та,- 1978,- 224 с.

157. Цвелев Н.Н . О происхождении и основных направлениях эволюции злаков// Проблемы эволюции. Новосибирск: Наука.- 1975. Т. 4. С. 107117.

158. Цвелев Н.Н О первичной жизненной форме покрытосеменных растений//Бюл. МОИП. Отд. Биол,- 1977. Т. 82, вып. 1,- С. 79-87.

159. Циунович О.В. Нарушения в процессе развития женской генеративной сферы у двух гибридных пионов// Половой процесс и эмбриогенез растений,- М.- 1973. С. 256-257.

160. Чеботарь A.A. К вопросу об экспериментальной эмбриологии кукурузы // Генетика селекция и семеноводство кукурузы / Под ред. А.Е. Ко-варского. Кишинев: Картя Молдовеняскэ, 1965. Вып. 1. С. 169-181.

161. Чеботарь А. А. Эмбриология кукурузы. Кишинев: Штиинца, 1972.384с.

162. Чеченева Т.Н. Аномалии макрогаметогенеза у полиплоидов // Экспериментальная генетика растений / Под ред. Зосимовича В.П.- Киев: Наук, думка, 1977. С. 53-59.

163. Шелаботин Г.П. Цитоэмбриологическое изучение тетраплоидов Ribes dikuscha Fisch.// Бюл. науч. информ. Центр, генет. лаб,- 1980.- N 34. -С. 14-17.

164. Шелаботин Г.П. Цитоэмбриологическое изучение анеуплоидных форм черной смородины// Бюл. науч. информ. Центр, генет. лаб,- 1986. N 44.-С. 32-35.

165. Шишкинская Н.А Аномалии в развитии женского гаметофита ке-лерии песчаной// Апомиксис и цитоэмбриология растений. Вып. 6. 1986. Изд-во Сарат. ун-та. - С. 28-32.

166. Шишкинская H.A., Бородько A.B. Об апомиксисе у овсянице горной (Festuca drymeja Mert. et Kochy/Биологические науки,- 1987.-1.-С.84-89.

167. Шишкинская H.A., Юдакова О.И Репродуктивная эмбриология дикорастущих злаков// Известия СГУ. Отдел биологический. Вып специальный . Изд. СГУ,- 2000 (в печати).

168. Шишкинская H.A., .Юдакова О.И, Тырнов B.C. Структурная изменчивость зрелых женских гаметофитов злаков// Докл. РАЕН,- 2000 (в печати)

169. Шмальгаузен И.И. Организм как целое в индивидуальном и историческом развитиию М,- JI.- 1942,- 179 с.

170. Эльконин J1.A., Беляева Е.В., Еналеева Н.Х. Создание форм сорго с высокой частотой апоспорических структур в семяпочках методом прямого отбора // Проблемы репродуктивной биологии растений. Тезисы докл. симп. (Пермь, 4-6 июня 1996). С. 239-241.

171. Эльконин JI.A., Еналеева Н.Х., Беляева Е.В. Высокая частота генеративных аномалий у линии сорго, полученной из культуры тканей // Тез. докл. Конференции по генетике соматических клеток в культуре .Черноголовка, 22-24 октября 1993 г.) М.1993. С. 25.

172. Юдакова О.И. Сравнительное эмбриологическое изучение генеративной сферы у тетраплоидных и диплоидных форм томатов// Деп. в ВИНИТИ, 24.04.93,- N 1037-В93 Деп. -1993,- 7 с.

173. Яковлев М.С. гаметогенез, зародышевый мешок и пыльцевое зерно (к проблеме происхождения Angiospermae// Ботан. журн,- 1974. -59, 12,- С. 1721-1727.

174. Ярмолюк Г.И. Явление анеуплоидии у полиплоидной сахарной свеклы // Полиплоидия и селекция / Под ред. Турбина Н.В. Минск, 1972. С. 212-218.

175. Ahloowalia В. S. Frequency, origin and survival of aneuploids of tetraploid ryegrass // Genetica. 1971. Vol. 42, N 1. P. 129-138.

176. Asker S. Gamethophytic apomixis: elements and genetic regulation // Hereditas.- 1980,- N 93,- P.277-293.

177. Baranski R. In vitro gynogenesis in red beet (Beta vulgaris L): Effects of ovule culture conditions // Acta Societatis Botanicorum Poloniae .- 1996,- M. 65,№: 1-2 .-P. 57-60

178. Battaglia E. Apomixis // Recent advances in the embryology of Angiosperms.- Delhi, 1963,- 677 p.

179. Battaglia E. The evolution of the female gametophyte of angiosperms: an intepretative key. (Embryological Questions: 14)// Annali di Botanica.- 1989. Vol. 47,- P. 7-144.

180. Battaglia E. Unreduced embryo sacs and related problems in angiosperms (apomixis, cyclosis, cellularisation) (Embryological questions: 16.) // Atti Soc. Tosc. Sci. Nat., Serie B, 1991. Vol. 98, P. 1-134.

181. Batygina T.B. Genetic heterogeneity of seeds// Acta Biol, racoviensia. Ser. Bot. 1999.-41,- P. 39-50.

182. Bell P.R. Have necrohormones a role in embryogenesis? // Acta So-cietatis Botanicorum Poloniae .-1996a. V. 65, N 1-2,- P. 7-9.

183. Bell P.R. Title Megaspore abortion: A consequence of selective apopto-sis?// International Journal of Plant Sciences. -1996 6. Vol. 157, N 1. -P.1-7.

184. Benavente R. S., Skorupska H., Palmer R. G., Shoemaker R. C. Em-bryosac development in the cv KS male-sterile, female sterile line of soybean (Glycine max) // Amer. J. Bot. 1989. Vol. 76, N 12. P. 1759-1768.

185. Bhandari N. N., Chitralekha P. Cellalurization of the female gametophytes in the Ranunculus scleratus Linn. // Can. J. Bot. 1989. Vol. 67. P. 1325-1330.

186. Bingham E.T., Hawkins-feiffer J. Female sterility in alfalfa due to a recessive trait retarding integument development// J. Hered.- 1984,- 75, N 3. P. 231-233.

187. Brown R. C., Lemmon B. E., Olsen O. A. Development of the endosperm in rice (Oryza sativa L): Cellularization // J. Plant Res. 1996. Vol. 109, N 1095. P. 301-313.

188. Calderini O., Mariani A. Megagametophyte organization in diploid alfalfa meiotic mutants producing 4n pollen and 2n eggs // Theor. Appl. Genet.-1995. Vol. 90, N1.-P. 135-141.

189. Caiman J.G., Crane C.F., Riera-Lizarazu O. Comparative histology of cell walls during meiotic and apomeiotic megasporogenesis in two hexaploid Australasian Tlymus species// Crop Science.- 1991. Vol. 31,- P.1527-1532.

190. Leblank O., Savidan I. Timing of megasporogenesis in tripsacum species (Poaceae) as related to the control of apomixes and sexuality// Polish Bot. Stud.-1994. Vol. 8,-P. 75-81.

191. Cass D. D., Peteya D. J., Robertson B. L. Megagametophyte development in Hordeum vulgare. 1. Early megagametogenesis and nature of cell wall formation// Can. J. Bot. -1985. Vol. 63, N 12. -P. 2164-2171.

192. Cass D. D., Peteya D. J., Robertson B. L. Megagametophyte development in Hordeum vulgare. 2. Late stages of wall development and morphological aspects of megagametophyte cell differentiation // Can. J. Bot. -1986. Vol. 64, N 10. P. -2327- 2336.

193. Cerioli S., Marin O., Zapparoli G., Marocco A. Isolation of BiP mutants by analyzing the defective endosperm function in maize // Maydica. -1995. Vol. 40, N4,-P. 311-317.

194. Chaubal R., Reger D.J. Calcium in the synergid cells of wheat// Sex. Plant Reprod.-1992.- V5.- P. 34-46

195. Chen L.F., Heer H.E., Palmer R.G. The frequency of polyembryonic seedlings and polyploids from msl soybean// Theor. Appl. Genet.- 1985.- V 69, N3.-P. 271-277.

196. Coen S., Romero J.M., Doyle S., Elliott R., Murphy G., Carpenter R. floricula: A homeotic gene required for flower development in Antirrhinum majus// Cell.- 1990,- 63,- P. 1311-1322.

197. Cutter G.L., Bingham E.T. Efect of soybean male-sterile gene ms on organization and function of the female gametophyte// Crop. Sci.- 1977,17,- P. 760-764.

198. Czapik R. Theoretical aspects of apogamety in angiosperms// Bull.Pol. Acad. Sci. Biol. Sci.- 1997,- Vol. 45, N 2-4,- P. 57-64.

199. Czapik R. Apogamety and its critique// ApomixisNewsletter.-1998.- N 10,-P. 1-2.

200. Datham A.S.R. Occurrence of dimorphic embryo sacs in Tricho-santhes lobata Roxb// Curr.Sci. (India).- 1974.-V43, N3.-P.91-92.

201. Davis G. Systematic embryology of the angiosperms.- N.Y.- London-Syndey.-1966.- 528 p.

202. Dharamadhaj P., PrakashN. Development of the anther and ovule in Capsicum // Aust. J. Bot. 1978. V 26, N 3. P. 433-439.

203. Diboll A., Larson D. An electron microscopic study in the mature megaga-metophyte in Zea mays.- Am.J. Bot.- 1966,- V. 53, N 4.

204. Doonan J., Fobert P. Conserved and novel regulators of the plant cell cycle// Curr. Opinion Cell Biol.- 1997,- V.9, N 6,- P. 824

205. Doyle J.A. Phylogenetic analyses and the origin of angiosperm flowers 15th Int. Bot. Congr., Yokogama, Aug. 28-Sept. 3, 1993, 1993, CTp.24

206. Doyle J.A. Origin of the angiosperm flower: A phylogenetic perspec tive// Plant Systematics and Evolution.- 1994,- 8,- p. 7-29

207. Draetta G. Cellcycle control in eucariotes: Molecular mechanisms of cdc 2 activation// Trends Biochem. Sci.- 1990,- 15, N 10,- P. 378-383.

208. Drews G. N., Lee D., Christensen C. A. Genetic analysis of female gametophyte development and function // Plant Cell .-N 1, 1998, t.10. C.5-17.

209. Edman G. Apomeiosis und Apomixis bei Atraphaxis ftutescens C. Koch//Acta Horti Bergiani.- 1937,- Band 11, N 2. S.13-65

210. Elkonin L.A., Enaleeva N.Kh., Tsvetova M.I., Belyaeva E.V., Ishin A.G.4 OPartially fertile line with apospory obtained from tissue culture of male sterile plant of sorghum (Sorg hum bicolor L.)// Annals of Botany, 1995, 76.-P.359- 364.

211. Enaleeva N.Kh, Belyaeva E.V., Elkonin L.A. Selektion for high frequ-ency of aposporous structures in sorghum// International Newsletter, 1996, N37.-C. 67-68.

212. Enaleeva N.Kh., Seiivanova L.P., Zavalishina A.N. Mechanism of ma-tro-clinal haploidy in maize by male parent PEMS-2// Proc. of the XI Intern, symp. Embryology and seed reproduction. St.Petersburg "Nauka", 1992. P. 145146.

213. Enaleeva. N. Kh, Elkonin L.A.,.Belyaeva E.V.Embryological manifestation of apomixis in Sorghum line derived from tissue culture. Apomixis Newsletter. 1994, 7, p.30-33.

214. Enaleeva N., Otkalo O., Tyrnov V. Cytological expression of ig mutant in megagametophyte // Maize genetics cooperation. Newsletter.- 1995,- 69,-P. 121.

215. Enaleeva N.Kh., Tyrnov V.S. Cytological investigation of apomixis in AT-1 plants of corn// Maize Genetics Cooperation. Newsletter.-1997,-71,-P. 74-75.

216. Evans G.M., Rahman M.M. The basis of low grain yield and infertility in autotetraploid barlei (Hordeum vulgare)//Heredity.- 1990,-64, N3.-C.305-313.

217. Fagerlind F. Der tetrasporische Angiospermen-Embryosack und dessen Bedeutung fur das Ferstandnis der Entwicklungsmechank und Phylogenie des Embryossacks// Ark. Bot.- 1944,- V 31 A, N 11.- S. 1-71.

218. Feldman K.A., Coury D.A., Christianson M.L. Exceptional segregation of a selectable marker (KanR) in Arabidopsis identifies genes important for ga-meto-phytic growth and development// Genetics.- 1997,- V. 147,- P. 1411-1422.

219. Finch R.A., Bennet M.D. Action of triploid inducer (tri) on meiosis in barely (Hordeum vulgare L.)// Heredity.- 1979.-V 43, N 1,- P. 87-93.

220. Fish R.K. Megagametogenesis in Clematis and its taxonomic and phy-loge-netic implications// Phytomorphology.- 1970,- 20, N 4,- P. 317-327.

221. Francis D., Halford N.G. The plant cell cycle// Physiologia Planta-rum.- 1995. V. 93, N 2,- P. 365-374.

222. Freeling M. Spontaneous forward mutation versus reversion frequencies for maize ADH 1 in pollen//Nature.- 1977.-V 267, N 5607,- P. 154-156.

223. Geitler L. Embryosacke aus Pollenkornen bei Ornithogalum// Ber. Deutsch. Bot. Gesell. -1941- 59.-S. 419-423.

224. George G.P., George R.A., Herr J.M. Jr. A comparative study of ovule and megagametophyte devevelopment in field-grown and greenhouse grown plants of Glycine max and Phaseolus aureus (Papillionaceae)// Am. J. Bot.- 66.1979. P. 1033-1043.

225. Godineau J. C. Ultrastructure des synergides chez quelques composees //Rev. cytol. biol. veg. 1969. T. 32, N 3-4. P. 209-218.

226. Golubovskaya I.N. Meiosis in maize: mei genes and conception of ge-neticcontrol of meiosis//Adv. Genet.-1989.- V. 26.-P. 149-193.

227. Golubovskaya I., Avalkina N.A., Sheridan W.F. Effects of several meiotic mutations on female meiosis in mayze// Dev. Genet.- 1992,- 13, N 6,- C. 411-424.

228. Goodspeed T. N. Maturation of the gametes and fertilization in Nicotiana//Madrono. 1947. Vol. 9, N 2-8,-P.l 10-120.

229. Goto K. Molecular and genetic analyses of flower homeotic genes of Arabi-dopsis //Journal of Biosciences.- 1996,- V.21, N 3,- P. 369-378.

230. Gottschalk W., Kaul M. L. H. The genetic control of micro-sporogenesis in higher plants // Nucleus. -1974. -Vol. 17, N 3,- P. 133-166.

231. Gottschalk W., Kaul M. L. H. Asinapsis and desinapsis in flowering plants. I. Asinapsis//Nucleus. -1980a. -Vol. 23, N 1-2.-P.1-15.

232. Gottschalk W., Kaul M. L. H. Asinapsis and desinapsis in flowering plants. II. Desinapsis // Nucleus. -1980b. -Vol. 23, N 1-2,- P. 97-120.

233. Graybosch R.A., Palmer R.G. Male sterility in soybean (Glycine max). II. Phenotypic expression of the ms4 mutant// Amer. J.Bot.- 1985.-V 72, N 11.- P. 1751-1764.

234. Graybosch R.A., Palmer R.G. Analysis of a male-sterile character in sosoybeans// J. Hered.- 1987,- 78, N 2,- P. 66-70.

235. Gupta R.K., Roy R.P., Singh A.P. . Aposporous apomixis: sesonal varia-tion in tetraploid Dichantium annulatum (Forssk.) Stapf.// Port, acta biol.-1969-1970,-All.-P. 253-260.

236. Gustafsson A. Apomixis in higher plants. The mechanism of apomik-sis P. I-III//Lunds univ. Arsskr. N.F.Avd. II.- 1946,-Bd. 42, N3. S. 1-67.

237. Hanna W.W., Bashaw E.C. Apomixis: its identification and use in plant breeding//Crop. Sci.- 1987,-27,-P. 1136-1139.

238. Havel L, Durzan D.J. Apoptosis in plants// Botanica Acta.-1996 .- V. 109, N4- P. 268-277.

239. Hermsen J.G.Th. Mechanisms and genetic implications of 2n-gamete formation// Iowa State J. Res.- 1984.-V 58, N 4,- P.421-434.

240. Herr J. M., Jr. A new clearing squash technique for the study of ovule development in angiosperms//Amer. J. Bot. 1971. Vol. 58, N8. P. 785-790.

241. Herr J.M. The origin of the ovule// Source American Journal of Botany.- 1995,- V. 82, N 4,- P. 547-564.

242. Heslop-Harrison J. The forgotten generation: some thoughts on the genetics and physiology of angiosperm gametophytes// Norwich.- 1980,- P. 1-14

243. Heslop-Harrison J., Heslop-Harrison Y. Pollen tube hemotropism: fact or delusion// Biology of reproduction and cell motility in plants and animals (Cre-sty M. and Dallai R. eds). University of Siena, Siena.-1986. P. 169-174.

244. Hirt H. In and out of the plant cell cycle// Plant Molecular Biology.-1996.-V. 31, N3,- P. 459-464.

245. Hjelmqvist H., Grazi F. Studies on variation in embryo sac development//Bot. notiser. 1964. V. 117, N2. P. 141-166.

246. Hjelmqvist H., Grazi F. Studies on variation in embryo sac development. Second. Part. // Bot. notiser. 1965. V. 118, N 4,- P. 329-360.

247. Huang B.-Q., Russel S.D.Female germ unit: Organization, reconstruction and isolation// Int.Rev. Cytol.- 1992 a.-140,- P. 233-293.

248. Huang B.-Q., Russel S.D. Synergid degeneration in Nicotiana: A quantitative, fluorochromatic and chlorotetracycline study// Sex. Plant Reprod.-1992 b.- 5,- P.151-155.

249. Huang B.Q., Sheridan W.F. Embryo sac development in the maize indeter-minate gametophytel mutant: Abnormal nuclear behavior and defective microtu-bule organization // Plant Cell.- 1996,- V.8, N 8,- P. 1391-1407.

250. Hiilskamp M., Schneitz K., Pruitt R.E. Genetic evidence for a long-rangeactivity that directs pollen tube guidance in arabidopsis/ZPlant Cell.- 1995 -Vol.7.,N l.-P. 57-64.

251. Huyghe C. La polyembryonie haploide-diploide chez le lin (Li-num usitatissimum L.). Etude cytologique et physiologique // Agronomie. 1987. Vol. 7, N 8. P. 567-573.

252. Iwanaga M., Peloquin S.J. Synaptic mutant affecting only megasporogenesis in potatoes// J.Heredity.- 1979.-70.-P. 385-389.

253. Javornik B., Bohanec B., Campion B.Second cycle gynogenesis in onion, Allium cepa L., and genetic analysis of the plants// Plant Breed.- 1998. V 117, N3. - P. 275-278.

254. Jensen W. A. The ultrastructure and histochemistry of the synergids of cot-ton // Amer. J. Bot.-1965 a.- Vol. 52, N 3. P. 238-256.

255. Jensen W. A. The ultrastructure and composition of the egg and central cell of cotton // Amer. J. Bot.-1965 b.- Vol. 52, N 5. P. 781-787.

256. Johnston S.A., Hanneman R.E. The genetics of triploid formation and its relationship to endosperm balance number in potato// Genome.- 1995.-V. 38, N 1,- P. 60-67.

257. John B. M. Female gametophyte // Recent advances in the emryology of angiosperms / Ed. P. Maheshwari. Intl Soc Plant Morpho-logists, Univ. Delhi. 1963. P. 69-103.

258. Joppa L.R., Williams N.D.,Maan S.S. The chromosomal location of a gene (msg) effecting megasporogenesis in durum wheat// Genome.- 1987,- V 29, N4.-C. 578-581.

259. Jos J. S., Singh S. P. Gametophyte development and the embryogeny in the genus Nicotiana// J. Indian Bot. Soc. 1968,- Vol. 47, N 1-2. - P. 118128.

260. Jos J.S., Vijaya B.K. Sterility in a sweet potato clone// Turralba.-1985,-35, N4,-P. 415-419.

261. Joshi A.C. Systematic distribution of the Fritillaria-type of embryo sac and the mono or polyphe=yletic origin of Angiosperms// Chronica Bot.-1938,-V. 4, N6,- P. 507-508.

262. Kamelina O.P. Synergid apogamety in the genus Tetradiclis Stev. (Tet-radi-clidaceae) and occurence of this phenomenon in flowering plants// Apomixis Newsletter.- 1995,- N 8.- P.32-33.

263. Kapil R. N., Bhatnagar A. K. The antipodes // Phyta. 1978. N 1. P.54.75.

264. Kashin A.S. Physiological aspects of apomixis in Angiosperms. 1. Chemical activation of Zea mays L. and Panicum miliaceum L. megagametes to partenogenetic development in vivo // Apomixis Newsletter. 1992,- N 4,- P. 1920.

265. Kashin A.S. Physiological aspects of apomixis in Angiosperms. 2. Possible role of cytokinins and auxins in mechanism of megagamete activation // Apomixis Newsletter. 1992,-N4. -P. 20-22.

266. Kashin A.S. Physiological aspects of apomixis in Angiosperais. 3. Possible participation of Ca-ions in the mechanism of megagamete activation // Apomixis Newsletter. 1992,-N4. -P. 22-23.

267. Kashin A.S., Silkin M.A., Davoyan N.I. Gynogenesis in vitro in Panicum miliaceum L. // Plant biotechnology and molecu- lar biology. Tree Symp."Trends in Plant Biotechnology". Pushino, 1995 .-P. 136.

268. Kaul M. L. I., Murthy T. G. K. Mutant genes affecting higher plant meiosis // Theor. Appl. Genet. -1985,- Vol. 70, N 4,- P. 449-466.

269. Kennel J. C., Horner H. T. Influence of the soybean male sterility gene (msl) on the development of the female gametophyte // Can. J. Genet. Cytol. -1985. -Vol. 27, N 2,- P. 200-209.

270. Kimber G., Riley R. Haploid angiosperms // Bot. Rev.-1963. V.29. N4,-P. 480-531.

271. Kindiger B., Bai D., Sokolov V. Assignment of a gene(s) conferring apomixis in Tripsacum to a chromosome arm: cytological and molecular evidence.//Genome.- 1996,- V 39,-P.l 133-1141.

272. Kitada K., Kurata N., Satoh H., Omura T. Genetic control of meiosis in rice, Oryza sativa L. I. Classification of meiotic mutants induced by MNU and their cytogenetical characteristics // Jap. J. Genet. 1983. Vol. 58, N 3. P. 231-240.

273. Kluska T. Cyto-embryological studies on Aster novae-angliae L.//Acta biol. Cracov. Ser. bot. 1986.-V 28, N 1,- P. 1-29.

274. Knox R.B. Apomixis: Seasonal and populatin differences in a grass// Science.- 1967,- 157, N 3786,- P. 325-326.

275. Knox R.B., Heslop-Harrison J. Experimental control of aposporous apo-mixis in a grass of the Andropogoneae//Bot. Notis.- 1963,- 116,-p. 127141.

276. Koduru P. R. K., Rao M. K. Cytogenetics of synaptic mutants in higher plants // Theor. Appl. Genet. 1981. Vol. 59. P. 197-214.

277. Koltunow A.M. Apomixis: Embryo sacs and embryos formed without meiosis or fertilisation in ovules// Plant Cell.-1993,- 5,-P. 1425-1437.

278. Konvicka O., Fischbeck G. Asynapsis bei pollensterilen Allium cepa- Mutation// Z. Pflanzenzucht.- 1983,- 91, N 3,- S. 177-194.

279. Koul K.K.,. Raina S.N. Male and female meiosis in diploid and col-chitetraploid Phlox drummondii Hook (Polemoniaceae)// Botanical Journal of the Linnean Society.- 1996,-V. 122, N3.-P. 243-251

280. Kutty M.V.C., Kumar H. Studies on induced tetraploid in four diverse cultivars of pea (Pisum sativum L.)// Cytologia.-1983.- 48,- P. 51-58

281. Lankosz-Mroz M. Embryological studies on experimental hybrids in Tripleurospermum maritimum// Acta biol. cracov. Ser. bot.- 1984,- N 26,- P. 55-73.

282. Leblanc O, Peel M.D., Carman J.G., Savidan Y.Megasporogenesis in sexual and apomictic Tripsacum species using interferece contrast and fluares-cence// Apomixis Newlett.-1993.- N6,- P. 14-17.

283. Leblanc O, Peel M.D., Carman J.G., Savidan Y. Megasporogenesis and megagametogenesis in several Tripsacum species (Poaceae)// American Journal of Botany.- 1995,- V. 82, N 1,- P. 57-63

284. Lin B.-Y. Structural modifications of the female gametophyte associated with the indeterminate gametophyte (ig) mutant in maize // Can. J. Genet. Cy-tol.- 1978,-V 20, N 2,- P. 249-257.

285. Lin B.-Y. Megagametogenetic alterations associated with the indeterminate gametophyte (ig) mutation in maize // Rev. Brasil. Biol.- 1981,- V 41, N 3.-P. 557-563.

286. Mackiewicz T. Embryo-sac and embryo structure in di- and tetraploid red clover// Genet.Polon.- 1964.-5,- C.118-119.

287. Maheshwari P. The angiosperm embryo sac//Bot. Rev. 1948. Vol. 14, N 1. P. 1-56.

288. Maheshwari S.C., Maheshwari N., Khurana J.P., Sopory S.K. Engineering apomixis in crops: a challenge for plant molecular biologist in the next century//Current Science.- 1998,- V75, N11.- P.1141-1147.

289. McCoy T.J., Smith L.I. Genetics, cytology, and crossing behavior of an alfalfa (Medicago sativa) mutant resulting in failure of the postmeiotic cytokinesis// Can. J. Genet. Cytol.- 1983.-V 25, N 4,- 390-397.

290. Mariani A., Tavoletti S., Veronesi F. Abnormal macrosporogenesis in five alfalfa (Medicago sativa) mutants producing 4n pollen//Theor. Appl. Genet.-1993,- V 85, N 6-1.- P. 873-881.

291. Mascarenhas J.P. Gene activity during pollen development// Annual re Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology.- 1990,- Vol. 41.- P. 317-338.

292. Mdarhri-Alaoui M., Saidi N., Chlyah A., Chlyah H. Obtention par gy-nogenese in vitro de plantes haploides chlorophyliennes chez le ble dur// C. r. Acad. sci. Ser. 3, 1998, V.321.N l.-P. 25-30

293. Meeuse A.D. Again: double fertilization and the monversus the pleio-phyletic evolution of angiosperms// Phytomorphology.- 1986,- V. 36, N 1-2,- P. 17-21.

294. Meinke D.W. Embryo lethal mutants of Arabidopsis thaliana: evidence for gametophytic expression of the mutant genes//Theor. Appl. Genet.- 1982.-63,-P. 381-386.

295. Meinke D.W. Embryo lethal mutants of Arabidopsis thaliana: analysis of mutants with a wide range of lethal phases// Theor. Appl. Genet. -1985,- 69, N5-6,-P. 543-552

296. Meinke D.W. Perspectives of genetic analysis of plant embryoge-nesis//3M6pHonoruH цветковых растений. Терминология и концепции. Т.2. Семя. Под ред. Т.Б.Бытыгиной. С-Пб: Мир и семья,- 1997,- С.583-604.

297. Mol R. Embryo sac development during embryo sac culture of placenta attached ovules of Melandrium album// Biologia Plantarum.- 1993,- Vol. 35,- P. 25-30.

298. Mol. R., Betka A., Wojciechowicz M. Induction of autonomous endosperm in Lupinus luteous, Helleborus niger and Melandrium album by in vitro culture of unpollinated ovaries// Sex. Plant Reprod.- 1995,- Vol. 8,- P. 273-277.

299. Molchova E. Zytoembryologische Untersuchungen verschiedener polyploider Foormen von Capsicum L. //Tagungsber. Dtsch. Acad. Landwirtschaftwiss.-Berlin.-1970.-N101,- S.81-91.

300. Molchova E., Dimitrova El. Cytoembryological study of the gameto-phytes of the sterile triploid Mentha piperita L.//Bulg.acad.sci.Inst. of Botany, Second National conferwnce on Botany.-1969.-C.349-364.

301. Mulcahy D.L., Mulcahy G.B., Robinson R.W. Evidence for postmei-oticgenetic activity in pollen of Cucurbita species// J. Hered.- 1970,- P. 365-368.

302. Muniyama M. Variations in microsporogenesis and the development of embryo sacs in Echinochloa stagnina (Retz.) P. Beauv. (Gramineae) // Bot. Gas.-1978. -Vol. 139. P. 87-94.

303. Naithani K. Chromosome studies in Hyacinthus orientalis L. III. Reversal of sexual state in the ahthers of H. orientalis L. var. Yellow Hammer// Ann. Bot.-1937. V.I.-P. 369-377.

304. Nelson O.E. The waxy locus in maize. 1. Intralocus recombination frequen-cy estimates by pollen and by conventional analysis// Genetics.- 1962.-V 47, N 6,- P. 737-742.

305. Newcomb W. The development of the embryo sac sunflower Heli-anthus annuus befobe fertilization // Can. J. Bot. 1973. Vol. 51, N 5. P. 863-878.

306. Nogler G.A. Gametophytic apomixis // Embryology of angiosperms / Ed. B.M. Johri. Berlin, Heidelberg, New York: Springer, 1984. P. 475-518.

307. Ohad N., Margossian L., Hsu Y.-C., Williams C., Repetti P., Fischer R.L. A mutation that allows endosperm development without fertilization// Proc. Natl. Acad. Sci. USA.- 1996.-V.93,-P. 5319-5324.

308. Okada K, Shimura Y. Genetic analyses of signalling in flower development using Arabidopsis // Plant Molecular Biology .- 1994.-V. 26, N 5,-P. 1357-1377

309. Ormrod D.P., Woolley C.I., Eaton G.W., Stobbe E.H. Effect of temperature on embryo sac development in Phaseolus vulgaris //Canad. J. Bot. 1967. V. 45, N6. P. 948-950.

310. Palmer R.G., Heer H. Aneuploids from a desynaptic mutant in soybeans (Glycine max (L) Merr.) // Cytologia.- 1976,- 41,- P. 417-427.

311. Parker J. S. Chromosome-specific control of chiasma formation// Chromosoma (Berl.). 1975. Vol. 49. P. 391-406.

312. Peacock W.L. Genetic engineering and mutagenesis for apomixes in rice// Apomixis Newslett.- 1992,- N4,- P. 3-7.

313. Pennell R.I., Lamb Ch. Programmed cell death in plants// Plant Cell. -1997,-V. 9 N7. P. 1157-1168.

314. Pennel R.I., Roberts K. Sexual development in pea is presaged by altered expression of arabinogalactan protein// Nature.-1990,- 344.-P. 547-549.

315. Pfeifer T.W., Bingham E.T. Abnormal meiosis in alfalfa, Medicago sati-va: cytology of 2n egg and 4n pollen formation// Can. J., Genet. Cytol.-1983.-V 25, N 2,- P.107-112.

316. Pollacsek M. Management of the ig gene for haploid induction in maize // Agronomie. 1991. N 12. P. 247-251.

317. Powers L. Fertilization without reduction in guayule (Parthenium ar-genta-tum Gray) and a hypothesis as to evolution of apomixis and polyploidy.-Genetics. 1945.-V.30,-P.323-346.

318. Prakken R. Studies of asynapsis in rye//Hereditas. 1943. Vol. 29. P.475-495.

319. Ptak K. Cyto-embryological investigations on the Polish representatives of the genus Crataegus L. 1. Chromosome numbers: embryology of diploid and tetraploid species// Acta biol. cracov. ser. bot.- 1986,- 28,- P. 107-122.

320. Rajasekaran S. Embryo sac development in an autotetraploid eggplant (Solanum melongena L.)// Bull.Torrey Bot. Club.- 1970,- 97, N 2,-P.116-118.

321. Rao M. K., Kumari K. A., Grace J. R. Cytology of antipodal cells with some observations on the male and female gametophyte development in pearl millet, pennisetum americanum (L.) Leeke // Bot. Gas. 1983. 144, N 2. -P.201-206.

322. Raquin C. Induction of haploid plants by in vitro culture of Petunia ovaries pollinated with irradiated pollen// Z.Pflanzenrucht. 1985. - B. 94. - S. 166-169.

323. Reiser L., Fischer R.L. The ovule and the embryo sac// Plant Cell.-1993.-V. 5,-P. 1291-1301.

324. Rhodes M.M., Dempsey E. Induction of chromosome doubling at meiosis by the elongate gene in maize// Genetics.- 1966,- V 54,N 2,- P. 505-522.

325. Rodkiewicz B. Callose in cell walls during megasporogenesis in an-gios-perms// Planta.- 1970,- Bd. 93,- S. 39-47.

326. Rodkiewicz В., Bednara J. Мегаспороцит// Эмбриология цветковых растений. Терминология и концепции.Т.1. Генеративные органы цветка. Под ред. Т.Б.Бытыгиной. С-Пб: Мир и семья,- 1994. С.146-147.

327. Russel S.D. The egg cell: development and role in Fertilization and early embryogenesis// Plant Cell.- 1993,- 5,-P.1349-1359.

328. Rutishauser A. Fortpflazungsmodus und Meioze apomktischer Blutenpflanzen. Wien-New York: Springer-Verlag, 1967. 245 S.

329. Saini H.S., Sedgley M., Aspinall D. Effect of heat stress during floral development on pollen tube growth and ovary anatomy in wheat (Triticum aesti-vum L.)//Austral. J. Plant Physiol. 1983. V. 10, N2. P. 137-144.

330. Sanders L. C., Lord E. M. A dynamic role for the stylar matrix in pollen tube extension//Int. Rev. Cytol. 1992. Vol. 140. P. 297-318.

331. Santella L. The role of calcium in the cell cycle: Facts and hypotheses// Biochem. and Biophys. Res. Commun.-1998.- V. 244, N 2,.-P. 317-324.

332. Sari-Gorla M., Ottaviano E., Frova C. Pollen gene expression and selection in maise// Proc. Hung.- Ital. Plant.Genet Conf. Possibil. Increas. Genet. Variab. Plant Kindom, June 26-30,- 1984,- Budapest.- P. 89-98.

333. Sarigorla M., Ferrario S., Villa M., Ре M.E. gaMS-1: A gametophytic male sterile mutant in maize// Sex.Plant Reprod.- 1996,- V 9, N 4,- P. 216-220.

334. Satina S., Blakeslie A.F. Cytological effects of a gene in Datura which causes dyad formation in sporogenesis// Bot.Gaz.- 1935,- 96,- P. 531-532.

335. Satina S., Blakeslee F. Chromosome behavior in triploid datura. II. The male gametophyte// Am. J. Bot.- 1937,- 24,- P. 518-527.

336. Savidan I., Grimanelli D., Leblanc O. Apomixis expression in maize-Tripsacum hybrid derivatives and the implications regarding its control and potential for manipulation// Apomixis Newsletter.- 1995,- N 8.- P.35-37.

337. Saxena T.,Singh D. Embryology and seed development of tetraploid form of Solanum nigrum L.// J.India Bot.Sci.-1969.-48,N 1-2,-P. 148-157.

338. Schnarf K. Vergleichende Embryologie der Angiospermen. Berlin: Gebr. Borntrager. 1931. 354 S.

339. Schnarf K. Contemporary understanding of embryo sac development among angiosperms// Bot. Rev.-1936.- V. 2,- P. 565-585.

340. Schulz R., Jensen W. A. Capsella embryogenesis: the synergids before and after fertilization // Amer. J. Bot. 1968. Vol. 55, N 5. P. 542-552.

341. Sears R., Ohtani K., Nevins J. R. Identification of positively and negatively acting elements regulating expression of the E2F2 gene in response to cell growth signals // Mol. and Cell. Biol.- 1997,- V. 17, N 9,- P. 5227-5235

342. Secor D.L., Russel S. Megagametophyte organization in a polyembry-onic line of Linum usitatissimum // Amer.J. Bot.- 1988,- V 75, N 1,- P. 114-122.

343. Shadowsky A. E. Der Antipodale Apparat by Gramineen // Flora. 1926. S. 344-370.

344. Shaul O., Vanmontagu M., Inze D. Cell cycle control in Arabidopsis// Annals of Botany -1996 a.- V.78, N 3,- P. 283-288.

345. Shaul O., Vanmontagu M., Inze D. Regulation of cell division in Arabido-psis// Critical Reviews in Plant Sciences.- 1996 b.- V. 15, N 2,- P 97112.

346. Sheridan W.F., Clark J.K. Mutational analysis of morphogenesis of the mayze embryo// Plant J.- 1993,- 3, N 2,- P. 347-358.

347. Sheridan W.F., Neuffer M.G. Genetic conrol of embryo and endosperm development in mayze // Gene Structure and Function in Higher Plants. G.M.Reddy, Ed. Oxford and JBH Pub. Co. Colcutta. 1986. P. 105-122

348. Sheridan W.F., Huang B.-Q. Nuclear behavior is defective in themaize (Zea mays L) lethal ovule2 female gametophyte// Plant J. V. 11, N12. -P.1029-1041.

349. Shishkinskaya N.A Cytoembryological investigation of apomixis in weed grass species// Fert. and Embryogenes. Ovulated Plants: Proc. & Int.Cyto-embryol. Symp.-Bratislava, 1983,-P. 363-365.

350. Shishkinskaya N.A. Apomixis in seed reprodution system of weed cereals // Embryology and seed reproduction. XI Internal sympozium. Leningrad, USSR. L.: Nauka, 1992,- P.

351. Shishkinskaya N.A. Some results of apomixes investigation in cereals // Apomixis Newsletter.- 1995,- N8,- P.21-23.

352. Shishkinskaya N.A., Yudakova O.I. The problem of apogamety in Plants//Apomixis Newsletter.-1999. N11. - P. 12-13.

353. Skalinska M. Cytogenetic studies in triploid hybrids of Aquilegia// Journ. Gen.- 1945.-47.-P. 87-111.

354. Skokova A.A. Embryological study of diploid and tetraploid carrots//Proc. lllnt. Symp. "Embryol. and Seed Reprod." Leningrad, July 3-7, 1990,- St. Petersburg.- 1992.- C. 521-522.

355. Skorupska H., Palmer R.G. Monosomies from synaptic KS mutant// Soybean Genet. Newslett.- 1987,- 14,- P. 174-178.

356. Smith B.B. The use of a new clearing technique for the study of early ovule development megasporogenesis and megagametogenesis in five species of CornusL.//Am. J. Bot.- 1973,- V.60. P. 332-338.

357. Smith B.B.A quantative analysis of the megagametophyte of the five species of Cornus L.// Am.J. Bot.- 1975,- V. 62.-P. 387-394.

358. Steller H. Programmierter Zelltod als physiologisches Regulationsprinzip//: Nova acta Leopoldina .-1997,- V. 76, N 303,- P.253-263

359. Stelly D.M., Peloquin S.I. Formation of 2n megagametophytes in diploid tuber-bearing solanums//Amer. J. Bot.- 1986.-V 73, N9,-P. 1351-1363.

360. Stow L. On the female tendencies of the embryo sac-like giant pollen grain in the anther of Hyacinthus orientalis// Caryologia.- 1934. V. 5,- P. 88-108

361. Swamy B.G.L. On the presumed ancestry of angiosperm embryo sac// Phytomorphology.- 1974,- 24, N 1-2,-P 102-106.

362. Syvanen M. Horizontal gene transfer and patterns of angiosperm evolution// 6th Congr. Eur. Soc. Evol. Biol., Arnhem, 24-28 Aug., 1997,- 1997,- P.6/c

363. Takamiya M., Watanabe M., Ono K. Biosystematic studies on the genus Isoetes (Isoetaceae) in Japan .2. Meiotic behavior and reproductive mode of each cytotype// American Journal of Botany.- 1996,- V. 83, N 10,- P. 1309-1322.

364. Tanksley S. D., Zamir D., Rick Ch.M. Evidence for extensive overlap of sporophytic and gametophytic gene expression in Lycopersicon esculentum// Science.- 1981,-213, N 4506,-S. 453-455.

365. Tease C., Jones С. H. Chromosome-specific control of chiasma formation in Crepis capillaris // Chromosoma (Berl.). -1976. -Vol. 57,- P. 33-49.

366. Tian H., Yang H. Synergid apogamy and egg cell anomalous division in cultured ovaries of Oryza sativa L. Acta Bot. Sin. 1983. V. 25, N 5. p. 403408.

367. Tian H., Yang H. Haploid embryogeny and plant regeneration in un-pollina-ted ovary culture of Allium tuberosum// Acta Biologica Experientia Sinica// 1989,- Vol. 22,- P. 139-147.

368. Tourte Y Interpretation des cellules du sac embryonnaire des angio-sperms a la lumiere des etudes de de l'oogenese chez les Pteridophytes// Rev. Cy-tol. Biol. Veg.- 1969,- V. 32,- P. 241-251.

369. Turala K. Embryological studies in a tetraploid hybrid of Ranunculus subgenus Batrachium from the Nowy Targ Basin (Poland)// Acta bul.crac. Ser. Bot.- 1972,- 15, N 2,-P.191-203.

370. Tsukaya H. Developmental genetics of leaf morphogenesis in dicotili-donous plants//J. Plant. Res.-1995.- V. 108,- N 1024. P. 407-416.

371. Tyrnov V.S. Embryogenetic regularities of haploidy in plants// Embryology and seed reproduction. Proc. XI Int. Symp. Leningrad. 1990. -St.Petersburg: Nauka, 1992. P.576-577.

372. Uchino A., Tanaka K. Occurrence of aneuploid progenies from an asynaptic amphydiploid of Scilla scilloides (Lindley)Druce. 1. Chromosome constitutions and reproductive properties of both parental and progeny plants// Jpn. J. Genet.- 1988,-63,-P.

373. Uchino A., Tanaka K. Occurrence of aneuploid progenies from an asynaptic amphydiploid of Scilla scilloides (Lindley)Druce. 2. Mechanism of reproduction of the various aneuploid progenies // J. Plant Research.- 1995.-V 108, N1090,-P. 185-194.

374. Vijayaraghavan M.R., Ratnaparkhhi S. Pollen embryo sacs in Heuchera micrantha Dougl.//Caryologia. 1977. V. 30, N1,-P. 105-119.

375. Voronova O.N, Batygina T.B. Ovule of Zea mays mutants and apop-tosis//Bulletin of the Polish Academy of Science.- 1997,- Vol. 45, N2-4, P. 75-80.

376. Wafai B.A., Koul A.K. Impact of polyploidy on the gameto-phytes, ovules and seeds in some himalayan tulips//Phytomorphology.- 1984,-V 34, N 1-4,- P. 64-69.

377. Watanabe H., Pan Z.-Q., Schreiber-Agus N., DePinho R. A., Hurwitz J., Xiong Y. Suppression of cell transformation by the cyclin-dependent kinase inhibitor p57 {KIP2} requires binding to proliferting cell nuclear antigen// Proc.

378. Nat. Acad. Sci. USA .-1998, V.95, N 4,- P. 1392-1397.

379. Webb M.C., Gunning B.E.S. Embryo sac development inArabi-dopsis thaliana. I. Megasporogenesis, including the microtubular cytoskele-ton// Sex. Plant Reprod.- 1990.- 3,- P.244-256.

380. Webb M.C., Gunning B.E.S. Embryo sac development in Arabidop-sis thaliana. II. The cytoskeleton during megagametogenesis// Sex. Plant Reprod. 1994,- V.7, N3,- P. 153-163.

381. Webber I.M. Cytological features of Nicotiana glutinosa haploids// Journ Agric. Research.- 1933,- 47, N 11.- P. 845-867.

382. Welk M., Millington W. F., Rosen W. G. Chemotropic activity and the pathway of the pollen tube in lily // Amer. J. Bot. -1965. Vol. 52, N8. P. 774781

383. Werner J.E., Peloquin S.J. Frequency and mechanisms of 2n egg formation in haploid tuberosum- wild species F1 hybrids// Amer. Potato J.1987.-V 64. N12,-P. 641-654.

384. Willemse M.T.M., Lammeren A.A.M. Van. Structure and function of the micritubular cytoskeleton during megasporogenesis and embryo sac development in Gasteria verrucosa (Mill.) h. Duval// Sex.Plant Reprod.1988.-1,-P.74-82.

385. Wu B.J., Cheng K. Cytological and embryological studies on haploid plant production from cultured unpollinated ovaries of Nicotiana tabacum L. //Acta Bot. Sin. 1982. V. 24, N 2. P.125-129.

386. Yanagida Y. M Cell cycle control by protein phosphatase genes// Advances in Molecular and Cell Biology.- 1995,- Vol 13, N 13,- P. 137-149

387. Yang H.J., Zhon C. In vitro induction of haploid plants from unpollinated ovaries and ovules//Theor. Appl. Genet. 1982. V.63, N2. P. 97-104.

388. Zaki M., Kuijt J. Ultrastructural studies on the embryo sac of Viscum minimum. 2. Megagametogenesis // Can. J. Bot. -1994,- Vol. 72, N 11. P.-1613-1628

389. Zhang K., Letham D.S., John P C L Cytokinin controls the cell cycle at mitosis by stimulating the tyrosine dephosphorylation and activation of p34(cdc2)-like HI histone kinase // Planta .- 1996,- V. 1.- P. 2-12.

Информация о работе

Еналеева, Наталия Хамзяновна
доктора биологических наук
Саратов, 2000
ВАК 03.00.15

Диссертация

Внутривидовая изменчивость зародышевых мешков покрытосеменных растений - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы