Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Апомиксис у сахарной свеклы и его использование в практической селекции

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Апомиксис у сахарной свеклы и его использование в практической селекции"

К^ЛХСКЛЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК Казахский научно-исследовательский институт ** земледелия им.В.Р.Вильямса

На правах рукописи

Сеилова Лаура Баймурзаевна

АПОМИКСИС У САХАРНОЙ СВЕКЛЫ I! ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В ПРАКТИЧЕСКОЙ СЕЛЕКЦИИ

06.01.05 "Селекция и семеноводство"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Алматы - 1996

Работа выполнена в Институте ботаники Национальной Академии наук Республики Казахстан и Институте физиологии, генетики и биоинженерии растений Национального центра по биотехнологии Республики Казахстан

Ведущая организация: Кыргызское научно-производственное

объединение по земледелию

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

профессор, чл.-корр.КАСХН

ШЕГЕБАЕВ О.Ш.

доктор сельскохозяйственных наук РВДЬКО в.в.

доктор биологических наук, профессор, чл.-корр.КАСХН ШАХАНОВ Е.Ш.

Защита состоится " $ " 1996 г. в '-0 час. на

заседании специализированного совета Д 55.05.01, при Казахском научно-исследовательском институте земледелия им.В.Р.Вильямса по адресу: 483133, Алматинская область, Каскеленский район, пое.Алмалыбак, ул.Березовая аллея, 196. Тел.53-2-47.

Факс: 3272 - 47-61-06 .

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института

Автореферат разослан _"_ Г996 г. .

Ученый секретарь специализированного совета, доктор биологических наук

.Б.РАМАЗАНОВА

ОВЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЁОТЫ •

Актуальность проблемы.. Апомиксис является своеобразной формой семенного размножения, которое может "происходить без слияния гамет. Он широко распространен в растительном мире, охватывает более 1100 видов покрытосеменных, в основном представителей дикой флоры, и.редко встречается у возделываемых культур.

Апомиксис - генетически детерминированный процесс, обеспечивающий материнскую наследственность, однородность потомства, и высокую семенную продуктивность в неограниченном ряду поколений.

Интерес к этому типу воспроизводства', особенно усилившийся в последнее- десятилетие» вполне оправдан, ибо апомиксис в силу специфических особенностей цитогенетического и эмбриологического порядков способствует длительному сохранению комбинаций желательных, признаков, позволяет - копировать ценные генотипы и фиксировать эффект гетерозиса, что является весьма актуальным для сахарной свеклы, у которой коммерческую ценность имеют только гибриды первого поколения. Процесс создания новых форм сахарной свеклы в связи с перекрестным . характером опыления относится, к громоздким и трудоемким,- а двухлетний цикл развития в сочетании со.Сложным'семеноводством делают свекловодство дорогостоящей отраслью с/хозяйства.

Создание у сахарной свеклы сорт'ов-апомиктов привело бы "к коренному перелому в ее селекции,' поскольку удалось бы закрепить и довести"до производства удачное сочетание, высокого урожая и высокого сахара, ликвидировать сложную проблему поддержания компонентов, удовлетворить потребности промышленного производства, в подборе'отвечающий-ему. генотипов, а семеноводство сделать простым и дешёвым" (Захариев,1976).

К сожалению, проблема апомиксиса у сахарной свеклы пока далека от настоящего понимания, что связано с отсутствием у большинства исследователей обладающих апомиксисом материалов и Недостаточной изученностью многих научных аспектов проблемы - цитоэмбриологических, физиолого-биохимических и, особенно, генетических. Проведение генетических экспериментов осложнено отсутствием у растений четких морфологических критериев. апомиксиса, и это вынуждает для его' идентификации использовать

более сложный эмбриологический метод. Следовательно, необходимы фундаментальные исследования проблемы, в том числе анализ генетических механизмов апомиксиса и генетических следствий перехода на него, становятся актуальными разработка методов экспериментального получения апомиксиса и поиск путей практического его применения. ■ . .

Значение, которое придается ныне апомиксису, • настолько велико, что побудило ученых мирового сообщества усилить координацию исследований в этом направлении. Достаточно сказать, .что в Т989 г. создана и успешно функционирует Международная .сеть по апомиксису АПОМЕТ с собственным периодическим изданием. Под ее эгидой только в 1992 г. в США, Франции и Китае проведены три рабочих совещания, а на базе Техасского университета США к сентябре 1995 г. состоялась первая Международная конференция.

Цель и задачи исследований. Целью исследований явилось создание у диплоидной сахарной свеклы айомиктически размножающихся инцухт-линий, изучение специфики, характера и форм, проявления апомиксиса, анализ цитозмбриологических механизмов формирования апомиктического потомства и разработка приемов его селекционного использования.

Для достижения указанной цели, были поставлены следующие задачи:

- разработка методики выявления у диплоидной сахарной свекды апомиктически размножающихся, генотипов;

- разработка критериев идентификация и отбора апомиктор;

- анализ частоты встречаемости апомиксиса и степени его выраженности;

- изучение цитоэмбриологических механизмов апомиксиса и форм его проявления; .

-.анализ характера наследования апомиксиса в Рр "

потомствах беккроссов;

- анализ продуктивности аггамиктпческих инцухт-линий в системе оценочных скрелшваний;

- разработка приемов"использования апомиктических инцухт-линий в практической селекции.

Научная новизна. Впервые получены у диплоидной сахарной свеклы инцухт—линии со 100$ пенетрантностью признака апемикси-са. Степень его выраженности и уровень эавязниаемости апомик-тических семян при последующем репродуцировании остаются практически неизменными и не зависят от условий вьтращивания растений. •

Впервые разработана и применена на практике методика выявления £\помиктов у получаемых из . полиморфных популяций инцухт-линий.Она предусматривает пои"ж среди линейных материалов са-мофертияькьтх генотипов,; их гибридизацию с доминантными маркерами и отбор в Рт рецессивных, гомозигот, размножаемых в дальнейшем по типу сибсов.

Впервые разработана классификация форм апомиксиса у сахарной свеклы, учитывающая специфику протекания, обоих типов ее семенного воспроизводства:, нормального полового процесса -» амфимиксиса.и происходящего без слияния гамет - апомиксиса. В основе классификации лежат способ происхождения зародыша и характер спорообразования.

Впервые разработана схема селекции и первичного семеноводства аломиктически .размножающихся инцухт-линий, исключающая получение гомозиготных линий старших поколений и анализ их общей и специфической комбинационной способности, Схема .предполагает прямое использование линий-аломиктов в 1 качестве новых форм после проверки продуктивности-и ее соответствия ггрёдъявляемым стандартам. - ; .7 ..

Практическая значимость работы. Разработанная методика поиска позволяет выявлять-у диплоидной:сахарной свеклы апомик-тиче'ские генотипы. Отбор следует вести с учетом предложенных критериев и сопутствующим им методов идентификации апомиксиса, охватывающих морфологические, цитоэмбриологические и генетические его доказательства. ~

Созданные в процессе исследований инцухт-линии сахарной свеклы могут успешно использоваться как модельные объекты для изучения цитозмбриологии и генетики апомиксиса, как доноры апомиксиса и гётерозисные опылители при формировании межлинейных гибридов, как родоначальники новых сортов с.апомиктическим типом'размножения.

На защиту выносятся следующие основные положения:

- экспериментальное доказательство наличия у культурной свеклы апомиктического способа размножения и методы его выявления;

- цитоэмбриологические механизмы формирования . апомикти-ческого потомства;

- оригинальная классификация форм апомиксиса у сахарной свеклы;

- новая технология селекции, основанная на использовании апомиктических инцухт-линий...

Апробация работы. Результаты исследований доложены и представлены на конференциях, совещаниях и симпозиумах, в том числе Советско-^индййском симпозиуме по проблемам генетики и селекции растений (Баку,Т976), Республиканском совещании по проблемам генетики и селекции растений (Алма-Ата,1979), 3-й конференции биохимиков' Средней Азии и Казахстана (Душанбе, 1981), совещании по проблемам катагенеза (Умань,Т985), Республиканской' конференции по физиолого-генетическим основам устойчивости и продуктивности сельскохозяйственных растений (Алма-Ата,1988), 2-м Всесоюзном совещании "Генетика развития" (Ташкент,Т990), Международном симпозиуме "Управление генетической изменчивостью сельскохозяйственных-растений" (Ялта, 1992).' "" - .;.'.• -'.■•■-■.

Публикации. Осноеныь результаты Диссертационной работы изложены в 41 научной публикации.

Структура и обьем работы.- Диссертация объемом 210 стра- • ниц машинописного текстй состоит из введений, пяти глав, ..заключения, выводов, рекомендаций для селекционной практики и списка литературы, еключаю^его 330 наименоваяий; содержит 22 таблицы, 5 схем и 42 рисунка,

, материалы и жгода

Материалом для исследований послужила коллекция инцухт-линий диплоидной сахарной свеклы, созданная, принудительным самоопылением районированных сортов-ло^туляций: Белоцеркобск&я

односемянная 34 и 45, Верхнячская 038, Ялтушковская односемянная 30, Уладовская 35, Рамонская Об и 9, Киргизская односемянная 8.

Опыты закладывали в следующих вариантах:

1) кастрация цветков без опыления (беспыльцевой режим);

2.) кастрация цветков + опыление пыльцой маркера;

2) принудительное самоопыление (инцухт);

4) свободное опыление,

На каждом растении отбирали по Ю побегов: 5 - для ручной кастрации цветков и 5 - для получения при изоляции самоопыленного потомства, остальные ветви куста оставляли свободноцвету^ щими. Кастрацию проводили за 3-4 дня до цветения, когда пыльца находилась на одноядерной стадии и не была пригодна для оплодотворения. Опыление цветочных побегов осуществляли через 3-5 дней после кастрации

Склонность растений к апомиксису выявляли:

Т) методом доминантного, маркирования Ш.Чейза (1955);

2) кастрацией цветков без последующего опыления, но с изоляцией цветочных побегов пергаментными изоляторами-"вертушками. 'Завязываемость.подсчитывали по соотношению кастрированных цветков и сформированных в отсутствии пыльцы семян.

Идентификацию склонных к апомиксису растений" с исходной материнской формой осуществляли путем сравнительного анализа .спектров изоферментов-зстеразы молодых'листьев (огпг^е^п^сауха, 1964). и спектов изоферментов-глюкозофосфатизомеразы, НАДФ-за-висимой малатдегидрогеназы, изоцитрат- и гЛутаматдегидрогеназ семян, полученных при самоопылении, в беспыльцевом варианте и при гибридизации.' Исследования семян проводили в Институте цитологии и генетики'СО РАН по; методике Е.В.Лсвитеса (1986).

, Для изучения эмбриологии апамиксйса семяпочки контрольных и опытных растений фиксировали темпорально в спирт - хлорофор- , менной смеси (2:Т), начиная с 1-2 суток до кастрации и затем -в течение 10-20 суток после кастрации. Постоянные препараты готовили по общепринятой методике, окрашивание их производили в смеси двух красителей.- метилового 'зеленого к пиронина '(Паушева,1982).

Мейоз при микроспорогенезе исследовали на постоянных препаратах пыльников, приготовленных по описанной выше эмбриологической методике,и на временных ацетокарминовых препаратах, Окрашиванием пыльцы А% ацетокармином определяли ее фертиль-ность.

Плоидность апомиктических растений выявляли путем анализа числа хромосом в клетках апикальной меристемы зачаточных листочков проростков, м&церированных в смеси концентрированной соляной, кислоты и этилового спирта (1:1) ¡л Окрашенных 1% еце-тоорсеином,

Общуп комбинационную способность инцухт-линий (ОКС) оценивали с помощь» поликросс- и топкросс-тестов, продуктивность гибридов и линий - по методике основного сортоиспытания на 4-рядковых делянках длиной 8 м в б^кратной повторности.

Уход за растениями, полив, внесение удобрений проводили по агрономическим нормам, разработанным, для зоны орошаемого свекловодства Казахстана.(Абугалиев,1976). Сортами-стандартами служили районированные сортовые популяции Уладовская 35, Ялтуш-т ковская односемянная 30, Рамонекая Об и 9, гибриды КМС-44 и КМС-48, созданные КазНИИ земледелия совместно с ИЦиГ СО РАН.

. Параметры листового аппарата инцухт-линий и гибридов изучали по методике Н.ФДоняева (1970), массу корнеплодов - их индивидуальным взвешиванием, сахаристость определяли методом холодной дигестии (Мазлумсв,1970).

Межлинейнне гибриды на'стерильнрй основе формировали на пространственно-изолированных участках путем посадки корнеплодов компонентов по схеме 70x70 см, материнской формой гибридов служили МСтма^ериалы,. присланные из Всероссийского НИИ сахара ной Свеклы.

Полученные в исследованиях результаты обрабатывали общепринятыми статистическими методами на персональной ЭВМ АВМ РС АТ (РокицкиЙ,1974). .'

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАЛИЙ

ЭКСПЕРШЕНТАЛЬНОЕ ПОЛУЧЕНИЕ, АПОМШСИСА У САХАРНОЙ СВЕКЛЫ

Критерии идентификации и отбора апомйктов. "Исходя из многолетнего опыта работы по апомиксису, нами разработана-сравни-

тельно простая методика, позволяющая выявлять у диплоидной сахарной свеклы апомиктические генотипы. Ее основными элементами являются:

- разложение методом инбридинга производственных сортовых популяций на спектр инцухт-линий и поиск среди них само-.фертшпных генотипов;

- скрещивание самофертильных линий с формами, несущими маркерные признаки (краснолистные.популяции, обычная столовая свекла), и последующий анализ потомства по фенотипу. Наличие в первом гибридном поколении зеленоокрашенных форм (рецессивных гомозигот) служит доказательством присутствия в испытуемом материале генов апомиксиса;

- кастрация цветочных побегов предполагаемых апомиктов без их последующего опыления (беспыльцевой вариант). Образование под изоляторами полноценных семян свидетельствует в пользу апомиктичности данной конкретной формы;

- эмбриологический анализ полученных в топкроссах или в беспыльцевом варианте растений с. целью изучения механизмов апомиксиса и более четкой идентификации его элементов (рис.1).

Отобранные в процессе работы материалы самоопыляют, размножают "в себе".по типу сибсов и получают, таким образом, обладающие апомиксисом йнцухт-линии, эквивалентные линиям старших поколений инбридинга.

Анализ результатов собственных экспериментов и исследований, проведенных другими авторами,' свидетельствуют о наличии у растений большого разнообразия прямых и, особенно, косвенных доказательств апомиксиса, которые в обобщенном и ' систематизированном виде составляют три группы признаков -морфологических, цитоэмбриологических и генетических (Хохлов и др.,1968).

Морфологические признаки охватывают таковые цветка и семян, -но не играют прямой роли в реализации апомиктического развития. Сюда входят гомеоэисные и меристические мутации и разного рода тератологические уклонения, связанные со структурными преобразованиями генеративных органов. Они включают: замену одних частей цветка другими, развитие в цветках большего, чем в норме, числа элементов, дополнительные семяпочки, пистил-лодии (Ошевнев и др., 1936; }'алец.коя, 199Г; Сеилэва, Т5Э5).

- то -

х

скрещивание с доминантным маркером (генотип НЮ

I

©

скрещивание сибсов | 1 :

апомиктнческие инцухт-линии

Рнс.1. Схема поиска склонных к апомиксису особей в популяциях диплоидной сахарной свеклы

Морфологическую характеристику апокиктов можно дополнять данными об особенностях развития семян и характере формирования из них проростков, которые бывают сложными, имеют одну или более двух семядолей, несколько точек роста, разросшееся подсемядрльное колено (Сеилова,1994; 1995).

Требуют изучения'морфологические признаки пыльцы, в том числе ее размеры, окрашиваемость, стерильность. Анализ следует вести с помощью так называемого "антморфологического метода", разработанного учеными саратовской школы апомиксиса (Хохлов и др.,1968; Т978).

Генетические признаки выявляют в генетических экспериментах с последующей качественной и количественной оценкой потомства. Для изучения признаков, проявляющихся при нарушении менделевских закономерностей расщепления, желательно применять метод доминантного маркирования Ш.Чейза (1955), основанный на использовании растений-маркеров, пыльцой которых опыляют предполагаемые апомпкты - гомозиготные рецессивы По тому же самому гену. Наличие в потомствах скрещиваний форм с рецессивным геном указывает-на степень апомиктического воспроизводства. . В. такого рода исследованиях должна иметь место исключительно контролируемая гибридизация.

Облегчающими диагностику апомиксиса критериями способны также быть:

' - единообразие потомства и отчетливо материнский тип наследования признаков;

- низкая вариабельность признаков либо ее .отсутствие в потомстве

- высокая семенная продуктивность вообще и у обладающих стерильностью растений, в частности (Азкег,1987; Петров,Т988; Рубцова,Т989).

Генетические различия между апо- и а»^римиктшди фиксируют методами электрофореза энзимов, контролирующих у растений синтез таких ферментов, как эстераза, пероксидаза, малат-, алкоголь-, изоцитратдегидрогеназы и др. Диагностика апомиктбв возможна также с помощью белковых и иных маркеров (Монастырева и др.,1982; Левитес.Т986; Коновалов,1988; Жужжалова и др.,1990; Сеилова и др.,Т994).

Цитологические признаки желательно анализировать с учетом 4-х возможных вариантов образования апомиктов:

1) нередуцированные яйцеклетки, развиваясь партеногенети-чески, продуцируют потомство материнского типа (2п+0);

2) нередуцированные яйцеклетки, оплодотворяясь, дают начало автотриплоидам (2п+п) или автотетраплоидам (2пf2п);

3) редуцированные яйцеклетки развиваются партеногенети-чески в (поли)гаплоиды (п+0). Например, дигаплоид из тетрапло-идного материнского растения или (моно)гаплоид из диплоидного;

4) редуцированные яйцеклетки, оплодотворяясь, формируют гибриды п+п и редко п+2п (Ноглер,1990).

При цитологическом изучении мужского гаметофита следует также учитывать особенности развития его структур и характер протекания мсйоза, обращая при этом внимание на дегенерацию материнских клеток.пыльцы на этапе археспория, незакладку в бутоне пыльников либо их дегенерацию в процессе развития, зарастание полости пыльников, наличие на поздних этапах мужского мейоза цитомиксиса,, появление явно нередуцированней,крупной пыльцы (Подпубная-Арнольди,1976; Сухарева,1980; Сенлова и др., 1992; Сеилова,1995).

Плоидность эндосперма рекомендовано выявлять методом проточной фотометрии, дающим возможность исследовать зрелые нефиксированные, семена (Наумова, 1994).,

Эмбриологические признаки являются наиболее трудоемкими в изучении, однако они четко фиксируют механизмы апомиксиса на клеточном уровне. Критериями апомиксиса здесь выступают:

- крупные мегаспоры семяпочки, реституционные ядра в мак-роспорогенезе, диады и тетрады, возникшие из неархеспориальных клеток;

- более одного зародышевого мешка в одной семяпочке, зародышевые мешки'из .клеток нуцеллуса .и интегументов, зародыше -вые мешки иного происхождения;

, - зародышевые мешки с нарушенной структурой, ондосперм с меньшим либо большим, чем Зп» количеством хромосом;

- отсутствие проникновения' ь зародышевый мешок пыльцевых трубок, неслияние полярных ядер, самостоятельное деление каждого из полярных яйер, отсутствие в зародьгаевэм мешке микропи-

лярного прохода;

- многоклеточные зародыши в неопыленнызс цветках, зародыши из клеток нуцеллуса и интегументов, полизмбриония . (Крылова, Г970; Хохлов и др.,1978; Ширяева и др.,Г988; Жужжалова и др., 1990; Сеилова,1995).

Для изучения количественно-эмбриологических показателей предложен метод вычленения из семяпочек целых зародышевых мелко в с полностью сохраняющейся структурой (Еиалеева-и др.,1994; Наумова,1994). Еесьма привлекательным, но. трудным в использовании из-за сложности применения, является метод трансмиссионной микроскопии,.дающий возможность выявлять . закономерности апомиксиса на субклеточном уровне (Наумова, 1994)-.

Приведенный здесь перечень критериев апомиксиса и сопутствующих им методов диагностики, на наш взгляд, - достаточно исчерпывающ, однако поиск более простых визуальных доказательств апомиксиса, особенно у. возделываемых культур, остается тем не менее актуальной задачей. ' '

Создание;у сахарной свеклы апомиктических инцухт-линий

Исследования пО' апомиксису у.сахарной свеклы были начаты с изучения возможностей: его индуцирования-методами экспериментального мутагенеза и, в частности, ультрафиолетовым-и гамма-облученисм наносимой пыльцы. И хотя у. вовлеченных в опыт материалов мы обнаружили практически все элементарные формы апомиксиса, более очевидным оказалось негативное влияние радиации, •проявившееся в- разного рода нарушениях на уровне клеток, но особенно заметно отразившееся на'продуктивности растений, что вынудило нас.'работы по мутагенезу прекратить. Основой для последующего изучения у сахарной свеклы'апомиксиса стала коллекция инбредных линий, полученная принудительным самоопылением районированных сортовых популяций.

Поиск, склонных к апомиксису форм первоначально был проведен среди 25 инцухт-линий, включающих более 200 растений, каждое из которых подверглось кастрации.без опыления, но с обязательной изоляцией цветочных побегов. Из изученных линий наиболее семяпродуктивными оказались две - А-52 •/. №30, завязывающие

при самоопылении 50-90% (А-52) и до 100^ (№30) семян. Эти же линии сформировали максимальное число семян и в беспыльцевом варианте. Обе они к моменту проведения исследований прошли 4 цикла 'самоопыления и превратились по сути в гомозиготные, .

Инцухт-линия А-52 ; - диплоидная (2п=18), сростноплодная, самофертильная,обладает идеальным для сахарной свеклы фенотипом - вертикально ориентиребанной розеткой темно-зеленых, гофрированных по краям листьев, располагающихся .'на длинных тонких черешках. Погруженные в почву конической формы корнеплоды массой до 1200^г накапливают р лучшие годы до 22% сахара и при перезимовке' в кагатах сохраняется без потерь. Линия малоотзывчива на условия произрастания: в . загущенном посеву • формирует корнеплоды массой 700-г800 г. Ее достоинствами являются также иммунитет к одной.из распространенных болезней сахарной свеклы ~ эрйзифозу (мучнистой росе) и способность, закреплять стерильность.' В качеств? донора устойчивости инцухт-.линия А-52 зарегистрирована в селекцонтре Института, сахарной свеклы Украинской аграрной Академии наук, Семенные ее растения имеют I тип кустов высотой 100-110 см,, продуктивности семян при свободном цветений может достигать 200 г, V

Инцухт-линия №30' у- диплоидная (2п-]8),' сростноплодная, самофертильная,- характеризуется горизонтально ориентированной... розеткой темно-зеленых гофрированных листьев,' ч.ероики которых у основания окрашены бетацианом, Выотупакхцие над почвой веретенообразные корнеплоды массой до ЬОО г и сахаристостью 15 - 17% плохо сохраняются в кагатах из-за.присущей им гнили головки. Семенные растения линии - невысокие (60-80 см), характеризуются 1-2 типами кустов и дают' такой жв урожай семян, как и линия

Результаты анализа завязнвнемости сомян Подтвердили неслучайный. характер, апоыиксиса у обеих, линий:.' каждая цп их особей оказалась способной форцирогш^ь семена в отсутствии пыльцы, Т» е, апомИктмчески. У, лир А-52 .пределы рор.ьирег-ания эавяэывае-. мости составили 5 ,0-55,при,:.среднем значении др 20&, у линии №30- от'20 до ШО/о. Все' растении линии независимо от типа применяемых изоляторов Лизадятар-«ертуе1»т либо.фязерыЗ, изоли-' рурщий'целое растение) при '.ннцухтировйнни сохраняли 1001 завя-

зываемость семян.

Ныне мы располагаем четырьмя подлиниями линии А-52 и. десятью производными линии №30. Установлено, что уровень anoмик-тической репродукции каждого из потомков, остается практически неизменным вне зависимости от места выращивания растений, будь то высокогорье Киргизии (до 1993 г Л или окрестности г.Алматы (1994 г.). Незначительные колебания завязываемости очевидно следует отнести влиянию метеоусловий года (табл.Т).

,':■., ■ Таблица I

. Завязываемость апокиктических семян у линий сахарной свеклы и их производных

3 а в я з ы в а е м о с т ь, % . 1989~г~ V ~Г991 г." 7~Г993 г.~ 7 ~1994 г.

30-Г ■ 60,3 56,5 50, Г 64,3

30-2 56,7 55,1 56,3 . 60,3

30-3 56,2 . 52,3 . 52,0 . .55,7

30-4' 32,2 ' .30,2 30,3 33,1

30-7 34,1 32,5 30,9 32,8

30-9 27, Т 30,4 30,7 30,6

30-10 30,3 29,1 ' 31,0 31,9

30"А" 41,3 44,4 55,4 51,6

Л-"30" : 45,6 48,7 45,2 . 50,8

30-30 односем. ■ 50,2 55,4 :. 50,4 50,4

Л-52-30-2-Т 15,5 22,4 . 15,6 20,4

А-52 (сф) . 16,0 20,1 • 18,4 2Т,1

А-52 односем. 18,6 15,7 15,6 ' 18,9

60-1-Х-1-1 '• 12,4 13,4 : 9,4. 12,4

!

JI и н й и» Í подлинии !

Посеянные в грунт апомиктические семена дали проростки, морфологический анализ которых обнаружил ряд объединяющих их особенностей, в том числе;

- полное фенотипическое сходство с исходной материнской линией; • .

- единообразие всех признаков;

- наличие во всходах только одного проростка несмотря на сростноплодность клубочков;

- более интенсивный, чем у материнской формы, начальный рост и, как следствие, - более мощное последующее развитие растений;

- наличие у отдельных проростков moho-, три-, тетракоти-лии либо срастания семядолей, появление.двух точек роста и нередко - разрастание подсемядольного колена.

Идентификация предполагаемых апомиктов с исходной, мате-, ринской формой была проведена путем.анализа состава йзоэнзимов эстеразы молодых листьев. Спектры изоферментов оказались одинаковыми у екдонныхк апомиксисурастений и идентичными распределению их у материнской линии. . ..

Цитологическое цзучёние клеток апикальной меристемы зачаточных листочков розетки'выйсило их. диплоиднопть ,(2п=Т0), но необходимо заметить, что в потомства* гибридов, полученных при скрещивании обеих линий с неапомиктами, не б г, л и замечены триплоиды. Данный факт свидетельствует об отсутствии в анализируемом материале тдкойформы апомиксиса, как диплоспория, подразумевающей наличие у растений нерелуцированных зародышевых мешков, возникающих из клеток археспория; .

Характер наследования апомиксиса у сахарной свеклы. Генетика апомиксиса относится к малоизученной области биологии- сахарной. свеклы. Достаточно сказать,.что у этой культуры на сегодняшний день установлен единственный доминантный ген А~, ответственный за апоспорию, схема.контроля которой - простая моногибридная (Cleij и др.,1975).

Характер наследования апомиксиса у линий Д-52 и №30 был исследован в потомствах, полученных от строго контролируемой их гибридизации с популяцией Rotbiatt , маркирующей "истинные" гибриды в красный, цвет. '..-'-

В потомстве Ру расщепление растений по фенотипу на красные и зеленые произошло в соотношении 3:I и 4:1, что подтвердило у сахарной свеклы доминантный характер апомиксиса. Гибриды первого поколения существенно■варьировали как по скорости прорастания, так и энергии начального роста. Так, красно-окрашенные проростки всходили практически одновременно и в дальнейшем развивались более или.менее'синхронно: Зеленое потомство отличалось в основном вегетативной мощностью, но его отдельные растения медленно всходили и так же медленно развивались; в процессе вегетации большинство слабых погибло.

Отдельную группу составили близнецы - проростки одного клубочка, появлявшиеся с.частотой Т8-20%. Они обладали разным фенотипом, поскольку состояли'из красного гибрида и зеленого апомикта и характеризовались асинхронностью развития: зелено-окрашенные особи были всегда крупнее и мощнее за счет большего числа листьев на одном.растении.

Изозимный анализ ряда ферментов.(глюкозофосфатизомераза, НАДФ-зависимая малат, глутамат- ' и изоцитратдегИдрргеназы ), проведенный на полученных от самоопыления, гибридизации и при апомикс-исе семенах, подтвердил у изученных линий доминантный "характер апомиксиса.и его факультативную природу. В то же время он косвенно показал-на доминантность у сахарной свеклы и такого элемента апомиксиса, -как адвентивная эмбриония, что было затем подтверждено результатами эмбриологических изысканий.

. Каждое из потомств подвфлось самоопылению, скрещиванию друг с другом, беккроссирований и поставлено в условия беспыльцевого режима. Во втором гибридном поколении мы исследовали потомства:

1) от самоопыления красноокрашенных гибридов Рр

2) от самоопыления зеленых растений Р^

3) от беккроСсов каждого в отдельности красные и ВС| зеленые);

4) от гибридизации, проведенной по схеме:

а) Р-^ зеленые х Ру красные;

б) Ру зеленые х Р} зеленые;

в) Р^ красные х Р| красные;

г)Рт красные х Рт зеленые;

5) от свободного опыления обоих типов гибридов Ру;

6) от свободного опыления исходной материнской линии;

7) от-полученного в беспыльцевом варианте.

Потомство от самоопыления. По обоим типам гибридов было изучено более 500 растений. Инцухтирование зеленых генотипов не привело к расщеплению в р£ и сохранило у растений материнский фенотип. Самоопыление красных гибридов привело Ь к расщеплению 3:I с преобладанием в потомстве краеноокращенных форм, что свидетельствовало о гетеразиготности гибридных растений по генам апомиксиса, подтвержденной затем, результатами беспыльцевого анализа: при кастрации с изоляцией красноокра-шенные гибриды завязывали до 20$ апомиктических семян.

Возвратные- скрещивания. Беккроссная генерация (ВСТ), полученная от скрещивания красных и зеленых растений Ру с исходной материнской линией, дала начало гибридам и апоыиктам, У красных потомков расщепление произошло в соотношении, близком 1:1, у зеленых - оно вообще отсутствовало, что лишний раз подтвердило их. апомйктическую природу,.

Беккроссирозание красных гибридов Ру не привело к возрастанию в анализируемом материале зеленоокращенных апомиктов, и это вполне понятно, если предположить наличие у изученных линий апоспории в качестве механизма апомиксиса. Находясь под контролем рецессивного летального фактора, она не передается через гаметы и сохраняется в генотипе только благодаря апомик-тическоцу размножению (С1е.:и и др., 1976).

При свободном опылении'красных и зеленых потомств соотношение тех и других в ?2 составило: 4:1 - у красных . и 5;I - у зеленых, прй этом оба вида гибридов предпочитали собственную пыльцу.

.Повторные скрещивания гибридов Ру. Зеленые апомикты и красные гибриды Ру были скрещены между собой. Б . потомстве от гибридизации Рукрасные х Рукрасние 1УЗ часть растений, приходилась на долю зелеиоокрашенных, в комбинации Рукрасныё х Рузе-лёные число.апомиктов возрастало до 50^. Опыление зеленых генотипов. »IX же пыльцой не приводило к изменению окраски потомства Р0 и являлось еще одним дOкaзateльcтвoм его апомиктичнос-тм. Гибридизация зеленых генотипов Ру с красными, гибридами

привела к пропорции 1:1, т.е. равному соотношению обоих типов растений.

Беспыльцевой вариант." В отсутствии пыльцы зеленоокрашенное потомство сохранило' первоначальный.уровень завязываемости апомиктических семян, которые.при посеве в грунт давали растения материнского типа. Красноокрашенные гибриды расщепились на зеленье и красные с преобладанием первых (3:1), , в то же время было замечено, что отдельные маркированные растения отличались необычайной мощностью, что свидетельствовало о возможном- закреплении их гетерозисности апомиксисом.•

Изучение потомств вне зависимости'от происхождения выявило две.объединяющих их особенности:

1) сохранение фенотипа исходной материнской линии у всех без исключения зеленоокрашенных генотипов;

2) наличие в испытуемом материале 3-х типов двоен, состоящих из:

а) красного + 'красного проростков;

б) красного + зеленого проростков;

в) зеленого■+ зеленого проростков.

Столь разнообразные сочетания легко объяснит, если исходить. из сростноплодности.семенного материала - обеих линий, В первом случае имели место типичные гибриды, возникшие при опылении разных семяпочек, сросшихся в одном клубочке. Во втором - наблюдалось одновременное развитие гибрида и.апомикта,в третьем - сочетание возникших разными путями апомиктов.

. Таким образом-, изучение характера наследования у. сахарной свеклы-апомиксиса подтвердило его доминантный тип и факультативную природу. В тс же время проведенный - анализ выявил участие в генетической регуляции'апомиксиса по крайней мере одного рецессивного гена, о чем свидетельствует расщепление 3:1 у потомства, полученного при скрещивании между собой красных гибридов Ру. Результаты других гибридных комбинаций трудно интерпретировать хотя бы потому, что у этой культуры .б одной и той же семяпочке, в одном зародышевом мешке могут проявлять свое действие такие разные по сути и специфике, но всегда приводящие к формированию растений-апомиктов механизмы, как партеногенез и.апогаметия, партеногенез и адвентивная экбриония,

полизмбриония. Данные проведенных затем эмбриологических исследований подтвердили сказанное достаточно четко.

ТИПЫ АПОМИКСИСА У САХАРНОЙ СВЕКЛЫ

И ИХ ЦИТОЭМБРИОЛОГИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ

Цитологические особенности апомиктов

Мутация "сросшаяся пыльца". Изучение мужского мейоза апо-миктических линий показахо, что у сахарной свеклы, как и у других факультативных апомиктов, процесс формирования пыльцы протекает с минимальными нарушениями: у инцухт-линии. А-52 их количество составило 16,0%, у линии №30 - 12,5%, Следствием довольно ровно протекающего мейоза явилась чрезвычайно выравненная пыльца, фертильность которой во все годы испытаний оставалась довольно высокой (90-95%).' Однако дважды за период исследований мы зафиксировали случаи резкого скачка (до 60%) стерильности и выявили ее причины. Одной кэ причин явилась . своеобразная цитологическая мутация, описанная 'нами впервые (Сеилова и др.,1988). Выли предложены ее название ("сросшаяся пыльца" - f'accreting pollen"), и соответствующий символ ("ар").. Мутация оказалась рецессивной и продуцировали ее растения под-лИнии 30(10— Т), полученной трехкратным самоопылением линии

Своеобразие мутации заключалось в способности особей под-Линии формировать соединенные по 4 пыльцевые зерна, которые не разъединялись при механическом надавливании и погружении в . липо- и гидрофильные растворители, что свидетельствовало не столько об их.слипании, сколько о прочном срастании. Мейоз му-тантных растений протекал без особых нарушений, тетрады сохраняли -присущий сахарной свекле симультанный- тип образования, Но на завершающем этапе процесса составляющие, их пылинки не разъединялись, как это происходит ¡в норме, а оставались объединенными в тетрады. "Сросшаяся пыльца" росла, покрывалась пористой оболочкой-зкзиной, в ней происходил гаметогенез:, в капле ацетокармйна спермии пыльцы окрадиьапись в ярко малиновый црет, подтверждающий ее фёртнл)<ность.' Однако .'опыление "тетрадной" пыльцой не приводило к образовании гибридных семян. Очевидно в оболочках микроспор не происходило, растворения . их ос-

новного вещества - каллозы, которая и блокировала прорастание пыльцы. В то же время обладающие мутацией растения формировали до 5% апомиктических семян.

Цктомиксис. Другой причиной стерильности пыльцы линий -апомиктов явился цитомикскс, представляющий собой в классической варианте экструзию генного материала, из одной материнской клетки пыльцы в другую и'служащий источником формирования в потомстве три- и монссомли, анеу- и полиплоидии и др. (Поддубная-Арнольди,1964).

У апомиктических растений цитомиксис протекал следующим образом: ни на одном из постоянно приготовленных, цитологических препаратов не наблюдалось, сближения микроспор, их слияния или перемещения из одной в другую содержимого. Однако.была замечена интенсивная миграция за'пределы пыльников тетрад микроспор, одноядерной и взрослой пыльцы. Содержимое пыльников вначале концентрировалось в центре либо на периферии, после, чего активно устремлялось наружу. Редко располагающиеся клетки та-петума не- мешали движению, но и они вслед за пыльцевым материалом покидали пыльники тем же'путем. По -ходу движения все вместе взятое в виде бесформенной массы и пикнотических сгустков вытекало в полость бутона. Остающиеся .пустыми, пыльники теряли свою форму и сморщивались, пыльца ке превращалась в стерильную. Описанный процесс охватывал до 70$.пыльников и" протекал с разной интенсивностью: мог отсутствовать, проявляться в большей или меньшей степени, затрагивать-все пыльники бутона.

Помимо цитомиксиса у склонных к апомйксису инцухт-линий были обнаружены и другие особенности: незакладка пыльников в бутоне, их дегенерация на любой стадии развития либо зарастание внутренней полости; утолщение прилистников, образование крупных завязей, срастание завязей по 2-3, зарастание-в зародышевых мешках микропилярных отверстий.

Нередуцированные гаметы. Растения линий А-52 и №30, а также практически все их потомки с,частотой 10-16% формировали пыльцу с.' диплоидным набором хромосом - так называемые не-ре'дуцированные гаметы, достигавшими иногда в диаметре 40 мкм й имевшими на экзине полусферы 28 и более пор (в норме- это составляет- 25-27 мкм и 8-ТТ пор соответственно).

Анализ мейоза микроспороцитов показал, что образование нередуцированной пыльцы связано с действием двух рецессивных генов, контролирующих цитологические мутации "параллельные веретена" (parallel spindles) и "слившиеся веретена" ( fused spindles). Оба гена впервые были обнаружены у картофеля, а более поздними исследованиями установлены у линейной сахарной свеклы (Малюта,Г984; Сеилова и др.,Г985). Формировавшиеся описанными выше способами нередуцированные гаметы являлись высокофертильными я жизнеспособными, поскольку в обладающих этой мутацией самоопыленных потомствах возникали три-плоиды.

Эмбриологическая характеристика апомиктов

. Партеногенез. Детальное изучение процессов, протекающих . в семяпочках апомиктической свеклы, показало, что в закрытых бутонах за сутки до кастрации апомиксис уже проявляется в виде самостоятельно делящихся яйцеклеток, дающих затем двух-клеточные проэмбрио и далее - партеногенетйческие зародыши. Через 2-4 суток после кастрации большая их часть достигает стадии 10-12 клеток,' вокруг зародышей формируется ядерный эндосперм. -

Полярные ядра сливаются-не всегда, отмечены случаи их самостоятельного (автономного) деления с образованием из каждого многоклеточной эмбриональной масоы. Развитие эндосперма из .центральной .клетки зародышевого мешка, возникшей в результате слияния полярных ядер,.замечено лишь на отдельных препаратах. Начальные этапы обоих процессов зафиксированы нами, довольно четко.

' Апогаметия. Способностью развиваться автономно обладают не только яйцеклетки, но.и другие клетки женского гаметофита свеклы и, в частности, антиподы (ейнергидная апогаметия не выявлена). Детерминированные к превращению в. зародыш клетки антипод делятся мит.отически, митоз при этом может протекать одновременно с партеногенезом. Тем самым подтверждено наличие в одном зародышевом мешке разных механизмов апомиксиса.

У апомиктической сахарной свеклы антиподалЬные зародыши могут быть двух типов: рыхлыми, глобулярными, е гигантскими

ядрами и удлиненной формы - с мелкими ядрами. В первом случае эндосперм не замечен, во втором - наблюдается формирование плотной эндоспермальной ткани,с разбросанными по ней митоти-чески делящимися ядрами.

Адвентивная змбриония. Начало адвентивным зародышам давт инициальные клетки, закладывающиеся в любой части, семяпочки. Согласно данным литературы (Модилевский,1963; Наумова, Яковлев, 1972), адвентивные зародыши в своем большинстве - бесформенные, без признаков'дифференциации и симметрии образования, лишенные подвесков-суспензоров. Нами, однако,- выявлена и иная их структура. Как оказалось, адвентивные зародыши культурной свеклы (нуцеллярные и интегументальные) могут сохранять правильную форму и симметрию.и обладать к тому же суспензорами. Обнаружено, что для нуцеллярных зародышей присутствие- эндосперма не всегда является обязательным. Они могут развиваться за счет питательных веществ нуцеллуса, поступающих из нуцел-лярной ткани через похожие на "пуповину" суспензоры. Такого рода связь.зафиксировала у сахарной свеклы впервыеV

Состоят суспензоры из одного ряда клеток, но могут быть и массивными, как это имеет место у интегументалькых зародышей. В подобных случаях закладывается несколько цепочек клеток, помогающих более интенсивному продвижению проэмбрионов в полость зародышевого мешка.

Опыление апомиктических линий фертильной пыльцой зачастую, приводит к. образованию в одном зародышевом мешке генетически разнокачественных зародышейНормальные'гибридные формируются-в микропилярной части зародышевого мешка, апомийти-ческие,-как правило адвентивные, - в средней части и по своим габаритам могут--превосходить зиготические в 3-5 раз. Факт одновременного сосуществования в семяпочках потомства-Р^ разнокачественных (в том числе гибридных) проэмбрионов подтвеядает доминантный характер апомиксиса у изученных линий и его факультативную природу.-В то г»е -время он.служит доказательством того, что и адвентивная змбриония у сахарной свеклы детерминируется доминантным фактором (факторами). Пока у этой, культуры доказан доминантный контроль лишь одной' апоспории (С1е1д И др.,1976).

Апоспория, Начало апоспории дают апоспорические инициальные клетки, закладывающиеся в середине либо халазальном конце семяпочки. Дня них характерны плотная цитоплазма, крупные ядра и четко очерченные границы. Внешне апоспорические зародышевые мешки мало чем отличаются от обычных, редуцированных, разве только своим, местоположением и отсутствием . микропилярного прохода; зародыши в них формируются партеногенетически.

Что касается эндосперма при апоспории, то мы не наблюдали цитологических картин его образования, однако зафиксировали весьма четко необычайно крупные нндоспермальные ядра, которые в 5-7 раз превышали размеры ядер самих зародышей. Отсюда следует, что у диплоидной сахарной свеклы формирование . эндосперма при апоспории связано с полиплоидизацией его ядер.

Обобщая результаты собственных эмбриологических исследований и данные литературы можно констатировать, что апомиксис у сахарной свеклы относится не к случайным, спонтанно возникающим явлениям, а сосуществует на равных со свойственными ей алло- й аутогамией. Он присущ формам культурным и диким, имеет у. них единую основу и.сохраняет все, характерные для семенного размножения, морфологические структуры. Сведения об аломиксисе мы объединили в единую схему, отражающую специфику протекания у сахарной свеклы нормального полового процесса - амфимиксиса и происходящего без слияния гамет - апомиксиса (рис.2),

Наличие амфимиксиса предполагает формирование у растений редуцированных зародышевых мешков, содержащих гаплоидное число хромосом в каждом из структурных элементов. Бри их оплодотворении образуются обычные гибриды, в отсутствии такового возможна гаплоидия. В основе гаплоидии лежит, как правило, партеногенез .

Апомиксис обусловливает появление нередуцированных зародышевых мешков, которые в'зависимости от происхождения бьь вают диплоспорическими, формирующимися из клеток археспория, и апоспорическими, возникающими из" соматйческих клеток семяпочки. Оплодотворение циплоспорических зародышевых мешков нормальной пыльцой либо.нередуцированной приводит к полиплоидии, в отсутствия оплодотворений путем партеногенеза и (или) апога-метии образуется унипарентальноё, в данном случае материнского

Рисунок 2

Пути формирования у сахарной свеклы апомиктического потомства

?о сл

Факультативный аломиксис

типа матроклинное потомство. При апоспории оно формируется тем же путем.

Матроклинным является и потомство, возникающее с помощью адвентивной эмбрионии. У сахарной свеклы выявлены обе разновидности адвентивной эмбрионии - нуцеллярная и интегументаль-ная, начало которым дают.клетки нуцеллуса - выстилающей ткани семяпочки и ее покровов - интегументов.

Из схемы следует, что апомиксис у сахарной свеклы может быть не связанным с опылением к оплодотворением, т.е. облигат-ным. При факульативном его типе имеет место совмещение апомиксиса с нормальным половым процессом - амфимиксисом.

ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АПОМИКСИСА' В ПРАКТИЧЕСКОЙ ■ СЕЙЕКЦВД

Селекционное изучение апомиктических инцухт-линий. Этапы селекционного изучения обеих линий включали:

- анализ общей комбинационной способности в системе поликросс;

- анализ продуктивности гибридов на фертильной основе, в том числе реципрокных;

- анализ продуктивности гибридов на стерильной основе с участием в качестве опылителя линии А-52;

- анализ продуктивности линии А-52 в чистом посеве;

- анализ продуктивности линии А-52 в экологическом сортоиспытании.

Двухлетние испытания инцухт-линии №30 в системе поликросс выявили ее низкую общую комбинационную способность: по всем параметрам продуктивности наблюдалось снижение показателей. По урожайности корнеплодов оно.составило-30-3£%, сахаристости - 8-12%; сбору сахара с гектара - 35-40%, и это явилось неудивительным потому, что растения линии при свободном опылении, вследствие присущих им-самофертильности и апомиксиса, практически не воспринимают чужеродную пыльцу и, таким образом, в потомстве Р^ воспроизводят собственную продуктивность. Полученные результаты дали нам основание на использование линии №30 только в качестве модельного объекта для изучения цитоэмб-риологии и генетики апомиксиса, в селекционный процесс она бо-

лее не вовлекалась.

■Тенденция к невосприятию неродственной пыльцы была зафиксирована и у линии А-52. Ее использование в скрещиваниях в качестве материнской формы не приводило к изменению морфологии Прямых гибридов несмотря на участие в опыте линейных материалов с высокой ОКС. В обратных комбинациях скрещивания по всем изученным показателям имело место промежуточное наследование либо гетерозис (табл.2).

Поликросснке гибриды линии А-52 во все годы испытаний показывали стабильно высокую продуктивность (табл.3). Однако потенциал линии особенно ярко проявился в чистом посеве (табл.4).

- Таблица 4

Продуктивность линии А-52 в чистом посеве

! Сахаристость, % ! Урожайность,$ ! Сбор сахара,% Горы, ! к стандартам. ! к.стандартам | к стандартам

' | Я0-30! К-48~! К-44ЯО-ЗО! К-48~! К-44 |Я0-30! К-48~! К-44

1993 103,7 101,4 100,0.119,3 159,4 167,7 123, Т 161,8 167',8 НСР0,05 Г,22 62,3 8,4

1994 112,4 Г07,1. ГОТ, I 110,7 739,7 Ш,7. 121,1 732,1 139,7 НСР0,05 . Г,31 ' 53,1 . ' 7,3

КО-ЗО. - Ялтушковская односемянная

В становлении высоких утилитарных качеств инцухт - линии А-52 очевидно не последнюю роль сыграли такие ее признаки, как вертикально ориентированная розетка и иммунитет к мучнистой росе, способствующий тойу, что непоражающиеся этой распространенной болезнью листья могут функционировать до 90 и более дней, в то время как у основной массы линий продолжительность жизни листьев летних сроков образования едва достигает 70- дней (табл.5)', Замечено'также, что длительность функционирования листьев, равно ,как и форма розетки свекловичного растения, ilfi« прямую емзяны с характером накопления в корнеп по АПК сахара,

Морфологические параметры инцухт-линий и их реципрокных гибридов

Линии., гибриды, ( : сорт | Суммарная 'площадь о листьев, сгг г Ч е р е ш г _ ! длина 0 к, см толщина ¡Число листьев \ на одном | | растении ; Масса ' корня.; г Сахарис тость гГ /с

А-52 302,9+4,8 25,9+0,37 0,72+0,01 . 21,3+0,58 . 760 14,5

ССЛ-25-29-1 309,6+8,6 17,2+0,33• .0,76+0,03' 19,8+0,37 520 13,3

А-52 х ССП-25 332,7+6,5 . 25,1+0,32 0,80+0,01 19,5+0,41 780 ' 15,0

ССП' х А-52 376,2+5,9 21,6+0,51 0,80^0„01 . 20,1+0,44 670 15,0

А-52 302,9+4,8 '■ 25,9+0,37 ■ 0,72+0,01 21,3+0,58 760 14,5

ВИР-100 268,7+5,9 . 15,8+0,29 0,50+0,01 25,7+0,78 '460 13,3

А-52хВИР-100 -306,4+7,7- ' 24,8+0,45 0,70+0,01 22,0+0,35 740' 14,4

ВИР- ЮОхА-52 491,1+11 Д. . 25,6+0,47 1,00+0,03 ' 22,2+0,44 520. 15,2

А-52 302,9+4,8 • 25,9+0,37 0,72+0,01 ■ 21,3+0,58 . 760 14,5

39-19-С ■• 393,7+4,9 19,5+0,41 Г,10+0,41 25,5+0,51 660 13,9

А-52х39-19-С 320,8+6,9 25,2+0,28 0,7-2+0,01 22,1+0,72 .750 14,8

39-19-СхА-52 487,2+2,1 24,0+0,30' 1,00+0,01 .25.-, 1+0,33 670 13,7

Ялтушковская односемянная 30 367,5+4,3 22,4+0,32 0,92+0,01 21,6+0,35 770 14,3

НСР0,05 37,81. 1,15 ■ 0,13' ' 1,66 64,73 0,91

. "Продуктивность инцухт-линии А-52 в. системе поликросс

Материнская! Гп_, !Саха'рис-!% к -стандартам!Vr^w^a к стандартам! Сбор !% к стандартам

■фоома f тость, '-----_ — -------Jcaxapa,!-------

гибрида jиспытаниЯ| \ % j р_об , я0_30 j ц/га. j р_06 , Я0_30 , j р_06 ! Я0-30

А-52 ' 1985 - 16,6' 104,0 103,0 ^66 103,0 99,0 105,3 107,0' 102,0

'Х987 15,3 .100,Л .100,0 - 646 105,4-. ПО,2 98,8 105,3 110,1 ^

tC I

-1988 ' 16,1 . 106,6 105,2" . 644 105,4 99,5 103,7 TJ2,3 104,7 1990 16,0 103,1 100,0 600 107,3 118,5 96,0 103,4 118,5

Характеристика инцухт-линий сахарной свеклы

Инцухт Продолжительность ф Варьирование

-линии кизни листьев, сахаристости

линии , г розетки , п0 р м

А-52 более. 90 вертикальная 16,2 - 18,1

ВИР-100 70-80 ' вертикальная 14,2 - 16,3

41-20-1 70-80 вертикальная Т4,5 - 16,7

39-19-С 60-70 ■ горизонтальная 13,5 - 16,7'

38-5-С 40-50 горизонтальная . . 12,9 - 15,8

39-4-П 40-50 горизонтальная 12, Т - 14,5

Гибридизация.инцухт-линии А-52 с фертильными по пыльце линейными формами способствовала проявлению в потомстве эффекта гетерозиса, который был особенно ощутимым у гибридов на стерильной основе: по всем компонентам продуктивности -сахаристости, урожайности, сбору сахара - они имели заметное преимущество, над районированными сортами-стандартами.(табл.6). Среди испытанных номеров лучше всех показал себя гибрид МС 87107 х А-52, сочетающий, хорошую сахаристость с высоким урожаем корнеплодов и обладающий-наибольшим выходом сахара с единицы площади. Стерильные материнские формы всех- гибридов получены из Всероссийского НИИ сахарной свеклы..

Последующие испытания линии А-52 в чистом посеве подтвердили высокий потенциал ее продуктивности и в других зонах свеклосеяния Казахстана: в условиях Актюбинской области она . оставила позади шесть гибридов и один сорт (табл.7)..

Таким образом, инцухт-линия А-52 ведет себя в посеве как высокопродуктивная популяция, что безусловно связано с присущими ей тремя способами воспроизводства - аллогамии, апомикси-са и аутогамии, сочетание которых в едином гетерозиготном организме делает его экологически пластичной генетической системой вследствие того, что каждый из перечисленных типов размножения взаимодополняет и подстраховывает друг друга. Высокие, общая и семенная продуктивность'дали основание на передачу линии А-52 в Госсортосеть в качестве чистолинейного сорта.

Результаты основного сортоиспытания гибридов на стерильной основе

Сорта, |Сах-ть,|_ * ^стандартам _]урдяаЙ1% к стащартам_ ГСбор !_ % «.стандарту ■ибриды % !улад,35!Я0-30! Р-06! 1Улад.35!Я0-30IР-Об! ц/га ¡Улад.35!Я0-30!Р-06

Ялтушковская односемянная30 14,3 502 71,8

Рамонская 06 Т3,8 498 •68,7

Уладовская 35 14,3' 504 72,0

МС87Ю7хЛ-52 . 15,2 106,3 пол 106,3 602 119,4 119,9 120,9 91,5 125,9 127,3 133,1

МС5.7769хА-52 15,0 .104,.9 108,7 104,9 531 105,3 105,8 106,6 79,6 110,4 110,8 115,8

МС17763хА-52 15,2 106,3 ПОЛ 106,3 540 ■107,1 107,6 108,4 82,1 ИЗ,9 114,3 119,5

МС30617хА-52 15,0 104,9 108,7 104,9 527 104,6 105,0 105,8 79,0 109,6 115,0 110,0

НСР0,05 0,82 24,22 7,45

Таблица 7

Результаты экологического сортоиспытания сортов и гибридов сахарной свеклы (1994 г.)

^ибрЕды' ! Сахаристость,% |Урожайность,ц/га| Сбо^сахара,

ЦКазМС-44 22,2 323 -. . ■' 71,7

СибКазМС-65 21,7. 310 67,3

КазМС-66 . 21,8- 357' 64,3

А-52 22,9 - . 362 82,9

КазМС-Т9 - 2Т.7 . 304 66,0

КазСкб- Т4 ' 20,9 258 ' 53,9

КазСиб-Т 21,9 292 63,7

Ялтушковская 23,9 346 ' 82,7

односемянная 30

Последующий поиск, склонных .к апомиксису генотипов Привел к.обнаружению в T994-I995 гг. среди материалов коллекции еще четырех инцухт-линий, три из которых представляют особую ценность из-за свойственной им раэдельношгодности (односемяннос-ти) (табл.8).

Линия - 99Т-Т-П - диплоидная,. сроСТноплодная,- 'самофертиль-ная. Завязызает в отсутствий пыльцы до 80%. апомиктических се-млн, является доминантным маркером, поскольку обладает ланцетовидными, глубоко вырезанными по краям листовыми пластинками. Ввиду невысокой 0KG иопользуётся в исследованиях только. как маркирующая линия.

' Линия 41-20-I - диплоидная, раздельноплодная, самофер-тильная. Завязывает до 40% апомиктических семян, имеет мощную прямостоячую розетку со скрученными во внутрь листьями, формирует корнеплода массой до 1,5 кг. Зарегистрирована в селек-центре Института сахарной свеклы УААН в качестве модельного объекта для физиолого-генетйческих исследований.

Линия 1-24-П-П- диплоидная, раздельноплодная, . самофер-тильная. Завязывает до 40% апомиктических семян, иМеет вертикально ориентированную розетку листьев., формирует корнеплоды массой до 1,5 кг.

Три последние кнцухт-линии проходят.в настоящее время этап размножения с целью передачи на экологическое -испытание.

Таблица 8

Продуктивность апомиктических инцухт-линий в системе поликросс

■ ! о о р т а, } ЛИНИИ | Сах-ть ! % к стандартам !УладТз5! Я0-30 ®Урож-ть 1 - Ц/га ! % к стандартам !УладТз5.Г Я0-30 ! Сбор \сахара, ! ц/га ! % к стандартам !УладТз5!~ Я0-30

Уладовская 35 15, X 611 92,'3

йлтушковская односемянная-30 15,3 647 • 99,0

1-24-П-П 14,8 •98,5 96,7 • -735' 120,3 . 113,6' 108,8 . 117,7 108,7

41-20-1 15,2 " . 100,7 99,3- 70.0 ■ 114,6 108,6 106,4 118,5 . 100,6

Р-096? 15,3 ■юг,з 100,0 . 670 109,6 ' 103,5 100,5 108,8 101,5

911-1-П 14,7 97,3 96,1 580 90,5. 89,6 85,3 90,2 ' 80,6

. НС?0.05 . 1,44 34,40 6,75

Апомиксис и новые возможности в селекции перекрестноопыляющихся культур. Мысль о селекционном использовании апомик-сиса впервые была высказана в Т935 г. Г.Д.Карпеченко:"Необходимо разработать проблему экспериментального ' индуцирования митотического деления хромосом или какого-либо другого процесса их удвоения в партеногенетически развивающейся яйцеклетке или любой другой клетке зародышевого мешка, индуцирования, которое приводило бы непосредственно к абсолютно гомозиготным диплоидам..Было бы важно научиться переключать растение на развитие зародышей из соматических клеток ядра семяпочки, которое бы из Поколения в поколение могло бы сохранять неизменно любую гетерозиготу". Сохранить неизменной желательную комбинацию генов возможно, если ценным селекционным материалам придать апомиксис. Как уникальный тип размножения, он обеспечивает материнскую, наследственность, однородность потомства и длительное сохранение у него высокой семенной продуктивности*

У основной массы растений разнообразие форм возникает за счет мейоза, оплодотворения и генетической рекомбинации. При апомиксисе мейоз становится необязательным, и это приводит к потомству, материнского типа. Апомиксис, таким образом, спосо- . бен выступать в качестве "метода 'Клонирования растений..' через семена" и играть тем самым важную роль в селекции перекрестников (Франке,1988). Передача апомиксйса возделываемым культурам Либо его обнаружение у них делают возможным формирование нерасщепляющйхся. гибридов и коммерчески воспроизводство, гибридов без использования ЦМС.-Для практической селекции желателен облигатныЙ, не зависящий от опыления, ;апомиксис:обладающее им потомство не'нуждается в проверке на генетическую стабильность и после оценки продуктивности может дать начало новому сорту. При факультативном апомиксисе отбывается, эффективный путь привлечения комбйнативной и&менчивости с последующим закреплением гётерозиготностиI Новые апомиктические генотипы возникают путем гибридизации амфй- и апомиктов из-за способности последних формировать нормальные мужские гаметы.

К сожалению, у большинства возделываемых культур способность к апомиксису отсутствует или пока не обнаружена, однако

существуют пути его экспериментального получения, к которым относятся отдаленная гибридизация, мутагенез и инбридинг.

С псмощыо инбридинга мы дифференцировали районированные сортовые популяции сахарной свеклы на спектр инцухт-линий и по разработанной нами методике провели отбор апомиктичёских генотипов. Установлено, что частота встречаемости апомиксиса у линейных форм постоянна и при последующем репродуцировании остается практически неизменной. Постоянной является и их проективность, которая может быть и высокой (А-52, 41-20-1, 1-24-П-П), и низкой (№30, 99Т-Т-П), Для определения направления дальнейшего использования апомиктичёских линий их сле-^ дует изучить на продуктивность в системе принятого в свекловодстве предварительного или основного сортоиспытания. В случае соответствия продуктивности предъявляемым селекцией стандартам последующее использование линий-апомиктов может идти в, двух направлениях: I) в"качестве новых форм (родоначальников сортов); 2) в качестве доноров апомиксиса либо модельных объектов для.изучения;различных его'аспектов.

. . У сахарной свеклы процессвыведения сортов и гибридов в связи с перекрестным характером опыления и двухлетним циклом развития занимает до 20 лет. С участием диплоидных фертильных линий он включает следующие этапы;

- создание исходных линейтя материалов путем принудительного самоопыления сортовых популяций;

- стабилизацию инцухттЯиний по морфологическим признакам;

> получение,гибридов по схеме топкрЬсса или поликросса с

цельо'оцёнки общей комбинационной способности (ОКО;

- создание пробных гибридов на базе двух или нескольких компонентов для анализа специфической комбинационной способности (СКС); ... -•'■'■..-

-. формирование производственных гибридов.

На всех этапах работы Должны изучаться продуктивность и технологические качества исходных материалов и гибридов, перспективные номера передают затем'в экологическое и Государственное испытания. .

Привлечение в селекционный процесс ууаской стерильности в значительной- степени усложнило его и привело к резкому возрастанию' себестоимости, семян из-за необходимлсти раздеты-гого

посева семян и раздельного хранения корнеплодов, а также раздельной посадки компонентов и раздельной их уборки. При этом подразумевается отдельная селекция-многосемянных опылителей и закрепителей стерильности (растений О-типа).

Требует больших усилий и работа по созданию синтетинес-ких популяций (сортов-синтетиков), получаемых совместным выращиванием 6-8 несовместимых раздельноплодных инцухт-линий, семеноводство которых полностью соответствует технологии размножения сортовых популяций и требует поддержания исходных родительских линий на отдельных пространственно-изолированных , участках.

Проведенные нами исследования показали, что у сахарной свеклы имеет место факультативный апомиксис, проявляющий частичную сексуальность. Частота встречаемости апомиксиса постоянна и при последующем репродуцировании растений практически не меняется. Постоянной остается и их продуктивность. Полученные результаты дали нам основание на разработку схемы создания высокопродуктивных линий-апомиктов, включающей следующие этапы:

- поиск апомиктических генотипов среди получаемых методом инбридинга инцухт-линий (методика наша);

- анализ продуктивности линий-апомиктов в системе предварительного либо основного сортоиспытания;

- отбор высокопродуктивных линейных материалов с дальнейшим их размножением по типу сибсов;

- передача в экологическое и затем - Государственное испытание в качестве новых'форм. •.

Из цикла создания новых форм выпадают, становясь ненужными, этапы, связанные со стабилизгщией. линий по морфологическим признакам, анализом их общей и специфической комбинационной способности и созданием на основе последней производственных гибридов с последующей оценкой продуктивности. Селекционный процесс, таким образом, сокращается вдвое. ' ' .

Апомиктические инцухт-линии продуцируют вьтсокофертильную пыльцу, опыление .которой- приводит к образованию популяций, состоящих из апоннктоБ, амфимиктор и гибридов между ними. Сочетание трех типов кзспроизводства, взаимодополняющих и взаимо-

замещающих друг друга, способствует превращению таких популяций в генетичеоки подвижные системы с высокой семенной, а часто и общей продуктивностью.

Существенным образом упрощается и семеноводство апомиктических линий, размножение которых не требует пространственной изоляции. В силу присущих им самофертильности и апомиксиса они при свободном цветении практически не воспринимают чужеродную пыльцу, поскольку формируют семена апомиктически плюс путем аутогамии, Следовательно, на одном и том же участке можно одновременно выращивать несколько инцухт-линий.

С целью передачи апомиксиса ценным селекционным материалам, им не обладающим, апомиктические линейные формы следует использовать в качестве отцовских компонентов скрещиваний. При удачном сочетании признаков продуктивность гибридов Ру может оказаться чрезвычайно высокой.. Для насыщения нужных форм генами апомиксиса считается достаточным использование 3-х беккрос-СОВ ( 0а1аз-Ак1п5 ,. Нгюпа.Хд?!).

ВЫВОДЫ

■Т. Еыявлено и экспериментально подтверждено наличие у сахарной свеклы апомиксиса, проявляющегося в форме партеногенеза (развитие зародышей из яйцеклеток), апогаыетии (образование проэ.мбрионов.из клеток антипод), апоспории и адвентивной эмбрион ли (формирование зародышевых мешков и зародышей из соматических клеток семяпочки).

2. Разработана классификация форм апомиксиса у сахарной свеклы, в основе которой лежат способ происхождения зародыша и характер спорообразования. Она учитывает также специфику протекания у этой культура ее семенного воспроизводства: нормального полового процесса - амфимиксиса и происходящего без слияния гамет - оплмиксиса.

3. Разработана и апробирована методика выявления у диплоидной сахарной свеклы апомиктически размножающихся генотипов, предусматривающая: применение инбридинга для получения из полиморфных популяций инцухт-линий; поиск среди них само-фертильных растений; их гибридизацию с доминантными маркерами и отбор в потомстве склонных к апомиксису форм, размножаемых в дальнейшем по типу сибсов...

4. Еыявлена высокая степень пенетрантности признака апо-миксиса в пределах линии с незначительными ее колебаниями у отдельных особей.'Изначальный уровень завязываемости апомик-тических семян остается практически-неизменным и не зависит от условий и места выращивания растений.

5. Обобщены и систематизированы критерии идентификации и отбора апомиктов, охватывающие морфологические и- цитоэмбрио-логические признаки, а также генетические доказательства' апо-миксиса, проявляющиеся при скрещивании апомиктов с их половыми сородичами.

6. Выявлена ранее неизвестная у сахарной свгклы рецессивная мутация, приводящая к стерильности пыльцы апомиктичес-ких линий. Контролирующий ее ген получил символ "ар", а сама мутация обозначена как "accreting pollen". Морфологическим выражением мутации является объединенная в тетрады, агрегированная пыльца, опыление которой не приводит к образованию гибридных семян.

7. Обнаружена и другая причина стерильности пыльцы апомиктов - своеобразно протекающий'цитомиксис, проявляющийся на завершающем этапе мейоза и выражающийся в интенсивной миграции за пределы пыльников тетрад пыльцевых зерен, одноядерной и достигшей полной зрелости пыльцы. Результатом "цитомиктиза-ции" является формирование беспыльцевых пыльников и пыльников с заросшей внутренней полостью. Замечено срастание семяпочек и образование пистиллодий.

8. Подтверждена генетическая детерминация апомиксиса у сахарной свеклы, его доминантный характер и факультативная природа. Вовлечение линий-апомиктов в гибридизацию в качестве материнских форм не приводит к изменчивости морфологических признаков прямых гибридов. В обратных комбинациях скрещивания имеет место промежуточное наследование либо гетерозис.

9. Выделен донор апомиксиса - сростноплодная инцухт- линия №30, которая может эффективно использоваться в исследованиях по цитоэмбриологии и генетики апомиксиса в качестве модельного объекта.

ТО. Созданы раздельноплодные (одноростковые) инцухт-линии (41-20-1, 1-24-П-П, Р-0967) с факультативным типом апомиксиса, завязывающие в отсутствии пыльцы 40-50% апомиктических семян и обладающие высокой продуктивностью. Линии находятся в стадии размножения и после получения достаточного количества семенного материала будут переданы на экологическое сортоиспы -танке,

II.'Получена высокопродуктивная апомиктически размножающаяся инцухт-линия А-52, являющаяся г'л'ерозисным опылителем и закрепителем стерильности, Линия зарегистрирована в селек-центре Института сахарной свеклы Украинской аграрной Академии наук как донор устойчивости к эризифозу (мучнистой росе) и передана на Государственное сортоиспытание в качестве чис-толинейного сорта-апомикта,

.12. Предложена схема селекции и первичного семеноводства линий-апомиктсв, исключающая получение гомозиготных линий-старших поколений, оценку их общей и специфической комбинационной 'способности и создание на основе СКС производственных гибридов. Схема предусматривает прямое использование аподиктически размножающихся материалов в качестве ноных форм после проверки продуктивности и ее соответствия предъявляемым стандартам.

РЕКОМЕНДАЦИИ ДНЯ СЕЛЕКЦИОННОЙ ПРАКТИКИ

,1. Методик}' поиска, и отбора апомиктических генотипов использовать для создания инцугг-линий сахарной свеклы 'с факультативным апомиксксом.

2. Инцухт-линию №30, завязывающую в отсутствии пыльцы 40-60% апомиктических' семян, использовать в качестве донора апомиксиса и модельного объекта для изучения цитоэмбриологии и генетики апомиксиса.•

3. Инцухт-линии 4Т-20-1, Т-24-П-П'и Р-0967 использовать в качестве родоначальников новых форм.

4. Инцухт-линию А-52 использовать в качестве донора апомиксиса, донора устойчивости к эриэифозу и гетёрозисного Опылителя при создании межлинейных гибридов.

5. Инцухт-линию А-52 использовать в производстве в качестве чистолинейного сорта-апомикта»

6. Схему селекции и первичного семеноводства использовать в работе по получению и размножению высокопродуктивных линий-аломиктов. - . •

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

1. Сеилова Л.Б. Системы размножения сахарной свеклы, Материалы 22 научн, конференции проф,-препод, состава КаэПИ им.Абая, Алма-Ата,'1964, с,29-34,

2. Сеилова Л,Б. Отдаленная гибридизация сахарной свеклы. Материалы научно-методической конференции по вопросам современной биологии. Алма-Ата, 1965, с.17-22.

3. БияшевГ.З., Сеилова Л,Б. Действие фийико-химических мутагенов на микроспорогенез сахарной.свеклы. Известия АН Каз ССР, серия биологическая, 1973, №1,-с.25-29,

4. Бияшев Р,3., Сеилова Л.Б/ Влияние мутагенных факторов на процессы оплодотворения я семяобразования у сахарной свеклы. Известия АН КазССР, серия биологическая,1975, $2, с.8-12.

5. Сеилова Л,Б, Реакция сахарной свеклы на действие мутагенов в поколении Мр Вестник с,-х, науки Казахстана, 1975,

'№4, 37-40.............N

6. Сеилова Л.Б, Процесс редукционного деления и обмен веществ у сахарной свеклы. Отдаленная'гибридизация и мутагенез в селекции'растений; Алма-Ата, Наука, 1975, с.Т55-162.

7. Сеилова Л,Б., Джакащева В.Д., Нысанбаева К.Н., Бияшев Г,3. Действие физико-химических мутагенов на анатомо-мор-фологическуо структуру сахарной свёклы,. Отдаленная гибридизация.и мутагенез в селекции.растений. Алма-Ата, Наука, Т975,

с. 1(\2~. 169. ■. ' ' ■ . ' '

8. Сеилова Л.Б,, Джакащева Б.Д, Цитогенетическое изучение эффекта действия. (Мутагенных факторов и их комплекса на клетки сахарной све(уш. Генетические основы, селекции растений. Алма-Ата, Наука, 1976,. с. 142-146..: '

9. Сеилова Л.Б,, Еияшев Г.З, Реакция сахарной свеклы на действие физико-химических мутагенных факторов и их комплекса, Материалы совётско-индийского.Симпозиума по проблемам генетики. Баку,- Элм, 1976, с. 141-142. -

. 10. Сеилова Л.Б. Анализ действия мутагенов на мейоз и процесс развития семян сахарной свеклы. Генётико-сёлекционные «следования полевых культур, Алма-Ата, Наука,1978,с,Н1-ТТ5.

II. Абдурахканов А,А., Бияшев Г,3., Семена Л. В., Ташку-го ва Н,Т. Изучение мутагенного действия экстрактивных ьеи^стн

полыни. Тез.докл. совещания по проблемам Генетики и селекции растений. 29-31 октября 1979 г., с.8.

12. Абдурахманов A.A., Сеилова Л.Б., Ташкулова Н.Т. Определение хлорофиллов "а" и "в" у растений с активной хлоро-филлазой. Материалы 3 конференции.биохимиков Средней Азии и Казахстана. Душанбе, Дониш, 1987., C.I30.

13. Сеилова Л.Б., Амерханова М.Е., Абдурахманов A.A., Би-яшев Г.З. Об индуцированном апомиксисе у сахарной свеклы. Известия АН КазССР, серия биологическая, Т984, №5, с.8-70.

14. Бияшев Г.З., Сеилова Л.Б., Абдурахманов A.A. Динамика, митотической активности клеток корневой меристемы линейной сахарной свеклы..Известия АН КазССР, серия биологич., 1984, №2, с.5-7.

15. Седова Л.Б., Абдурахманов А:А., Хайленко. H.A.Эмбриология индуцированного апомиксиса у сахарной свеклы. Цитология •л генетика, 1984, т. 18, №2, с.90-92.

16. Сеилова Л.Б., Бияшев Г;3., Абдурахманов A.A., Джексем-биев Р.К. Экспериментальное получение 2п-пыльцы . у диплоидных форм сахарной свеклы. С.-х. •биология, 1935, №2, с.46-48.

17. Сеилова Л.Б., Бияшев Г.З., Абдурахманов A.A.,.Джексем-биев Р.К. Получение 2п-гамет у сахарной свеклы.Экспериментальный мутагенез с/х растений. Умань, 1985, с.75-16.

18. Сеилова Л.Б. Получение мужских нередуцированных гамет у сахарной свеклы. Генетика и селекция растений и микроорганизмов. Алма-Ата, Наука, 1986, C.T02-7O6.. .

19. Джексембиев Р.К., Бияшев Г.З.,.Абдурахманов. A.A., Сеилова Л.Б. Реакция сорта на самоопыление. Сахарная свекла,1986, №9, с.40-41. ; ; . _

2С. Сеилова Л.Б., Дмитриева EvВ. Коллекция инбредных линий для изучения частной генетики сахарной спекли. ФизиолОго-гене-тические основы повышения устойчивости. и продуктивности с/х растений. Алма-Ата, Наука, 1988, с.24.

21. Сеилова Л.Б. Диплоидный апомиксис у сахарной свеклы. .Физиолого-генетические основы повышения устойчивости и Продуктивности с/х растений; Алма-Ата^ Наука, 1988, с.25.

22. Сеилова Л.Б., Абдурахманов A.A., Ейяшей Г.З, Мутацйя, приводящая к образованию тетрад пыльцевых зерен у сахарной свеклы. Цитология и генетика,. 1988, т.22, *-5, с.62-63.

23. Сеилова Л,Б., Абдурахманов A.A., Камапетдинова Ф.И. Апомиксис у инбредных линий-видов рода Бета (chenopodir-üeae). Ботанический журнал, 1989, т.74, ffö, с.700-702.

24. Сеилова Л.Б.» Джексембиев Р.К., Шигенова Э.Т., Еекму-хамбетова Б.А. Урожайность и комбинационная способность линейной сахарной свеклы. Известия АНКазССР, серия биологическая, 1990, №5, с.31-33, ;

25. Сеилова Л,Б'.. Апомиксис у инбредной; сахарной свеклы. Проблемы теоретической и прикладной генетики в Казахстане. Алма-Ата, Рдаым, 1990, с.45-46, -

26. Сеилова Л.Б., Амерханова М.Б. Микроклональное размножение в исследованиях с сахарной свеклой. Проблемы теоретической и прикладкой .генетики в.Казахстане. Алма-Ата, Рылым, 7930, с,114-116. -• '

27» Сеилова Л.Б,, Джексембиев Р.К., Шигенова Э.Т. Новая рецессивная- мутация сахарной свекйы, Цитология и генетика, 1992, т.26, №6,,с.14-Г6. ;

28. Сеилова Л.Б, Апомиксис у инцухт-линий сахарной свеклы. 2-« Всесоюзн. совещание'"Генетика развития", Ташкент, 29-31 августа1.1990 г. Тез,докл.,'т.2, "Генетика .и'селекция растений',' с.136-137. -

29. Сеилова.Л,Е, К вопросу об,апомиксисе у сахарной свеклы. Управление генетической изменчивостью с/х,растений. -Тез.. докл, Международного симпозиума. Ялта,-29.09-Г.10.J992 г. . Ялте, Г992, с.80-0Т. ".

.30, Абдурахманов- к.А.Сеилоаа Л.Б,, Джексембиев Р.К. Из генетической коллекции инцухт-линий. Сахарная Свекла, 1992, №5, с.53-54.

31. Сеилова Л.Б.,.Камалетдинава.Ф.И,, Хайленко H.A. Цито-миксис в мейозб склонной к апомиксису сахарной свеклы. Известия АН КазССР, серия биологическая, 1992, №6, с.84-87.

32. Сейлова Л.Б,, Коновалов,A.A., Балков И.Я. Пути формирования апомиктического потомства у сахарной, свеклы с факуль- . тативным апомикСисом. Цитология ir генетика,. Г994, т.28, №4,

с.44-47. •'" ;

33. Сеилова Л.&. Дпомуксис и аспекты его изучения у сахарной свеклы.' Алматы, .1994, 52 с.

34. Сеилова JI,Б. Цитологические особенности инцухт-линий сахарной свеклы с факультативным апомиксисом. Депон.6270-Ка95, КаэгосИНТИ. "Депонированные научные работы", 1995, №3, 9с.

35. Сеилова Л.Б. Апомиксис у сахарной свеклы и его генетические основы. Депон.6271-Ка95, КаэгосИНТИ. "Депонированные научные работы", 1995, №3,"IT с.

36. Сеилова Л.Б. Методы отбора и идентификации апомиктов. Депон.6272-Ка95, КаэгосИНТИ. "Депонированные научные работы", 1995, №3, 9 с.

37. Сеилова Л.Б. Апомиксис и новые возможности в селекции возделываемых культур. Депон.6273-Ка95, ¡СазгосИНТИ. "Депонированные научные работы", 199b, №3, 17 с.

38. Сеилова Л.Б. Адвентивная эмбриония у инцухт-линий сахарной свеклы с факультативным апомиксисом. Известия HAH .PK, серия биологическая, 1995, №4, с.29-33. -

39. Сеилова Л.Б. Апомиксис у растений и его получение у сахарной свеклы. Депон.6344-Ка95, КаэгосИНТИ. "Депонированные научные работы", Г995, IM,.48 с. '. .

40. Нуржанова A.A. . Сеилова Л.Б., Джексёмбиев Р..К., Шиге-нова Э.Т., ДжумакаеваК.С. "Норма реакции" инцухт-линий сахарной свеклы и ее связь с продуктивностью. Депон.6465-Ka95j КаэгосИНТИ» "Депонированные научные работы", 1995, №4, TI с. '

41. Сеилова Л.Б., Цуржанова А Д., Дкексембиев Р-.К., Шиге-нова Э.Т., Джумакаева К.С. Митотическая активность клеток корневой меристемы сахарной, свёклы и ее связь с начальным ростом гибридов. Депон.646б-Ка95, КаэгосИНТИ. "Депонированные научные работы", 1995, №4, 8 С.

Л. Б, Сенлова

КДНТ КМЗЫЛШАСЫНЫЦ АПОМИКСИСЫ ЖЭНЕ ОНЫ СЕЛЕКДИЯДА К.ОЛДАНУ ЖОЛДАРЫ. Алматм, 1996, 44 б.

Зерттеу жумыстары 1980-1995 жылдар аралыгыида журпзшдь Ди-цдоидты кант кызылшасынын апомнксисп генотиптерш ¡здеу од1С1 жет!лд1р!лд1 жэне тозанныц катысуынсыз 20-60%-дей байлаиатын ин-цухт-лшшялар алынды.

Партеногенез, апогаметня, апоспория жоне адвептивтл урыцты вдмтитын апомикспстг урпйктьщ тузшушщ цитоэмбрологиялык меха-ци:мщерГ зерттелиэд. -

Непз!не \Рык.тьщ тузшу тоалдер! жэне спора тузшу сипаты к!ретш кант к,ызылшасыныц апоми^сисп формал'арына'жжтеу жасалды.

Морфологнялык,, цнгоэмбрологнялык. жоне генетнкалык, белплерш камти отырып, лпомнкспсп идентифнкацнялау елшемдер1 иен одшгер! ж у Гиле ке.лт1р1ЯД1 жоне жннак,тап корытылды.

Апомпкснстл до.минлцтты бакылау жоне онын факулы а шв а тз-бигагы зерттелшш бектлдг Линняныц жогары дпрежелеп пенегра(гггы-лыгы.анынталды.

Вшмд'шт жогары Р-0967, 41-20-1, 1-24-П-П амомнкп шшухт-лннпялар алынды. ■ Гетерознсп тозандандырушы жопе эрнзифозга турактилыктыц доноры А-32 лннцясы сорт-аномикт репнде Мемлекегпк сынок ка берщу|е данындалуда.

Алошисснсп лшшялардыц ешмвдпп гексерипеинен кешн селек-цня.пык ироиесете телеи колдапылуун карастирап.ш селекция жоне алгашкы гукым шаруашыльи ыныа кестес! усынылдм.

Диссертация маюршшари бойыншй 41 гылыми макала блеылып шыкггы.

Seilova L.B.

SUGARBfiKT AirOMiX.IS AND ITS UTILIZATION ^ .

IN FRACTIG AL SELECTION. .Almaty,1956. 44 p.

The research have been cerried out during 1980-1995« The method of screening npomictic genotypes in diploid sugar beet was found. Also inbread lines were produced with a yield'of 20-60« of seeds fcJ-med without previous fertilization of the egg cells.

Through embryological analyaea of apomlctic lines the following mechanisms have been diacovei'cJ ; antipodal epogamy, adventive embryony end apospory. in adventive embryony embryos with ounpen-aora are formed directly from nuceller and integuneutal tissue. In apospory somatic cells give rias to embryo-stcs, which have the same morphology as the cexual ones. In apooporoua eir.bryo-sacs the egg cell usually develops parthenogeneticâlly.

The sugar beet apomixis classification forms has been researched, including means of origin of embryo.and sprification characteristics. It also includes stock of apomixis and amphimixis, proceedings specification.

The methods and'criteria of apomixis'identification have been generalised and syBtematised. They include .morphological, cyt.oemb-riological and genetical signs.

The dominant control of apomixis and its facultative nature has been confirmed. A high degree of apomixis penetrance hag been ascertained in. lines with only small variations in a few planta.

Apomictic lines with high general and seeds productivity were produced (B-0967, 4I-20-I, I-24-Î-P» A-52). A*52 line; a geterosis pollinator and a resistance donor to some diseases, is ready to be tested by State'a Test ComiBsion as à new aort-apomict.

Tlie selection scheme and the first seedgrowing of âpoinict lines was considered. According to the scheme thé apomict lines may be used in the selection process.after verification 6f their productivity,

41 articles have been published according to dissertation materials.