Биоморфологическое и молекулярно-генетическое изучение селекционного материала сахарной свеклы

Митин, Сергей Николаевич

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Биоморфологическое и молекулярно-генетическое изучение селекционного материала сахарной свеклы
ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Биоморфологическое и молекулярно-генетическое изучение селекционного материала сахарной свеклы"

На правах рукописи

МИТИН СЕРГЕИ НИКОЛАЕВИЧ

БИОМОРФОЛОГИЧЕСКОЕ И МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ СЕЛЕКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА САХАРНОЙ СВЕКЛЫ

Специальность 06.01.05 - Селекция и семеноводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Рамонь - 2004

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте сахарной свеклы и сахара им. А. Л. Мазлумова, РАСХН

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор, член-корр. РАСХН, академик РЭА и МАИ, заслуженный деятель науки РФ Корниенко Анатолий Васильевич

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

профессор

Буторина Анастасия Константиновна,

кандидат биологических наук Агафонов Николай Семенович

Ведущая организация Воронежский государственный аграрный

университет им. К.Д. Глинки.

Защита состоится " 28 " мая 2004 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 006. 065. 01 Всероссийского НИИ сахарной свеклы и сахара им. А. Л. Мазлумова по адресу: 396030, Воронежская обл., п. Рамонь, ВНИИСС

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского НИИ сахарной свеклы и сахара им. А. Л. Мазлумова.

Автореферат диссертации разослан "_" апреля

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат сельскохозяйственных наук

2004 г.

Л.Н. Путилина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Проблема создания новых сортов и гибридов сельскохозяйственных культур является одной из главных в современном растениеводстве. Решение ее предполагает использование как природного, так и созданного человеком генетического разнообразия растений (Жученко,

Фенотипичность хозяйственных признаков растений, сложность их генетического контроля, наличие разных форм скрытой генетической изменчивости - одна из главных причин того, что селекция до сих пор в значительной мере остается эмпиричной. Методы классической селекции часто громоздки, как правило, малоэффективны в анализе количественных признаков и свойств растений и не всегда выявляют многие формы скрытой генетической изменчивости. Соответственно, они не могут обеспечить переход селекции и семеноводства на полностью контролируемый технологический процесс (Конарев, 1998).

Для сахарной свеклы, как для перекрестноопыляющейся культуры, особое значение приобретает изучение особенностей морфологического развития растений в онтогенезе, взаимосвязь этих признаков с продуктивностью, выявление содержания нуклеиновых кислот и запасных белков в процессе роста и развития.

В связи с этим, использование молекулярно-биологических методов, как наиболее доступных и методологически разработанных, позволяет решать такие важные задачи селекции, как оценка селекционного материала и идентификация генотипов сахарной свеклы, что находит широкое применение в селекции и является сегодня особенно актуальным.

Цель и задачи исследований. Цель настоящей работы заключалась в научном обосновании принципов идентификации и разработке метода отбора исходного материала сахарной свеклы с использованием молекулярно-биологических маркеров.

В соответствии с этим были поставлены следующие задачи:

1. Выявить фазы развития растений сахарной свеклы, имеющие наибольшую информативность для оценки продуктивности.

2. Изучить содержание ядерной ДНК (яДНК) в клетках сахарной свеклы.

3. Изучить генетическую структуру сахарной свеклы по запасным белкам 11S глобулинам с использованием критерия идентичности для оценки генофонда.

4. Создать электронный каталог генофонда сахарной свеклы по элек-трофоретическим спектрам запасных белков сахарной свеклы.

Научная новизна. Получены новые данные, свидетельствующие о том, что морфологические признаки растений в состоянии проростка и розетки листьев в прегенеративный период онтогенеза характеризуются наибольшей информативностью при проведении отбора на высокую продуктивность. 1 ■

2001).

ЮС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА

Выявлен процесс эндомитотического деления в дифференцированных клетках мезофилла семядольных листьев растений сахарной свеклы, приводящий к эндополиплоидии, вызывающей увеличение содержания яДНК до 4С и 8С, что расширяет существующее представление о типах деления клеток у сахарной свеклы. Установлена положительная корреляционная зависимость между относительным содержанием яДНК и продуктивностью, что может быть использовано для оценки потенциальной продуктивности селекционных материалов сахарной свеклы.

Проведенные исследования по определению содержания белка при прорастании семян сахарной свеклы дополняют сведения о его мобилизации в этот период. Снижение количества белка у гибрида происходит активнее, чем у родительских компонентов.

Впервые установлены различия селекционного материала при его идентификации по критерию идентичности, что углубляет представления о значении глобулина запасного белка семян в оценке генофонда сахарной свеклы.

Впервые создана электронная база данных, осуществляющая хранение результатов электрофоретического анализа и расчет критериев сходства и идентичности при попарном сравнении генотипов сахарной свеклы по белковым маркерам.

Практическая значимость работы. Проведенный мониторинг районированных сортов и гибридов с использованием глобулина запасных белков семян и выявленные различия по типам их электрофоретических спектров и частотам встречаемости, являются основой для проведения их надежной идентификации и паспортизации.

Результаты проведенных исследований вносят существенный вклад в развитие методов отбора, идентификации и паспортизации селекционного материала сахарной свеклы по запасным белкам глобулинам.

Разработанные методические рекомендации по проведению паспортизации, на основе информационных технологий, могут найти широкое применение для оперативного управления информацией в селекции, системах семеноводства и сортоиспытания.

Компьютерная база данных позволяет осуществлять идентификацию и документирование генофонда сахарной свеклы, что может широко применяться в селекционной работе, семеноводстве и сортоиспытании.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Потенциальная продуктивность сахарной свеклы взаимосвязана с морфологическими признаками растений в прегенеративный период онтогенеза и относительным содержанием яДНК в дифференцированных клетках.

2. Изучение генетической структуры по запасным белкам Ш глобулинам и критерию идентичности углубляет существующее представление о значении белков в оценке селекционного материала.

3. Значение белковых маркеров для идентификации селекционных материалов и создания электронного каталога генофонда сахарной свеклы.

Апробация работы. Материалы исследований представлялись на заседаниях Ученого совета ВНИИСС (2001-2003 гг.); на межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 90-летию Воронежского государственного аграрного университета им. К.Д. Глинки (Воронеж, 2003); на международной научно-практической конференции, посвященной 80-летию ВНИИСС (Воронеж,

2003); на международной научно-практической конференции «Биотехнология овощных, цветочных и малораспространенных культур» (Москва,

2004).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 работы и 1 находится в печати.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, рекомендаций для практического использования и списка литературы, включающего 204 наименования, из них 54 на иностранном языке. Работа изложена на 105 страницах машинописного текста, содержит 15 таблиц, 21 рисунок и 2 приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Настоящая работа выполнена в 2001-2004 годах во Всероссийском научно-исследовательском институте сахарной свеклы и сахара им. А. Л. Маз-лумова.

Диссертационная работа является результатом исследований, предусмотренных республиканской целевой научно-технической программой «Сахароносные растения и сахар» (раздел 11.02.01 - Провести изучение селекционного материала сахарной свеклы с использованием молекулярно-генетических маркеров).

Материалом для исследований служили инбредные линии сахарной свеклы, формы с ЦМС селекцентра ВНИИСС, а также районированные сорта и гибриды.

Возрастные состояния в период онтогенеза определяли согласно общепринятой классификации в фитоценологии (Работнов, 1950; Уранов, 1975).

Массу корнеплодов и сахаристость определяли на автоматической линии «Венема». Завязываемость плодов подсчитывали по методике, разработанной во ВНИС (Слюсаренко, Бережко, 1976).

Количественное содержание белка в семенах сахарной свеклы выявляли по Лоури (Землянухин, 1975).

Определение содержания ядерной ДНК проводили с помощью поточного цитометра Ра11ес*РЛ (Германия), с 100W ртутной лампой высокого давления и оснащенного программным обеспечением НоМах. Выделение,

окрашивание и анализ клеток осуществляли по стандартной методике (Otto, 1990).

Подготовка семян, выделение очищенного 11S глобулина запасного белка семян сахарной свеклы, проведение электрофореза, выявление белковых компонентов в геле после электрофореза и их регистрация были проведены согласно общепринятой методике (Конарев, 2000).

Показатель сходства изученных образцов сахарной свеклы вычисляли по методике Л.А. Животовского (1982). Математическую обработку результатов проводили с использованием программы статистического анализа Statistica 6.0 и стандартных статистических функций пакета Microsoft Office - Exel. Создание электронной базы данных осуществляли в объектно-ориентированном пакете средств визуальной разработки программного обеспечения C++ Builder 6.0.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

ВЫЯВЛЕНИЕ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ И БИОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СЕЛЕКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ПРОДУКТИВНОСТЬ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ;

Биоморфологические особенности растений сахарной свеклы в онтогенезе

Морфологическое изучение сахарной свеклы, проведенное в разные годы, позволило выявить основные закономерности онтогенеза, касающиеся фаз развития растений и этапов органогенеза (Табенцкий, 1923; Кобозева, 1962; Марьяхина, 1966; Красочкин, 1971; Жужжалова, 1999; Фоменко, 2003). Согласно нашим наблюдениям и литературным данным (Жужжалова, Фоменко, 2003), у форм сахарной свеклы с признаками мужской стерильности, самофертильности, апомиксиса и др., используемых при создании гибридов, в онтогенезе наблюдаются возрастные состояния, принятые в фитоценологии и включающие латентный, прегенеративный, генеративный и постгенеративный периоды.

В наших опытах гибридные формы в латентный период по массе семян мало различались между собой. Масса 1000 штук семян (фракция 4,55,5 мм) у них колебалась от 16,3 до 20 г. Аналогичные результаты получили для многосемянных опылителей, варьирование массы для 1000 семян (фракция 4,5-5,5 мм) у них составило 35-39 г. Лабораторная всхожесть всех изученных образцов находилась в интервале от 84,0% до 95,0%.

В первый год жизни сахарная свекла проходит прегенеративный период, включающий в себя следующие возрастные состояния: проростка, ювенильное, имматурное и виргинильное.

Нами выявлено, что в состоянии проростка, начиная с фазы вилочки и до фазы образования третьей пары настоящих листьев, растения исследуемых номеров по интенсивности роста семядольных листьев отличались друг от друга. Наибольшей скоростью роста характеризовались растения ОП 5 и

ОП 70, наименьшей - у-МС-2113 и МС-1380. При этом растения с хорошо развитыми семядолями имели более крупные размеры листовой пластинки в фазе 1-й пары настоящих листьев.

Своих максимальных величин розеточные листья достигают к концу июля, у некоторых растений в начале августа, т. е. примерно на 64-70-й день от появления всходов, когда растения находятся в виргинильном состоянии.

У изученных материалов размеры листьев колеблются в широком диапазоне. Так, длина листовых пластинок варьирует от 7 до 27 см, ширина от 5 до 18 см. Длина черешков изменяется от 5 до 36 см.

Нарастание массы корнеплода происходит в зависимости от размеров листовой поверхности. Так, средняя масса корнеплода у изученных образцов на момент уборки была от 360 до 500 г. при объеме розетки у растений от 82 738 до 148 018 см3 (рис. 1). Нами была обнаружена положительная связь между урожайностью исследуемых материалов и объемом их розеточных листьев. Наибольшая взаимосвязь наблюдалась у номеров ОП 5, ОП 15202, ОП 15465, ОП 70.

160000 140000 В 120000 1 100000 | 80000 а 60000 40000

20000 О

■ ■" Объем розетки ♦ Масса корнеплода

Рис. 1. Объем розетки и масса корнеплода у различных номеров сахарной свеклы (2001-2003 гг.)

Полученные данные свидетельствуют о связи между интенсивностью листообразования и продуктивностью корнеплодов сахарной свеклы, что наиболее четко проявляется в конце виргинильного возрастного состояния.

На второй год жизни растение сахарной свеклы проходит генеративный период, включающий в себя раннее генеративное, среднее генеративное и позднее генеративное возрастные состояния. В этот период формируются цветоносные побеги, наблюдается цветение, оплодотворение и формирование семян. Развитие растений в этот период определяет семенную продуктивность.

МС- ОП 5 ОП ОП ОП 70 гамма-1380 15202 15465 МС-

2113

У исследуемых родительских форм и гибридов сахарной свеклы были обнаружены все типы семенных кустов, согласно данным П.В. Карпенко (1958) при этом наиболее распространенными оказались II и Ш тип (табл. 1).

Таблица 1 - Встречаемость различных типов семенных растений сахарной

свеклы (2001-2003 гг.)

Тип семенного растения МАТЕРИАЛЫ

ОП 15202 у-МС-2113 хОП 15202 ОП 14157 у-МС-2113 хОП 14157 ОП 5 МС-1380 х ОП5

I тип, % 0 0 0 0 33,3 73,3

И тип, % 6,6 20 40 20 20 20

III тип, % 93,4 80 ! 60 80 46,7 6,7

Переход в зрелое генеративное состояние у свеклы связан с наступлением фазы цветения.

Существенным критерием для оценки продуктивности семенных растений является степень завязываемости семян. У изученных материалов она варьировала от 94,7% до 100%.

Проведенные исследования позволили выявить вариабельность некоторых морфологических признаков и выделить возрастные состояния, соответствующие их наибольшей выраженности, а, следовательно, информативности. Это дало нам основание остановить свой выбор на возрастном состоянии проростка и листовой розетки в прегенеративный период, как наиболее важных стадиях онтогенеза, определяющих развитие растений и продуктивность корнеплодов сахарной свеклы.

Взаимосвязь между морфологическими признаками и продуктивностью в период роста растений сахарной свеклы

Как отмечает ряд авторов (Шевцов, Лысенко, Николайчук, 1982), из-за значительной изменчивости морфологических признаков сахарной свеклы, получаемые визуальные прогнозы на повышенную продуктивность растений будут неточными. Повышение точности прогнозирования может быть достигнуто за счет нахождения функциональных связей между параметрами растения.

В результате изучения силы роста семядольных листьев и объема розетки нами было выявлено, что сила роста семядольных листьев варьирует от 2,9 до 4,19, а объем розетки для изученных номеров - от 82738 см3 до 148018 см3 (табл. 2).

Средняя масса корнеплода у изученных номеров варьировала от 340 г. до 500 г., значения сахаристости были в интервале от 13,5% до 17,9 %.

При этом значение коэффициента корреляции между силой роста семядольных листьев и сахаристостью составило г = 0,62, а между объемом розетки и сахаристостью г = 0,96. Для силы роста семядольных листьев и урожайности корреляция была незначительна г = 0,29, а для показателей объем листьев - урожайность г = 0,57.

Таблица 2 - Сравнительная оценка и взаимосвязь морфологических признаков

и показателей продуктивности сахарной свеклы (2001-2003 гг.)

Параметры Материалы Коэффициент корреляции,г НСР (0,05)

ОП 15465 ОП 70 МС 1380 ОП 5 ОП 15202 у-МС 2113 Средняя масса корнеплода, г Сахаристость, %

Сила роста семядольных листьев 3,85 4,01 2,90 4,19 3,60 3,50 0,29 0,62 -

Объем листовой розетки,см 103561 136771 82738 100045 102314 148018 0,57 0,96 -

Средняя масса корнеплода, г 386 500 360 340 400 385 - - 56,3

Сахаристость. % 15,5 17,9 13,5 16,0 15,3 17,9 - - 2,4

Надо отметить, что зависимость силы роста семядольных листьев и объема розетки корнеплода находились в нелинейной зависимости с характеристиками продуктивности. Это может значительно снизить достоверность получаемых результатов, поэтому к применению данного параметра в селекции следует относиться с осторожностью.

Вместе с тем, использование морфологической оценки растений по силе роста семядольных листьев и площади листовой поверхности в процессе онтогенеза может найти применение для отбора исходного селекционного материала сахарной свеклы.

Относительное содержание ядерной ДНК, как способ оценки продуктивности

Биохимические и цитологические исследования, проведенные на различных культурных растениях (Ивлева, Гилязетдинов, 1971; Конарев, 1998) и на сахарной свекле (Чугункова, Шевцов, Дубровная, 1984), указывают на определенную коррелятивную зависимость между комбинационной способностью исходных форм различных растений, продуктивностью их гетеро-зисных гибридов и активностью синтеза и содержания ДНК и РНК в клетках вегетативных органов.

В связи с этим, для прогнозирования продуктивности гибридов сахарной свеклы особое значение приобретает определение количества ядерной ДНК.

Исследования показали, что все изучаемые нами материалы в мери-стематических клетках содержат диплоидное число хромосом (2п), и количество яДНК соответствует 2С (рис. 2).

При анализе яДНК в дифференцированных клетках мезофилла семядолей сахарной свеклы на 5-7-й день развития проростка нами замечено увеличение количества яДНК до 4С и 8С (рис. 3).

Согласно литературным данным (Атабекова, Устинова, 1967; Эсау, 1969) подобное явление наблюдается в клетках в период их растяжения (т.е. увеличения их объема), а также в клетках мезофилла, запасающих питательные вещества, и происходит за счет процесса эндомитоза. Во время эндоми-тоза, в отличие от митоза, веретено деления не образуется, и сохраняется оболочка ядра и ядрышко, но наблюдается процесс редупликации яДНК, что приводит к полиплоидизации клеток.

Анализ гистограмм распределения клеток мезофилла, содержащих различное количество яДНК у родительских форм и гибридов, показал наличие эндополиплоидии. Распределение клеток по содержанию яДНК соответствовало: для 2С - 5,94-7,84% от общего количества клеток, для 4С -12,68-29,40% и 8С-38,08-54,18%.

Оценка продуктивности изученных материалов показала, что коэффициент корреляции между общим содержанием яДНК и сбором сахара составил г = 0,48, а между содержанием яДНК в октоплоидных клетках и сбором сахара - г = 0,59 (табл. 3).

Таблица 3 - Взаимосвязь содержания яДНК и продуктивности сахарной

свеклы (2002-2003 гг.)

Наименование номеров Содержание яДНК, усл. ед. Урожайность, т/га Сахаристость, % Сбор сахара, т/га

в октоплоидных клетках всего

у-МС-2113 15520 22184 44,80 17,50 7,84

ОП 15465 21672 25904 42,60 18,20 7,75

у-МС-2113 х ОП 15465 20488 23618 45,40 17,40 ■7,90

у-МС-2113 15520 22184 44,80 17,50 7,84

ОП 70 16472 21612 47,00 17,60 8,27

у-МС-2113 х ОП 70 19968 23308 43,00 17,90 7,70

МС 1380 14288 18230 38,10 17,90 " 6,82

ОП 5 9512 19718 34,72 18,37 6,38

МС 1380 хОП 5 21192 25554 39,24 18,24 7,16

НСР (0,05) - - 2,20 0,64 0,63

Коэф. Сбор корр., г сахара 0,59 0,48 - - -

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о наличии у сахарной свеклы процесса эндомитоза и о связи сбора сахара с содержанием яДНК, что может быть использовано при определении потенциальной продуктивности селекционного материала.

МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ СЕМЯН СЕЛЕКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ ПО ЗАПАСНЫМ БЕЛКАМ Мобилизация запасного белка при прорастании семян сахарной свеклы Исследования, посвященные изучению запасных белков семян сахар -ной свеклы, немногочисленны и в основном касаются его содержания в покоящихся семенах (Дронова, Борисюк, Мусиенко,1975; Дронова, 1977).

В результате проведенных нами биохимических исследований выявлено, что количественное содержание общего белка семян сахарной свеклы в состоянии покоя у изученных селекционных материалов варьировало от 295 мкг/мл у МС-компонента до 405 мкг/мл - у гибрида. В процессе прорас-

тания семян наблюдается мобилизация запасного белка, количество которого снижается, и на восьмые сутки составляет 140 мкг/мл у гибрида, 127,5 мкг/мл у опылителя и 100 мкг/мл у МС-компонента, что свидетельствует о большем расходе запасного белка у гибрида по сравнению с родительскими компонентами.

Оценка материалов сахарной свеклы по структуре белковых спектров

Исходный материал с разнообразной генетической природой является основой создания современных сортов и гибридов сахарной свеклы, сочетающих высокий генетический потенциал продуктивности с устойчивостью к абиотическим факторам.

Изучение по электрофоретическим спектрам 118 глобулинов селекционных материалов сахарной свеклы позволило выявить в них наличие различных биотипов, различающихся по структуре (Лесневич, 1999). Так, удалось выявить различия среди образцов раздельноплодной столовой свеклы (Буренин, Гаврилюк, 1994), сходные данные получены на сахарной свекле (Лисицын, 1988).

В процессе наших исследований по запасным белкам семян 118 глобулинам в родительских компонентах нескольких гибридных комбинаций было обнаружено 28 типов электрофоретических спектров. Родительские компоненты изученных гибридов характеризовались незначительным полиморфизмом - 5-8 типов спектров (табл. 4). Это, вероятно, связано с методами селекции, применяемыми при создании исходного материала - инцухти-рование и близкородственные размножения.

Наиболее распространен тип спектра № 19, он присутствует у 5-ти из 7 изученных номеров. 19 типов спектров являются оригинальными, встречаются один раз. Из них частоту встречаемости более 20 % имеют номера 38, 21, 25 и 8. Однако, десять типов спектров представлены с частотами менее 10 %. Часть спектров для опылителей и МС-форм совпадают, для комбинации у-МС-2113 х ОП 15465 совпали 3 типа спектра , для у-МС-2113 х ОП 70 - 2 типа, для МС-1380 х ОП 5 - 1, МС «Русь» х ОП «Русь» - 2. Однако, только для комбинации у-МС-2113 х ОП 15465 процентное содержание совпадающих типов спектров является значительным для обоих родителей и составляет 39 и 49 % для материнского и отцовского компонентов, соответственно.

Характерно, что у ОП 15465 и ОП «Русь» почти половина биотипов представлена одним типом спектра. В тоже время у МС-компонентов более 50% биотипов представлены двумя типами спектров.

Таблица 4 - «Белковые формулы» типов спектров 11Б глобулина и частота

их встречаемости у родительских компонентов сахарной свеклы

№ типа спек тра Белковая формула т-мс 2113 мс 1380 мс «Русь» оп 15465 оп «Русь» ОП 5 ОП 70

1 2 6 7 8 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1

13 1 - - 1 - 3 - - - - 3 - 39 13 0 49 0 0 55

14 1 1 3 3 1 6 0 0 0 0 0 0

15 1 1 ■ 3 - - 3 1 33 25 0 4 0 0 0

16 1 1 1 3 - 2 3 - 1 10 0 0 0 0 0 0

17 1 1 3 - . ■ 3 . 6 0 0 4 0 0 0

18 1 1 3 2 - 3 - 1 6 0 0 0 0 0 9

12 1 1 1 3 3 1 0 6 0 0 0 22 0

37 1 1 1 3 3 1 0 9 0 0 0 0 0

19 1 - 3 - ■ 3 0 13 12 15 11 0 32

38 1 1 1 3 - - - 3 0 34 0 0 0 0 0

24 1 - - . 3 - - 3 - - 0 0 30 0 9 0 0

11 1 1 1 3 - . 3 0 0 6 0 0 19 0

26 1 - - 1 1 3 - - - 3 - - 0 0 12 0 0 0 0

27 1 1 1 3 - 3 ■ - 1 0 0 9 0 0 0 0

21 1 - . 3 - . 3 - 1 0 0 24 0 0 0 0

28 1 - - 1 1 3 - 2 - 3 - - 0 0 6 0 0 0 0

41 1 - 1 3 - - . 3 0 0 0 14 0 0 0

68 1 - 1 3 - 3 3 0 0 0 8 0 0 0

22 1 - - - 3 - 3 ■ 3 0 0 0 4 5 0 0

3 3 3 0 0 0 3 0 0 4

29 1 - - - 1 3 - - - 3 - 1 0 0 0 0 13 0 0

30 1 - - 1 3 - - 2 3 0 0 0 0 7 0 0

25 1 - 1 3 - 3 0 0 0 0 48 0 0

31 1 - - 1 3 - - - 3 0 0 0 0 7 0 0

8 1 - - 1 1 3 - 3 - - 3 - 1 0 0 0 0 0 38 0

9 1 - - 1 1 3 3 3 0 0 0 0 0 16 0

10 1 - - 1 1 3 - 3 - 3 - - 1 0 0 0 0 0 6 0

Примечание: В белковой формуле интенсивность каждого полипептида обозначена в баллах: очень интенсивный полипептид - 3 балла, интенсивный полипептид - 2 балла, слабый - 1 балл.

Такую структуру у исходных линий можно объяснить включением в каждую из них нескольких биотипов, обладающих ценными хозяйственно-биологическими свойствами. Возможно, совпадение отдельных спектров в селекционных материалах сахарной свеклы обусловлено перекрестным опылением.

Дальнейшее изучение взаимоотношения родительских компонентов гибридов по структуре белковых спектров с использованием критерия идентичности I (Животовский, 1982) показало, что они достоверно различимы между собой (табл. 5). При этом фактические значения критерия идентичности значительно превышают табличные.

Таблица 5 - Значения критерия идентичности I для генетической

характеристики различий материалов сахарной свеклы

№ п/ п Материалы 2 3 4 5 6 ОП 15465

1ф х2* 1ф х2* 1ф 1ф 1ф 1ф

1 ОП 5 77,43 23,21 58,03 21,67 59,19 23,21 81,45 24,72 81,45 20,09 90,76 26,22

2 у-МС 2113 41,26 21,67 78,88 26,22 104,5 26,22 49,28 18,48 57,70 23,21

3 МС 1380 56,99 24,72 72,06 24,72 51,76 18,48 56,52 23,21

4 МС «Русь» 62,58 24,72 68,65 21,67 80,18 27,69

5 ОП «Русь» 94,43 21,67 108,1 26,22

6 ОП 70 31,92 20,09

Примечание: 1ф > - различия достоверны для 1%-ого уровня значимости

Таким образом, изучение родительских компонентов гибридов позволило выявить их генетическую структуру, характеризующуюся различным соотношением биотипов. Выявлена изменчивость изученных материалов по электрофоретическим спектрам запасных белков семян глобулинов, что может использоваться как один из критериев для выбора дальнейшего направления отбора, и дополняет существующие методы оценки селекционного материала, применяемые в селекции.

БЕЛКОВЫЕ МАРКЕРЫ ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ СЕЛЕКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И СОЗДАНИЯ ЭЛЕКТРОННОГО КАТАЛОГА ГЕНОФОНДА САХАРНОЙ СВЕКЛЫ Изучение генетической структуры линий Традиционно для генетических исследований использовались морфологические признаки: окраска гипокотиля, форма, размеры листьев и другие. Однако, возможность использования этих признаков ограничена временем и четкостью фенотипического проявления.

Принципиально новые возможности использования маркеров в генетике и селекции появились с открытием полиморфизма белков. Изучение биотипов растений по запасным белкам семян основано на их биологической специфичности, выявляемой при электрофорезе. Отмечено, что варьирование числа спектров (полиморфизм) является незначительным у самоопыленных линий, а в популяциях достигает значительной величины, что может служить характеристикой константности линий сахарной свеклы (Лесневич, Борисюк, 1993).

Анализ изученных материалов по электрофоретическим спектрам 11S глобулина индивидуальных семян выявил наличие 4-х различных типов (табл. 6).

Таблица 6 - Характеристика электрофоретических спектров 11S глобулина

у самоопыленных линий сахарной свеклы

№ п/ п Белковая формула Частота вс спект] тречаемости типов эов у линий, %

I 2 5 б 7 8 1 0 1 1 1 2 I 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 №184 №47 №64 №28 №110

1 2 3 2 2 1,5 _ _ _

2 2 3 2 98,5 100 _ 100

3 2 2 2 100 50

4 _ 2 3 _ 2 3 - _ 50 -

Примечание: В белковой формуле интенсивность каждого полипептида обозначена в баллах: очень интенсивный полипептид — 3 балла, интенсивный полипептил — 2 балла, слабый — 1 балл.

При этом три линии были представлены одним типом спектра. Для линий №47 и №110 это был спектр №2, а для линии №64 спектр №3. Остальные линии имели в своем составе по два типа спектра. Для №184 были характерны спектры №1 и 2, для №28 - спектры №3 и 4.

Такой незначительный полиморфизм по числу белковых компонентов свидетельствует о высокой генетической однородности изученных образцов. Наши данные согласуются с результатами других исследователей (Чугунко-ва, 1992), где также отмечено, что отсутствие полиморфизма у линий по числу белковых компонентов свидетельствует о высокой их гомозиготности и позволяет использовать электрофоретические спектры в исследованиях инбридинга сахарной свеклы.

Нами выявлено, что наиболее часто в материалах встречается тип спектра № 2. Частота встречаемости его у четырех из шести линий варьирует от 98,5 до 100 %. Самый редкий тип № 4, отмечен только у одной линии, его частота составила 50%.

Попарное сравнение частот классов спектров 118 глобулинов у изучаемых линий сахарной свеклы по критерию идентичности (Животовский, 1982) при 1%-ном уровне значимости показало, что линия 184 достоверно отличалась от линий 64 и 28 при 1%-ном уровне значимости, различия с другими линиями (47, ПО) отсутствовали (табл. 7). Не было обнаружено достоверных различий между линиями 64 и 28. Полностью идентичны по компонентному составу электрофоретических спектров белков были номера 47,110.

Таким образом, поскольку белки реально отражают генотип растения (Лесневич, Болелова, 1987; Лесневич, 1997), то их использование является

более надежным в процессе анализа исходного селекционного материала и его классификации.

Таблица 7 - Попарное сравнение частот классов спектров 11Б глобулинов

у линий по критерию идентичности

№ п/п Наименование линии 2 3 4 № 110

1ф х2, 1ф X2! 1ф х\ 1ф Х2т

1 №184 0,85 6,63 21 9,21 27,1 11,34 0,66 6,63

2 №47 19,09 6,63 24 9,21 Идентичны

3 №64 5,53 6,63 16,47 6,63

4 №28 20 9,21

Примечание: Значения х2т даны для 1 % уровня значимости. 1ф > х*т - различия достоверны для заданного уровня значимости.

Полиморфизм запасных белков сортов и гибридов

Сорта и гибриды сахарной свеклы создаются и поддерживаются по уникальным для каждого селекционного учреждения схемам. Поэтому, являясь панмиктическими популяциями, они могут иметь особенности формирования, влияющие на частоту генов и, следовательно, частоту встречаемости типов электрофоретического спектра.

В процессе изучения сахарной свеклы по электрофоретическим спектрам запасного белка Ш глобулина десяти сортов и гибридов сахарной свеклы было выявлено 53 типа белкового спектра.

Каждый образец характеризовался определенным набором белковых спектров, имеющих различную частоту встречаемости. Число различных спектров (полиморфизм) значительно варьировало. Наименьший полиморфизм отмечен у гибрида Черноземец - 4, наибольший у сорта Льговская одн. 52-18.

Спектр №3 оказался самым распространенным и был выявлен у 6 из 10 образцов. Частота его встречаемости колебалась от 5% у Льговской одн. 52 до 31% у Черноземца и РМС 70. На втором месте оказались спектры № 1, 2, 4, 23, каждый из них был обнаружен у четырех различных образцов. Остальные спектры не являлись общими для нескольких различных сортов и гибридов.

Наиболее распространенным, составляющим 21% от общего числа, у Льговской одн. 52 был спектр №19. Остальные 17 типов электрофоретиче-ского спектра имели низкий процент встречаемости у сорта, их частоты встречаемости колебались от 3 до 9 %.

У гибрида РМС 90 лидирующим был спектр №19, его частота встречаемости составила 43%. Другие три спектра, перешагнувшие 10%-ный рубеж распределились следующим образом: по 13% - у №3 и №22, 11% - у

№21. У оставшихся пяти из девяти оригинальных спектров частоты встречаемости варьировали от 3 до 6%.

Оценка изученных образцов по 11S глобулину запасных белков семян показала, что по критерию идентичности большая часть сортов и гибридов различимы между собой при 1%-ном уровне значимости (табл. 8).

Полученные данные свидетельствуют о генетической обособленности изученных материалов, что позволяет надежно их идентифицировать по запасному белку 11S глобулину.

Кластерный анализ в селекции сахарной свеклы

Большинство сортов сахарной свеклы получено переопылением ограниченного количества компонентов (родоначальников), которые выделены различными методами отбора из предыдущих сортов (Мазлумов, 1970), что предполагает между ними родственную взаимосвязь.

Согласно проведенных нами исследованиям по определению генетических взаимоотношений между сортами и гибридами выявлены минимальные генетические дистанции (наибольший критерий сходства) для гибрида Черно-земец и РМС 70 г = 0,821; Льговской одн. 52 и РМС 90 г = 0,776. Для остальных образцов генетические дистанции варьировали в пределах от 0 до 0,666 (рис. 4).

БЕЛОЦЕРК. одн. 34 -

РАМОНСК. одн. 47 -

РМС 90 -

ЛЬГОВСК. одн. 52 -

БИЙСК. одн. 12 --—I

РУСЬ - '

ЧЕРНОЗЕМЕЦ-

РМС 70 ---

РМС 46 -

РМС 73 -

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 Генетическое расстояние (I -г)

Рис. 4. Дендрограмма генетических расстояний по критерию сходства г между сортами и гибридами сахарной свеклы

№ п/п Наименование сорта (гибрида) 2 3 4 5 6 7 8 9 Русь

1ф 1ф Х2т 1ф xV 1ф Х2т 1ф Х2т 1ф Х2т 1ф Х2т 1ф 1ф Х*г

1 Белоцерковская олн 34 42,0 33,4 42,8 24,7 32,0 30,5 42,3 33,4 36,9 27,7 80,7 32,0 69,1 41,6 74,2 36,2 64,5 27,7

2 Рамонская одн 47 46,5 26,2 32,1 32,0 47,0 34,8 35,9 29,1 68,0 32,0 54,4 40,3 66,8 37,6 58,8 29,1

3 Черноземец 25,8 21,6 11,2 21,7 33,2 20,1 65,4 23,2 74,3 36,2 63,9 27,7 65,8 20,1

4 РМС46 30,4 30,6 26,8 26,2 46,0 30,6 46,9 43,0 44,6 34,8 40,9 26,2

5 РМС 70 31,9 29,1 60,7 32,0 57,9 37,6 59,5 36,2 61,8 29,1

6 РМС 73 47,9 27,7 44,1 37,8 45,0 30,6 47,0 23,2

7 РМС 90 38,9 34,8 46,9 30,6 99,7 26,2

8 Льговская одн 52 68,0 43,0 100,2 38,9

9 Бийскаяодн 12 74,3 26,2

Примечание: 1ф > х т - различия достоверны для заданного уровня значимости

Сопоставление происхождения изученных селекционных материалов с результатами кластерного анализа показало неадекватность географической разобщенности и дивергенции, оцененной по матрице генетических расстояний. В результате географически отдаленные сорта оказались в одном кластере, например, Льговская одн. 52, Бийская одн. 12 и РМС 90, что, однако, не является доказательством их тождественности.

Матрицы генетических расстояний и построенные на их основе дендро-граммы дают возможность точнее определять родословные связи между селекционными сортообразцами сахарной свеклы и идентифицировать их в сортоиспытании и семеноводстве для защиты авторских прав селекционеров.

Компьютерная программа обеспечения электронной базы данных селекционных материалов

В последние годы информационные системы получили широкое распространение в биологии. Так, в ВИРе создана электронная коллекция «Генетические ресурсы России», включающая в себя, наряду с номенклатурно-таксономической информацией, сведения о биологических особенностях, хозяйственно-ценных признаках, числе хромосом и т. д. (Лунева и др., 2001). Несмотря на отмечаемые И. А. Швытовым (2001) проблемы, связанные с использованием организациями различного программного и технического обеспечения, электронные базы данных для учета и управления информационными потоками создаются повсеместно.

Исходя из результатов электрофоретической структуры запасных белков семян, для проведения паспортизации линий, сортов и гибридов сахарной свеклы и оценки селекционных материалов по морфологическим признакам (рис. 5), нами была создана электронная база данных.

Наш электронный каталог позволяет, наряду с сохранением информации по образцам, проводить их попарное сравнение, а, также, используя вспомогательные программы, выполнять кластеризацию сортов, биотипов и линий и, таким образом, использовать запасные белки в качестве дополнительных критериев в выяснении внутривидовых связей.

Созданная база данных дает возможность производить добавление, удаление и редактирование записей, а также осуществлять расчеты и вывод информации на бумажный носитель.

Использование электронной базы данных для характеристики селекционных материалов показано на примере гибрида РМС 90 (рис. 6).

Наименование; РМС 90 Описание. Оригинатор - ВНИИСС Гибрид на основе ЦМС. Происхождение РСЮбх РФ14840 Гип семени - одноростковый 95% 1лоидность - диплоид 100% Двет проростка - розовые и зеленые (смесь) эазмер листа - крупный 1оверхность листовой пластинки - ;лабо гофрированная Наличие цветухи - цветушносгь отсутствует Форма корня - конусовидная с маленькой готовкой эозетка - прямостоячая Сахаристость корнеплодов -16,7-20,2% /рожай корнеплодов - 36,5-65,5 т/га Электрофоретические спектры запасного белка Попарное сравнение селекционных материалов по злектрофоретическим спектрам 11S глобулина

Сравниваемые материалы Значение критерия идентичности, Id, Значение критерия, v2 • X т

Рамонская одн. 47 РМС 90 68,03 32,00

РМС 90 РМС 73 47,90 27,69

РМС 90 Белоцерк. одн. 34 80,74 32,00

РМС 90 Льговская одн 52 38,90 34,81

РМС 90 Бийская одн. 12 46,90 30,58

Тип спектра Белковая формула Количество РМС 90 Русь 99,70 26,22

19 103000300000300 34 РМС 90 Черноземец 65,38 23,21

20 103000300200301 4

21 103000300000301 9

22 103000300200300 10 РМС 90 РМС 46 46,03 30,58

4 003000300000030 3

3 003000300000300 10 *Р=0,01 (1ф>х''т - различия достоверны)

23 103000300000030 2

24 юзооозоооозооо 5

25 103001300000300 3

Итого- 80

Рис. 6. Паспорт гибрида РМС 90 в электронной базе данных сахарной свеклы

Таким образом, использование молекулярного электронного каталога позволяет осуществлять оперативное управление информацией, основанной на данных электрофоретического изучения образцов по запасным белкам семян сахарной свеклы, что является необходимым условием дальнейшего развития методов идентификации и отбора материала для селекционных целей, а также проведения паспортизации сортов и гибридов в системах семеноводства и сортоиспытания.

выводы

1. Выявлено, что наибольшей информативностью для проведения отборов на высокую продуктивность характеризуются растения в состоянии проростка и листовой розетки в прегенеративный период онтогенеза. Коэффициенты корреляции между силой роста семядольных листьев и сахаристостью (г= 0,62), объемом розетки и сахаристостью (г = 0,96), объемом розетки и урожайностью (г = 0,57), свидетельствуют о возможности использования в селекционном процессе данных признаков для раннего отбора более продуктивных биотипов.

2. Установлено, что в дифференцированных клетках мезофилла семядолей на 5-7 день развития проростка наблюдается эндомитотическое деление, приводящее к эндополиплоидии. Количество клеток с содержанием яДНК до 4С составляет 16,47%, до 8С достигает 47,92 %.

3. Обнаружена положительная зависимость между содержанием ядерной ДНК и продуктивностью сахарной свеклы. Коэффициент корреляции между общим содержанием яДНК и продуктивностью составил г = 0,48, а между количеством яДНК в октоплоидных клетках и продуктивностью - г = 0,59. Это может быть использовано для оценки потенциальной продуктивности гибридов сахарной свеклы.

4. Показано, что количественное содержание запасного белка 118 глобулина семян сахарной свеклы варьирует от 295 до 405 мг/мл. В процессе прорастания происходит мобилизация запасного белка, расходуемого на ростовые процессы. Содержание его снижается до 100-140 мг/мл. У родительских форм использование белка в процессе прорастания происходит менее интенсивно, чем у гибридов, что свидетельствует о повышенной активности у последних процессов метаболизма.

5. Родительские компоненты пробных гибридов сахарной свеклы достоверно различаются по критерию идентичности и содержат 28 оригинальных типов электрофоретических спектров. По структуре материалы характеризуются незначительным полиморфизмом - 5-8 типов спектров.

6. Самоопыленные линии сахарной свеклы различаются по белковым спектрам и имеют незначительный полиморфизм (1-2 типа электрофорети-ческого спектра), что свидетельствует об их высокой выравненности. Белковые маркеры можно использовать для оценки константности, однородности и уточнения генетической структуры линий.

7. Районированные сорта и гибриды сахарной свеклы характеризуются значительным варьированием по количеству встречаемых электрофорети-ческих типов спектров. Наименьшее число типов спектров у гибрида Черно-земец - 4, наибольшее у сорта Льговская одн. 5 2-18 типов. Выявленный полиморфизм по запасному белку 118 глобулину позволяет проводить идентификацию селекционных материалов в семеноводстве и сортоиспытании.

8. Сходство и различие по запасным белкам семян у районированных сортов и гибридов сахарной свеклы, и оценены генетические расстояния между ними с использованием кластерного анализа. Показано, что наиболее

удален в генетическом плане от всех изученных материалов гибрид РМС-73 и сорт Белоцерковская одн. 34.

9. Создана электронная база данных селекционных материалов сахарной свеклы по электрофоретическим компонентам глобулинов семян, позволяющая идентифицировать и документировать генофонд сахарной свеклы.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ

1. Широко использовать метод электрофоретического анализа запасных белков семян сахарной свеклы в селекционной работе для оценки линий на константность, однородность и проведения идентификации сортов и гибридов.

2. Рекомендовать созданную электронную базу данных для оперативного управления информацией в селекции, системах семеноводства и сортоиспытания для идентификации и паспортизации сортов и гибридов по запасным белкам семян сахарной свеклы.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Митин С.Н. Применение белковых маркеров для оценки селекционного материала сахарной свеклы / С.Н. Митин // Материалы Межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 90-летию Воронежского государственного аграрного университета им. К.Д. Глинки. - Воронеж, 2003. - С. 60-61.

2. Федулова Т.П. Использование белковых маркеров для идентификации сортов и гибридов сахарной свеклы / Т.П.Федулова, С.Н. Митин // Научное обеспечение устойчивого свекловодства в России: Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 80-летию ВНИИСС. -Воронеж, 2003. - С.64-67.

3. Федулова Т.П. Применение белковых маркеров в селекции сахарной свеклы / Т.П. Федулова, С.Н. Митин // Сахарная свекла. - 2004. - №1. — С. 13-15.

4. Федулова Т.П. Использование белковых маркеров для решения прикладных задач селекции сахарной свеклы / Т.П. Федулова, С.Н. Митин // Селекция, семеноводство и технология выращивания сахарной свеклы и других культур свекловичного севооборота: Материалы международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов. - Киев, 2003. Принята в печать.

5. Федулова Т.П. Идентификация материалов сахарной свеклы с использованием биохимических маркеров / Т.П. Федулова, С.Н. Митин // Биотехнология овощных, бахчевых, цветочных и малораспространенных растений: Материалы Первой Международной науч.-практич. конф., 21-25 марта 2004 г., Москва. - М., 2004. - С. 177-181.

Подписано в печать 15.04.2004. формат 60x84 1/1 П.л.1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 5843.

Всероссийский НИИ сахарной свеклы и сахара

им. А.Л. Мазлумова. Типография ВНИИСС. 396030 Воронежская область, Рамонский район, п. ВНИИСС.

№-8 65 6

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Митин, Сергей Николаевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ И БИОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В СЕЛЕКЦИИ РАСТЕНИЙ.

1.1 Значение морфологических и молекулярно-биологических маркеров в селекционной практике.

1.2 Роль биохимических исследований в селекции растений.

1.3 Изучение селекционных материалов сахарной свеклы с использованием морфологических и биохимических маркерных признаков.

2. МЕТОДЫ И МАТЕРИАЛЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3. ВЫЯВЛЕНИЕ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ И БИОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СЕЛЕКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ПРОДУКТИВНОСТЬ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ.

3.1 Биоморфологические особенности растений сахарной свеклы в онтогенезе.

3.2 Взаимосвязь между морфологическими признаками и продуктивностью в период роста растений сахарной свеклы.

3.3 Относительное содержание ядерной ДНК, как способ оценки продуктивности.

4. МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ СЕМЯН СЕЛЕКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ ПО ЗАПАСНЫМ БЕЖАМ.

4.1 Мобилизация запасного белка при прорастании семян сахарной свеклы.

4.2 Оценка материалов сахарной свеклы по структуре белковых спектров.

5. ЗНАЧЕНИЕ БЕЛКОВЫХ МАРКЕРОВ ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ СЕЛЕКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И СОЗДАНИЯ ЭЛЕКТРОННОГО КАТАЛОГА ГЕНОФОНДД САХАРНОЙ СВЕКЛЫ.

5.1 Изучение генетической структуры линий.

5.2 Полиморфизм запасных белков сортов и гибридов.

5.3 Кластерный анализ в селекции сахарной свеклы.

5.4 Компьютерная программа обеспечения электронной базы данных селекционных материалов.

ВЫВОДЫ.

РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Биоморфологическое и молекулярно-генетическое изучение селекционного материала сахарной свеклы"

Проблема создания новых сортов сельскохозяйственных культур является одной из главных в современном растениеводстве. Решение ее предполагает использование как природного, так и созданного человеком генетического разнообразия растений.

Фенотипичность хозяйственных признаков растений, сложность их генетического контроля и наличия разных форм скрытой генетической изменчивости - главные причины того, что селекция до сих пор в значительной мере остается эмпиричной. Методы традиционной классической селекции часто громоздки, как правило, почти неэффективны в анализе сложных признаков и свойств растений и не выявляют многие формы скрытой генетической изменчивости. Соответственно, они не могут обеспечить переход селекции и семеноводства на полностью контролируемый технологический процесс (Конарев, 2001).

Для сахарной свеклы, как для перекрестноопыляющейся культуры, и имеющей ограниченное число морфологических признаков, особое значение приобретает изучение особенностей морфологического развития растений в онтогенезе, взаимосвязь морфологических признаков с продуктивностью, выявление содержания нуклеиновых кислот и запасного белка в процессе роста и развития.

Одним из способов оценки генотипов сахарной свеклы является метод белковых маркеров, основанный на биологической специфичности белков, выявляемой при электрофорезе. Спектры запасных белков семян позволяют использовать данный метод для изучения происхождения и генетической структуры генофонда сахарной свеклы (Лесневич, 1993).

Вместе с тем этот метод до конца остается не разработанным, т. к. до сих пор нет четкой связи с биологической характеристикой растений с селекционными признаками, не разработана база данных, позволяющая хранить информацию и быстро выявлять нужный материал.

Использование молекулярно-биологических методов, как наиболее доступных и методологически зрелых, позволяет решать такие важные задачи селекции, как оценка селекционного материала по косвенным признакам и идентификация генотипов сахарной свеклы, что может найти широкое применение в селекции.

Цель и задачи работы. Цель настоящей работы заключалась в научном обосновании принципов идентификации и разработке метода отбора исходного материала сахарной свеклы с использованием молекулярно-биологических маркеров.

В соответствии с этим были поставлены следующие задачи:

2. Изучить содержание ядерной ДНК (яДНК) в клетках сахарной свеклы.

Научная новизна и практическая значимость работы. Получены новые данные, свидетельствующие о том, что морфологические признаки растений в состоянии проростка и розетки листьев в прегенеративный период онтогенеза характеризуются наибольшей информативностью при проведении отбора на высокую продуктивность.

Впервые установлены различия селекционного материала при его идентификации по критерию идентичности, что углубляет представления о значении 11S глобулина запасного белка семян в оценке генофонда сахарной свеклы.

Проведен мониторинг районированных сортов и гибридов с использованием 11S глобулина запасных белков семян, выявлены различия по типам их электрофоретических спектров и частотам встречаемости, что явилось основой для проведения их надежной идентификации и паспортизации.

Заключение Диссертация по теме "Селекция и семеноводство", Митин, Сергей Николаевич

ВЫВОДЫ

1. Выявлено, что наибольшей информативностью для проведения отборов на высокую продуктивность характеризуются растения в состоянии проростка и листовой розетки в прегенеративный период онтогенеза. Коэффициенты корреляции между силой роста семядольных листьев и сахаристостью г=+0,62, объемом розетки и сахаристостью г=+0,96, объемом розетки и урожайностью г=+0,57, свидетельствуют о возможности использования в селекционном процессе данных признаков для раннего отбора более продуктивных биотипов.

2. Установлено, что в дифференцированных клетках мезофилла семядолей на 5-7 день развития проростка наблюдается эндомитотическое деление, приводящее к эндополиплоидии. Количество клеток с содержанием яДЕЖ до 4С составляет 16,47%, до 8С достигает 47,92 %.

3. Обнаружена положительная зависимость между содержанием ядерной ДНК и продуктивностью сахарной свеклы. Коэффициент корреляции между общим содержанием яДНК и продуктивностью составил г=+0,48, а между количеством яДНК в октоплоидных клетках и продуктивностью - г=+0,59. Это может быть использовано для оценки потенциальной продуктивности гибридов сахарной свеклы.

4. Выявлено, что количественное содержание запасного белка 11S глобулина семян сахарной свеклы варьирует от 295 до 405 мг/мл. В процессе прорастания происходит мобилизация запасного белка, расходуемого на ростовые процессы. Содержание его снижается до 100-140 мг/мл. У родительских форм использование белка в процессе прорастания происходит менее интенсивно, чем у гибридов, что свидетельствует о повышенной активности у последних процессов метаболизма.

6. Выявлено, что самоопыленные линии сахарной свеклы различаются по белковым спектрам и имеют незначительный полиморфизм (1-2 типа элек-трофоретического спектра), что свидетельствует об их высокой выравненно-сти. Белковые маркеры можно использовать для оценки константности, однородности и уточнения генетической структуры линий.

7. Районированные сорта и гибриды сахарной свеклы характеризуются значительным варьированием по количеству встречаемых электрофоретиче-ских типов спектров. Наименьшее число типов спектров у гибрида Чернозе-мец - 4, наибольшее у сорта Льговская одн. 52-18 типов. Выявленный полиморфизм по запасному белку 11S глобулину позволяет проводить идентификацию селекционных материалов в семеноводстве и сортоиспытании.

8. Выявлено сходство и различие по запасным белкам семян у районированных сортов и гибридов сахарной свеклы и оценены генетические расстояния между ними с использованием кластерного анализа. Показано, что наиболее удален в генетическом плане от всех изученных материалов гибрид РМС-73 и сорт Белоцерковская одн. 34.

9. Создана электронная база данных селекционных материалов сахарной свеклы по электрофоретическим компонентам 11S глобулинов семян, позволяющая идентифицировать и документировать генофонд сахарной свеклы.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ

2. Рекомендовать созданную электронную базу данных для оперативного управления информацией в селекции, системах семеноводства и сортоиспытания.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата биологических наук, Митин, Сергей Николаевич, Рамонь

1. Агроскин Л.С. Цитофотометрия / Л.С. Агроскин, Г.В. Папаян. Л.: Наука, 1979.-294 с.

2. Алиев Р.Т. О механизме повышения содержания ДНК в клеточных ядрах гетерозисных гибридов пшеницы и томатов / Р.Т Алиев, А.Д. Мамедова // Сельскохозяйственная биология. 1987. - № 6. - С. 9-12.

3. Алтухов Ю.П. Полиморфизм ДНК в популяционной генетике / Ю.П, Алтухов, Е.А. Салменкова // Генетика. 2002. - Т. 38, № 9. - С. 1173-1195.

4. Аржанцев В.И. С международного симпозиума по биохимической идентификации сортов / В.И. Аржанцев // Селекция и семеноводство. 1988. - № 8.-С. 40-41.

5. А. с. 348182 СССР, МКИ А01Н1/04. Способ определения сортовой принадлежности и/или гомозиготности сортов и линий зерновых злаков / А.А. Созинов, Ф.А. Попереля (СССР). №1498797/30-15. Заявл. 11.12.70; Опубл. 23.08.72. Бюл. №25. - 4 с.

6. А. с. 1672999 СССР, МКИ А01Н1/04 Способ идентификации сортов сахарной свеклы. Заявл. 13.03.89. № 4661371/13; Опубл. 30.08.91. Бюл. № 32. -10 с. (Т.П. Федулова, Н.С. Агафонов, Т.П. Жужжалова, Е.В. Левитес, А.А. Коновалов).

7. Атабекова А.И. Цитология растений / А.И. Атабекова, Е.И. Устинова. М.: Колос, 1967.-232 с.

8. Багрянская Н.А. Митотическая активность у гибридов кукурузы и ее связь с явлением гетерозиса / Н.А. Багрянская, И.А. Руцкий // Вестник с.-х. науки.-1974.-№ 12.-С. 16-18.

9. Банникова В.П. Основы эмбриологии растений / В.П. Банникова, О.А. Хведынич. Киев.: Наукова думка, 1982. - 164 с.

10. Беденко В.П. Хлорофилл как тестовый признак на продуктивность озимой пшеницы / В.П. Беденко // Межд. конф. Физиология растений основа фитобиотехнологии. - Пенза, 2003. - С. 199.

11. Бородулина А.А. Проявление гетерозиса у подсолнечника в зависимости от биохимических особенностей гибридных семян / А.А. Бородулина, В.П. Швецова // Гетерозис (теория и практика), Харьков, 28-29 янв. 1988 г.: Тез докл. Харьков, 1988. - С. 21.

12. Буренин В.И. Применение белковых маркеров для идентификации генетических ресурсов свеклы / В.И. Буренин, И.П. Гаврилюк // Докл. Рос. акад. с.-х. наук. -1994. № 3. -С. 14-16.

13. Буренин В.И. Генетические аспекты изучения свеклы / В.И. Буренин, В.Т. Красочкин // Тр. по прикл. ботанике, генетике и селекции. Всесоюзный институт растениеводства, 1971. - Т. 44, вып. 1. - С. 189-215.

14. Буренин В.И. Диагностика образцов свеклы по запасным белкам семян / В.И. Буренин, С.И. Садинов // Сахарная свекла. 1996. - № 2. - С. 17.

15. Вавилов Н.И. Избранные сочинения / Н.И. Вавилов. М.: Колос, 1966. -558 с.

16. Вайшля О.Б. Фотосинтез и дыхание гетерозисных форм Pisum sativum L. и их родительских линий в связи с продуктивностью / О.Б. Вайшля //

17. Межд. конф. Физиология растений основа фитобиотехнологии. - Пенза, 2003.-С. 202.

18. Введенская И.О. Оценка генетического разнообразия проса обыкновенного (Panicum miliaceum L.) на основе использования ДНК-маркеров / И.О. Введенская, ДА. Ваухан, А.Ф. Курцева, К. Дой // С.-х. биология. -2002.-№5.-С. 56-64.

19. Выборнова Н.Н. // Биология и селекция сахарной свеклы. М.: Колос, 1968.-С. 89.

20. Гилязетдинов Ш.Я. Активность эндополиплоидии и повторяемость рДНК у родительских форм гетерозисных гибридов растений / Ш.Я. Гилязетдинов, P.P. Ахметов, В.Г. Конарев // Гетерозис. Минск: Наука и техника, 1982.-С. 178-189.

21. Гирко B.C. Использование морфологических показателей продуктивности в селекции озимой пшеницы / B.C. Гирко, Н.А. Сабадин // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. 2001. — № 6. - С. 5-8.

22. Гринько Т.Ф. Свекловодство, Т. 1 / Т.Ф. Гринько. Киев, 1940. - 710 с.

23. Гуляев Г.В. Селекция и семеноводство полевых культур с основами генетики / Г.В. Гуляев, А.П. Дубинин. М.: Колос, 1980. - 375 с.

24. Гупало П.И. Возрастные изменения и их значение в растениеводстве / П.И. Гупало. М.: Наука, 1969. - 116 с.

25. Дронова Г.В. Аминокислотный состав семян сахарной свеклы в связи с их всхожестью / Г.В. Дронова, В.А. Борисюк, А.А. Мусиенко // Физиология и биохимия культ, растений. 1975. - Т. 7, № 5. - С. 163-166.

26. Дронова Г.В. Биохимические особенности разнокачественных семян односемянной сахарной свеклы / Г.В. Дронова // Теоретические и практические приемы выращивания сахарной свеклы и других культур. К., 1977.-С. 39-41.

27. Дубровная О.В. Функциональная активность ядрышковых организаторов хромосом у инбредных линий сахарной свеклы / О.В.Дубровная, Т.В. Чугункова // Цитология и генетика. — 1998. Т. 32, № 2. - С. 13-19.

28. Животовский JI.A. Показатели популяционной изменчивости по полиморфным признакам / JI.A. Животовский // Фенетика популяций. М.: Наука, 1982.-С. 38-44.

29. Жужжалова Т.П. Закономерности развития репродуктивных органов сахарной свеклы (Beta vulgaris L.) / Т.П. Жужжалова. Автореф. дис . доктора б.н. - Воронеж, 1999. - 41 с.

30. Землянухин А.А. Практикум по биохимии / А.А. Землянухин. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1975.-144 с.

31. Идентификация сортов и регистрация генофонда культурных растений по белкам семян / Под ред. акад. РАСХН В.Г. Конарева. СПб.: ВИР, 2000.-186 с.

32. Инге-Вечтомов С.Г. Генетика с основами селекции: Учебник для биологических специальностей университетов / С.Г. Инге-Вечтомов. М.: Высш. школа, 1989. - 591 с.

33. Карпенко П.В. Свекловодство / П.В. Карпенко. М.: Гос. изд. сельхоз. лит-ры, 1958. -315 с.

34. Кирпичников B.C. Общая теория гетерозиса. Сообщение 1. генетические механизмы гетерозиса / B.C. Кирпичников // Генетика. — 1967. — № 10. -С. 167-180.

35. Кобозева JI.H. Биологический контроль за развитием и ростом свеклы / JI.H. Кобозева // Биологический контроль в сельском хозяйстве. М.: МГУ, 1962.-С. 134-139.

36. Козлова В.М. Хлорофильные мутанты томата как компоненты для ге-терозисной селекции / В.М. Козлова, М.И. Мамедов, В.А. Харченко // Докл. РАСХН. 2000. - № 3. - С. 12-14.

37. Коновалов А.А. Расщепление по S-локусам при инбридинге у сахарной свеклы / А.А. Коновалов, С.И. Малецкий // Генетика. 1990. - Т. 26, № 8. -С. 1440-1447.

38. Конарев В.Г. Белковые маркеры геномов пшеницы и их диких сородичей / В.Г. Конарев, И.П. Гаврилюк, Н.К. Губарева // Вестник с.-х. науки. -1970а.-№8.-С. 100-114.

39. Конарев В.Г. Белковые маркеры геномов пшеницы и их диких сородичей / В.Г. Конарев, И.П. Гаврилюк, Н.К. Губарева // Вестник с.-х. науки. -19706.-№9.-С. 91-103.

40. Конарев В.Г. О природе глютенина пшеницы по данным иммунохими-ческого анализа / В.Г. Конарев, И.П. Гаврилюк, Н.К. Губарева // Докл. ВАСХНИЛ. 1970в. - №7. - С. 16-18.

41. Конарев В.Г. Некоторые предпосылки к изуению генетической природы гетерозиса / В.Г. Конарев, P.P. Ахметов, Ш.Я. Гилязетдинов // С.-х. биология. 1971. - Т. 6, № 5. - С. 653-662.

42. Конарев В.Г. Биохимические и молекулярно-генетические аспекты гетерозиса / В.Г. Конарев // Вестник с.-х. науки. 1974. - № 12. - С. 1-10.

43. Конарев В.Г. Белки пшеницы / В.Г. Конарев. М.: Колос, 1980. - 351 с.

44. Конарев В.Г. Белки растений как генетические маркеры / В.Г. Конарев. -М.: Колос, 1983.-320 с.

45. Конарев В.Г. Морфогенез и молекулярно-биологический анализ растений / В.Г. Конарев. СПб.: ВИР, 1998. - 373 с.

46. Корниенко А.В. Разработка научных основ мутационной селекции свеклы (Beta vulgaris L.): Автореф. дис. . д-ра с.-х. наук. Киев, 1988. -33 с.

47. Костышин С.С. Особенности структуры генома в связи с гетерозисом у кукурузы / С.С. Костышин, Ю.Г. Масикевич // Цитология и генетика. -1984. Т. 18, № 1. - С. 25-31.

48. Кочиева Е. 3. Использование PCR-амплификации на основе сателлит-ных последовательностей для маркирования генома различных видов перца / Е.З. Кочиева, Н.Н. Рыжова // С.-х. биология.- 2001. № 1. - С. 94-97.

49. Коц З.П. Связь между плоидностью клеток и гетерозисом у гибридов ив / З.П. Коц // Гетерозис (теория и практика), Харьков, 28-29 янв. 1988 г.: Тез докл. Харьков, 1988. - С. 63-64.

50. Красочкин В.Т. Характеристика семейства маревых или солянковых Chenopodiaceae Less / В.Т. Красочкин // Культурная флора СССР. Л.: Колос, 1971.-Т. 19.-С. 2-266.

51. Крестинков И.С. Продуктивность ярового ячменя в зависимости от изоферментного состава супероксиддисмутазы / И.С. Крестинков, В.П. Нецветаев, А.А. Поморцев, О.В. Бугорий // Докл. ВАСХНИЛ. 1991. -№3.-С. 2-5.

52. Левин Г.Г. Возрастные изменения у растений / Г.Г. Левин // Ботанический журнал. 1966. - Т. 51, № 12.-С. 15-18.

53. Левитес Е.В. Изучение генетических систем, контролирующих малат-дегидрогеназы у сахарной свеклы / Е.В. Левитес // Структурно-функциональная организация генома эукариот. Новосибирск, 1979а. - С. 64-77.

54. Левитес Е.В. Генетический контроль НАДФ-зависимого малик-фермента у сахарной свеклы (Beta vulgaris L.) / Е.В. Левитес // Докл. АН СССР. 19796. - Т. 249, № 1. - С. 215-217.

55. Левитес Е.В. Генетический контроль НАД-зависимой малатдегидроге-назы у сахарной свеклы (Beta vulgaris L.) / Е.В. Левитес, Р.С. Юдина, С.И. Малецкий // Докл. АН СССР. 1980. - Т. 255, № 4. - С. 989-991.

56. Лесневич Л.А. Оценка и изучение генофонда свеклы по белкам-маркерам / Л.А. Лесневич, З.А. Болелова // Сельскохозяйственная биология. 1987. -№ 4. - С. 58-63.

57. Лесневич Л.А. Значение белков как генетических маркеров при идентификации геномов свеклы / Л.А. Лесневич, В.А. Борисюк, З.А. Болелова // Цитогенетические и цитоэмбриологические исследования в селекции сахарной свеклы. Киев. - 1988. - С. 89-97.

58. Лесневич Л.А. Белковые маркеры в идентификации сортов и линий сахарной свеклы / Л.А. Лесневич // Докл. ВАСХНИЛ. 1990. - № 1. - С. 2831.

59. Лесневич Л.А. Полипептиды 11S глобулина в анализе подлинности сортов сахарной свеклы / Л.А. Лесневич, В.А. Борисюк // Физиология и биохимия культ, растений. 1993. - Т. 25, № 2. - С. 175-181.

60. Лесневич Л.А. Электрофоретическое и иммунохимическое изучение запасных белков семян свеклы / Л.А. Лесневич // Физиология и биохимия культ, растений. 1997. - Т. 29, № 3. - С. 200-208.

61. Лесневич Л.А. Физиолого-биохимические свойства и функциональная роль запасных белков свеклы: Автореф. дис. . докт. биол. наук / Л.А. Лесневич. Киев, 1999. - 37 с.

62. Лисицын Е.М. Полиморфизм глобулинов семян у сортов сахарной свеклы / Е.М. Лисицын // Докл. ВАСХНИЛ. 1988. - № 12. - С. 7-9.

63. Лисицын Е.М. Простой способ оценки степени подобия образцов сахарной свеклы по составу глобулина семян / Е.М. Лисицын, И.И. Лисицына // Науч.-техн. бюл. ВНИИ растениеводства. 1991. - № 207. - С. 58-60.

64. Лысенко Н.И. Выбор информативных признаков для генетического анализа продуктивности сахарной свеклы / Н.И. Лысенко, И.А. Шевцов // Цитология и генетика. 1983. - Т. 17, № 6. - С. 32-38.

65. Лысенко Н.И. Изучение количественных признаков у сахарной свеклыяметодом главных компонент / Н.И. Лысенко, И.А. Шевцов // Генетика. -1984. Т. 20, № 4. - С. 639-645.

66. Лысенко Н.И. Интерпретация главных компонент при генетико-физиологическом изучении количественных признаков у сахарной свеклы / Н.И. Лысенко, И.А. Шевцов // Генетика. 1988. - Т. 24, № 11. - С. 19731979.

67. Лукьяненко П.П. Селекция и семеноводство озимой пшеницы / П.П. Лукьяненко. М.: Колос, 1973.-447 с.

68. Мазепин М.Г. Использование окраски гипокотиля как генетического маркера при определении гибридности потомства сахарной свеклы / М.Г. Мазепин // С.-х. биология. 1971. - Т. 6, № 6. - С. 922-923.

69. Мазлумов A.JI. Селекция сахарной свеклы / A.JI. Мазлумов. М.: Сельхозгиз, 1950. - 168 с.

70. Мазлумов А.Л. Селекция сахарной свеклы / А.Л. Мазлумов. Москва: Колос, 1970.-208 с.

71. Максимович А.Е. Химический состав вегетирующей сахарной свеклы / А.Е. Максимович // Биология и селекция сахарной свеклы. М.: Колос, 1968.-С. 459-508.

72. Малецкий С.И. Генетические исследования по селективному оплодотворению у кукурузы / С.И. Малецкий // Генетика. 1966. - №8. - С. 126135.

73. Малецкий С.И. Использование генетических маркеров в селекции сахарной свеклы на гетерозис / С.И. Малецкий, Э.В. Денисова // С.-х. биология. 1969. - Т. 4, № 5. - С. 740-744.

74. Малецкий С.И. Цитогенетическое изучение самосовместимости и перекрестной несовместимости сахарной свеклы / С.И. Малецкий, Е.В. Семенова, В.И. Семенов // Генетика. 1970. - Т. 6, № 11. - С. 1973-1979.

75. Малецкий С.И. Генетика изоферментов растений / С.И. Малецкий, Е.В. Полякова // Генетика изоферментов. М.: Наука, 1977. — С. 250-275.

76. Малецкий С.И. Наследование алкогольдегидрогеназы у сахарной свеклы. Сообщение 1. Анализ отклонения от моногенного расщепления / С.И. Малецкий, А.А. Коновалов // Генетика. 1985. - Т. 21, № 9. - С. 15271540.

77. Мартынов С.П. Использование многомерной статистики при подборе пар для гибридизации. Евклидово расстояние и кластерный анализ / С.П. Мартынов, Т.В. Добротворская, А.И. Седловский, Н.Е. Воронкова // Цитология и генетика. 1983. - Т. 17, № з. с. 49-55.

78. Марьяхина И.Я. Влияние спектрального состава свет на развитие и рост семенников сахарной свеклы / И.Я. Марьяхина, Ф.М. Куперман, С.С. Станачев, Б.М. Зеликсон // Вестник с.-х. науки. 1966. - №9.- С. 65-71.

79. Мендель Г. Опыты над растительными гибридами / Г. Мендель. М: Наука, 1865.-158 с.

80. Монастырева Л.Е. Генетический контроль кислой фосфатазы у сахарной свеклы / Л.Е. Монастырева, Е.В. Левитес, Ф.Э. Реймерс // Докл. АН СССР. 1984. - Т. 278, № 4. - С. 1006-1008.

81. Неговский Н.А. Развитие сахарной свеклы / Н.А. Неговский // Биология и селекция сахарной свеклы. М.: Колос, 1968. - С. 228-238.

82. Оканенко А.С. Фотосинтез и продуктивность растений / А.С. Оканен-ко. Киев, Изд-во Наукова думка, 1966. - 73 с.

83. Оканенко А.С. Сахара в свекле / А.С. Оканенко // Биология и селекция сахарной свеклы. 1968. - С. 327г415.

84. Орловский Н.И. Рост сахарной свеклы / Н.И. Орловский // Биология и селекция сахарной свеклы. -М.: Колос, 1968. С. 207-226.

85. Панин В.М. Генетический контроль глиадина и некоторых форм морфологических признаков колоса у твердой озимой пшеницы / В.М. Панин,

86. B.П. Нецветаев // Науч.-техн. бюл. ВСГИ. 1986. - №2. - С. 31-36.

87. Попов В.Н. Исследование генетического разнообразия инбредных линий подсолнечника методами RAPD- и изоферментного анализов / В.Н. Попов, О.Ю. Урбанович, В.В. Кириченко // Генетика. 2002. - Т. 38, № 7. -С. 937-943.

88. Попова Э.В. Метод белковых маркеров нетрадиционный путь ускорения селекции ячменя на устойчивость к мучнистой росе /Э.В. Попова,

89. C.JI. Тютерев, М.В. Иванов, М.В. Соколов // 9-е Всесоюзное совещание по иммунитету растений к болезням и вредителям: Тез. докл. — Минск, 1991. Т. 2.-С. 210-211.

90. Работнов Т.А. Жизненный цикл многолетних травянистых растений в луговых ценозах / Т.А. Работнов // Тр. БИН АН СССР. Сер. 3. Геоботаника. 1950. - С. 7-207.

91. Рискина С. Биология и селекция сахарной свеклы / С. Рискина. М.: Колос, 1968. - С. 462.

92. Руководство по цитологии, Т. 2. М-Ленинград.: Наука, 1966. - 674 с.

93. Савин В.Н. Изучение количественного содержания ДНК у сортов ячменя / В.Н. Савин, М.В. Архипов, М.Д. Кондратов // Доклады ВАСХНИЛ. -1975.-13.-С. 15-16.

94. Савин В.Н. Содержание ДНК в семенах сортов ячменя различной продуктивности / В.Н. Савин, М.В. Архипов // Тез. докл. V всесоюз. симпоз. по структуре и функции клеточного ядра. Новосибирск, 1975. - С. 75-76.

95. Савицкий В.Ф. Генетика сахарной свеклы / В.Ф. Савицкий // Свекловодство. -Киев: Госсельхозиздат, 1940. Т. 1. С. 551-686.

96. Сидоренко B.C. Идентификация мутантных генотипов проса с использованием ПЦР-анализа / B.C. Сидоренко, С.А, Конов, Н.Е. Павловская // Доклады РАСХН. 2002. - № 5. - С. 7-9.

97. Сиволап Ю.М. Идентификация инбредных линий кукурузы с помощью произвольно праймированной ПЦР и SSR-ПЦР / Ю.М. Сиволап, Н.Э. Ко-жухова, Б.Ф. Вареник // Доклады РАСХН. 1999. - № 6. - С. 3-6.

98. Силин П.М. Лабораторный метод определения технологических свойств сахарной свеклы / П.М. Силин. Москва, 1945. - 320 с.

99. Собко Т.А. Сцепление глиадинкодирующего локуса Gid 1А и гена опушения колосковых чешуй Hg у пшеницы / Т.А. Собко, Ф.А. Попереля // Науч.-техн. бюл. ВСГИ. 1982. - №2(48). - С. 28-33.

100. Собко Т.А. Генетический контроль морфологических признаков колоса и взаимосвязь аллельной изменчивости маркерных локусов 1А и 1В озимой мягкой пшеницы / Т.А. Собко, А.А. Созинов // Цитология и генетика. 1993. - Т. 27, № 5. - С. 15-22.

101. Созинов А.А. О фракционном составе белка пшеницы юга Украины / А.А. Созинов, Ф.А. Попереля // Науч.-техн. бюл. ВСГИ. 1970. - Вып. 12. -С. 41-46.

102. Созинов А.А. Принципы биохимической генетики как теоретическая основа решения практических задач селекции (на примере проламинов) / А.А. Созинов, Ф.А. Попереля // Материалы к заседанию Президиума ВАСХНИЛ: Одесса. 1976. - 48 с.

103. Созинов А.А. Полиморфизм проламинов и селекция / А.А. Созинов, Ф.А. Попереля // Вестник с.-х. науки. 1979. - №10. - С. 21-34.

104. Созинов А.А. Полиморфизм белков и его значение в генетике и селекции / А.А. Созинов. М.: Наука, 1985. - 271 с.

105. Созинов А.А. Генетические маркеры у растений / А.А. Созинов // Цитология и генетика. 1993. - Т. 27, №5. - С. 3-14.

106. Стрельченко П.П. Молекулярно-генетический подход к анализу дифференциации и генетического распространения культурного ячменя / П.П. Стрельченко, О.Н. Ковалева, К. Окуно // С.-х. биология. 2002. - № 3. - С. 41-56.

107. Суриков И.М. Генетика внутривидовой несовместимости мужского га-метофита и пестика у цветковых растений / И.М. Суриков // Успехи совр. генетики. 1972а. - №4. - С. 119-169.

108. Табецкий А.А. Атлас рисунков по анатомии и биологии сахарной свеклы / А.А. Табецкий. — Киев: Изд. Сахаротреста, 1923. 50 с.

109. Толмачев И.М. Биология и селекция сахарной свеклы / И.М. Толмачев, Н.И. Орловский // Биология и селекция сахарной свеклы. М.: Колос, 1968.-С.

110. Трошина Н.Б. Содержание ДНК и цитометрические показатели дифференцирующихся клеток растений кукурузы и гороха разной продуктивности / Н.Б. Трошина // Сельскохозяйственная биология. 1994. - № 1. - С. 53-56.

111. Трофимова Т.А. Лабораторный метод ранней диагностики подбора пар для получения гетерозисных гибридов люцерны / Т.А. Трофимова // Гетерозис сельскохозяйственных растений, его физиолого-биохимические и биофизические основы. -М.: Колос, 1975. С. 36-41.

112. Турбин Н.В. Использование гетерозиса в растениеводстве / Н.В. Турбин, Л.В. Хотылева. -М.: Колос, 1966. 86 с.

113. Уранов А.А. Возрастной спектр фитоценотических популяций как функция времени и энергетических волновых процессов / А.А. Уранов // Биологические науки. 1975. - 2. - С. 7-34.

114. Федоров П.С. Особенности корнеобразования у гибридов кукурузы / П.С. Федоров, Е.Н. Трифонова // Кукуруза. 1960. - №1.

115. Федоров П.С. Биохимические и физиологические основы гетерозиса кукурузы / П.С. Федоров. Фрунзе: Кыргызстан, 1968. 196 с.

116. Федорович Л.И. Свекловодство, Т. 1 / Л.И. Федорович. Киев, 1940. -710 с.Ф

117. Федулова Т.П. Генетико-селекционное изучение исходного материала сахарной свеклы с применением биохимических маркеров: Автореф. дис. . канд. с.-х. наук / Т.П. Федулова. Рамонь, 1995. - 22 с.

118. Филатов П.А. Метод диагностики гетерозиса / П.А. Филатов, В.П. Ошевнев, Е. П. Филатова // Сах. свекла. 1986. - № 8. - С. 40-41.

119. Филатов Г.П. Теоретические и практические аспекты изучения генетики и феногенетики изоферментов сахарной свеклы: Автореф. дис. . канд. биол. наук. Новосибирск, 1993. - 16 с.

120. Филипченко Ю.А. Генетика мягких пшениц / Ю.А. Филипченко. М.:

121. Л.: Сельхозгиз, 1934. 262 с.

122. Фоменко Н.Р. Морфогенетические и цитоэмбриологические особенности онтогенеза апомиктичных растений сахарной свеклы (В. vulgaris L.): Автореф. дис. . канд. биол. наук / Н.Р. Фоменко. Рамонь, 2003. - 24 с.

123. Хабирова М.М. Изучение содержания ДНК и РНК в клетках корней и надземных органов гибрида гороха / М.М. Хабирова, H.JL Киняпина // Природа гетерозиса и пути его использования в растениеводстве. Уфа, 1982.-С. 93-99.

124. Хворостов И.Б. Сравнительный анализ молекулярных методов типиро-вания цитоплазмы сахарной свеклы (Beta vulgaris L.) / И.Б. Хворостов, А.Э Дикалова, С.И. Малецкий, Г.М. Дымшиц // Генетика. 1998. - Т. 34, №5. -С. 644-649.

125. Чугункова Т.В. Цитофотометрическое исследование содержания ДНК в тканях свеклы (Beta vulgaris L.) / Т.В. Чугункова, В.А. Заславская, И.А. Шевцов, О.В. Титок // Цитология и генетика. 1984. - Т. 18, № 1. - С. 3-9.

126. Чугункова Т.В. Изменение размера хромосом у гетерозисных гибридов сахарной свеклы / Т.В. Чугункова // Цитология и генетика. 1986. - Т. 20, №4.-С. 299-301.

127. Чугункова Т.В. Изучение электрофоретических спектров глобулинов семян для контроля гомозиготности линий сахарной свеклы / Т.В. Чугункова, О.В. Дубровная, В.Н. Хризман, И.А. Шевцов // Цитология и генетика. 1992. - Т. 26, № 6. - С. 3-5.

128. Шаюк JI.B. Исследование генетического полиморфизма рода Beta с по-мощбю ПП-ПЦР / JI.B. Шаюк, Н.В. Роик, Ю.М. Сиволап // IV Межд. конф. «Геном растений»: Тез. докл. Одесса, 2003. - С. 43.

129. Шевцов И.А. Зависимость продуктивности и сахаристости сахарной свеклы от формы и размеров надземной части растения / И.А. Шевцов, Н.И. Лысенко, Н.М. Руденко, В.И. Николайчук // Цитология и генетика. — 1980.-Т. 14,№4.-С. 77-79.

130. Шевцов И.А. Связь относительной скорости роста семядольных листьев растения сахарной свеклы с продуктивностью и сахаристостью / И.А. Шевцов, Н.И. Лысенко // Цитология и генетика. 1980. - Т. 14, № 6. - С. 64-68.

131. Шевцов И.А. Индивидуальная изменчивость количественных признаков сахарной свеклы / И.А. Шевцов, Н.И. Лысенко, В.И. Николайчук // Цитология и генетика. 1982. - Т. 16, № 4. - С. 47-51.

132. Шевцов И.А. Прогнозирование продуктивности гибридов сахарной свеклы по содержанию ДНК / И.А. Шевцов, Т.В. Чугункова, Л.А. Долотий, О.В. Дубровная // Вест. с.-х. науки. 1988. - № 5. - С. 91-95.

133. Шестопалова Н.Г. Цитофизиологические проявления эффекта гетерозиса / Н.Г. Шестопалова // Гетерозис с.-х. растений, его физиолого-биохимические и биофизические основы М.: Колос, 1975. - С. 113-119.

134. Ширяева Э.И. Гистохимическое и биоморфологическое изучение формирования семян у разных форм сахарной свеклы / Э.И. Ширяева // Современные проблемы физиологии и биохимии сахарной свеклы: Сб. науч. тр. Киев.: Наукова думка, 1981. - С. 200-205.

135. Шурхал А.В. Уровни генетической дифференциации жестких сосен род Pinus, подрод Pinus, по данным аллозимной изменчивости / А.В. Шурхал, А.В. Подогас, Л.А. Животовский // Генетика. 1993. - Т. 29, № 1. - С. 7790.

136. Эсау К. Анатомия растений / К. Эсау. М.: Мир, 1969. - 554 с.

137. Abe Jun Isoenzyme variation and Species Relationship in the Genus Beta / Jun Abe, Hiroshi Nakachima, Chicahiro Jsuda // Mem. Fac. Agr. Hokkaido Univ.-1987.-V. 15,№ 2.- P. 124-132.

138. Abe Jun Isoenzyme variation and Phylogeny in the Genus Beta / Jun Abe // Mem. Fac. Agr. Hokkaido Univ. 1991. - V. 17, № 3. - P. 324-355.

139. Abler B.S. Isoenzymatic indentification of quantitative trait loci in crosses of elite maize inbreds / B.S. Abler, M.D. Edwards, C.W. Stuber // Crop. sci. -1991. -V. 31, №2. P. 267-274.

140. Allard R.W. The effect of selection on esterase allozymes in barley population / R.W. Allard, A.L. Kahler, B.S. Weir // Genetics. 1972. - V. 72. - P. 489-503.

141. Allard R.W. Pretictive methods for germplast identification / Allard R.W. // Plant breeding in the 1990, 1991, C.A.B. international. 1991. - P. 1-3.

142. Andersen W.R. Important tools for plant genetics resource characterization / W.R. Andersen, D.I. Fairbanks // Diversity. 1990. - V. 6, №3/4. - P. 31-53.

143. Autran J.C. L'identification des vsrietes de ble / J.C. Autran // Bull. Anciens eleves ecole frans. meun. 1973. - Vol. 256. - P. 163-169.

144. Autran J.C. Nouvelles donnes permittant 1'exploitation de l'heterogeite elec-trophoretique des gliadines du grain de ble en vue d'une identification varietale / J.C. Autran, A. Bourdet // C. r. Acad. sci. O. 1973. - Vol. 277. - P. 20812084.

145. Bentolila S. Identification of an RFLP marker tightly linked to the Htl gene in maize / S. Bentolila, N. Bouvet, A. Sailland // Teorl and Appl. Genet. 1991. -V. 82, №4.-P. 393-398.

146. Blake T. Good, Bad and Untested Ideas in RFLP and QTL Analisis / T. Blake, N. Lybeck, P. Hayes // Theor. and Appl. Genet. 1992. - V. 80. - P.801.805.

147. Burr B. The application on restriction fragment length polymorphism to plant breeding / B. Burr, S.V. Elova, F.A. Burr // Genetic Engineering: Principles and methods. Plenum Press. 1983. - V. 5. - P. 45-59.

148. Devos K.M. RFLP based genetic map of the homoeologous group 3 chromosomes of wheat and rye / K.M. Devos, M.D. Atkinson, C.N. Chinoy // Theor. and Appl. Genet. -1992. - V. 83. - P. 931-939.

149. Elton G.A.H. Starch gel electroforesis of cereal proteins / G.A.H. Elton, J.A.D. Ewart // J. Sci. Food and Agr. 1962. - Vol. 13. - P. 63-72.

150. Erion Jack L. Tomato acid phosphatase 1 gene from a nematode resistant cultivar / Jack L. Erion, Barbara Ballo, Tim W. Fox, Lisa May // Plant Physiol. -1992.-V. 98, №4.-P. 1535-1537.

151. Fowler Mark R. Induction of cell division related genes in quiescent (G0) sugar beet cells / R. Fowler Mark // Physiol. Plant. - 1998. - 102, № 1. - P. 6170.

152. Germeier C.U. The international Database of Beta an Expert System for Beta Genetic Resources / C.U. Germeier, L. Frese // Proceedings of the 64th IIRB Congress, June 2001. - Bruges, 2001. - P. 123-132.

153. Ghaderi A. Multivariate analysis of genetic diversity for yield and its conpo-nent in mung bean / A. Ghaderi, M. Shishegar, A. Rezai, B. Endaie // Amer. Soc. Hortic. Sci. 1979. -V. 104, № 6. -P. 728-731.

154. Goodman M.M. Genetic identification of lines and crosses using isoenzyme electrophoresis / M.M. Goodman, C.W. Stuber // Pros. 35 Annu. com and sorghum res. conf. 1980. -V. 35.-P. 10-31.

155. Griffing B. Concept of general and specific combining ability in relation to diallel crossing systems / B. Griffing // Austral. J. Biol. Sci. 1956. - № 9. - P. 463-470.

156. Heidrich-Sobhriho E. Codominant isoenzymic alleles as markers of genetic diversity correlated with heterosis in maize (Zea mays L.) / E. Heidrich-Sobhriho, A.R. Cordeiro // Theor. and Appl. genet. 1975. -V. 46. - P. 197199.

157. Hunter R.L. Histochemical demonstration of enzymes separated by zone electrophoresis in starch gel / R.L. Hunter, C.L. Market // Science. 1957. - V. 125, №3261.-P. 1294-1295.

158. Jatasra D.S. Genetic divergence in wheat under differentevironmental conti-tions / D.S. Jatasra, R.S. Paroda // Cereal Res. Commun. 1978. - V. 6, № 3. -P. 307-317.

159. Jones S.S. Linkage relations of Gli-Dl, Rg2 and Lr21 on the short arm of chromosome ID of wheat / S.S. Jones, J. Drovak, C.O. Qualset // Genome. 1990. 33, № 6. - P. 937-940.

160. Katiyar R.P. Genetic divergence for morphophysiological and quality deter-minans of yield in chickpea / R.P. Katiyar // Indian J. Agr. Sci. 1978. - V. 48, №8.-P. 451-454.

161. Keller W. Inheritance of some major color types in beets / W. Keller // J. Agric. Sci. Res. 1936. - V. 52. - P. 27-38.

162. King G.J. Molecular genetics and breeding of vegetable brassicas / G.J. King // Euphytica. 1990. - V. 50, № 2. - P. 97-112.

163. Kraft T. Molecular markers where are we today? / T. Kraft // Proceedings of the 64th IIRB Congress, June 2001. - Bruges, 2001. - P. 159-166.

164. Levis D. Comparative incompatibility in Angiosperms and Fungi / D. Levis // Adv. Genet. 1954. - V. 6. - P. 235-285.

165. Lofort-Buson M. De nouvelles perspectives pour l'analyse genetigue des caracteres quantitafs. La selection assistee par maguers / M. Lofort-Buson, F. Rodolphe, A. Charcosset // Biofutur. 1990. - № 92. - P. 42-47.

166. Mandolino G. Restriction fragment length analysis of Mitochondrial DNA and breeding in Beta vulgaris L. / G. Mandolino, S. Cocchi, P. Ranalli // Genet. Agr. 1988. - V. 42. - P. 169-176.

167. Market C.L. Multiple forms of enzymes: Tessue, ontogenetic and species specific patterns / C.L. Market, F. Moller // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1959. -V. 45.-P. 753-763.

168. Mc Intosh R.A. Telocentric Mapping of genes Pm 3 a and Hg on chromosome 1A of hexaploid wheat / R.A. Mc Intosh, F.G. Bennet // Cereal. Res. Com-muns. 1978. - 6, №1. - P. 9-14.

169. Messequer R. Tanksiey High resolution RFLP map around the root knot nematode resistance gene (Mi) in tomato / R. Messequer, M. Ganal, M.C. Vicente // Teor. and Appl. Genet. 1991. - V. 82, № 5. - P. 529-536.

170. Metakovsky E.V. Gliadin allele composition of Yugoslav winter whear cul-tivars / E.V. Metakovsky, D. Knezevic, B. Javornic // Euphytica. 1991.-54, № 3. - P. 285-295.

171. Mita G. Assessment of the degree of genetic Variation in beet based on RFLP analisis and the taxonomy of Beta / G. Mita, M. Dani, P. Casciare, A. Pasquali, E. Selva, C. Minganti, P. Piccardli // Euphytica. 1991. - V. 55, № 1. -P. 1-6.

172. Otto F.J. DAPI staining of fixed cells for high-resolution flow cytometry of nuclear DNA / F.J. Otto // Metod in cell biology, vol. 33. Academic Press, P. 105-110.

173. Owen F.W. Cytoplasmically inherited male-sterility in sugar beet / F.W. Owen // J. Agric. Res. 1945. - V. 71. - P. 423-440.

174. Payne P.I. Linkage mapping of four gene loci, Glu-Bl, Gli-Bl, Rgl and YrlO on chromosome IB of wheat / P.I. Payne, L.M. Holt, R. Johnson e. a. // Genet. Agr. 1986.-40, № 2. - P. 231-242.

175. Powling A. Species of small DNA molecules found mitochondria from sugar beet normal and malsterile cytoplasms / A. Powling // Mol. Gen. Genet. 1981. -V. 183.-P. 82-84.

176. Qualset C.G. RFLP making in relation to cereal breeding for bread quality / C.G. Qualset, M. Rouset, H. Corke // Ind. cereal. 1992. - № 77. - P. 37.

177. Santoni S. Rapid control of purity for the cytoplasm of malesterile seed Strocks by means of a dot hybridization assay / S. Santoni, P. Faivre-Rampant, E. Morean, A. Berville // Mol. and Cell. Probes. 1991. -V. 5, № 1. - P. 1-9.

178. Sasek A. A catalogue of elektrophoretik hordein spectra of Czechoslovak certified spring barley varieties / A. Sasek, J. Cerny, V.P. Necvetaev, J.A. Bra-dova // Sci. agr. Bohemosl. 1990. - 22, №1. - P. 1-10.

179. Scandalios J.G. Genetic control of alcohol dehydrogenase isozymes in maize / J.G. Scandalios //Biochem. Genet. 1967. -V. 1, №1. P. 1-9.

180. Scandalios J.G. Genetic control of multiple molecular forms of enzymes in plants: a review / J.G. Scandalios // Biochem. Genet. 1969. - V. 3, №1. P. 3779.

181. Scandalios J.G. Isozymes in development and differentiation / J.G. Scandalios // Ann. Review Plant Phystol. 1974. - V. 25. - P. 225-258.

182. Schwartz D. Genetic studies on muyant enzymes in maize sunthesis of hybrid enzymes by heterozygotes / D. Schwartz // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. -1960.-V. 46, №9.-P. 1210-1215.

183. Sears E.R. The aneuploids of common wheat / E.R. Sears // Res. Bull. Univ. Miss. Agr. Exp. station. 1954. - № 572. - P. 1-58.

184. Second G. Development et utilization des cartes moleculares en genetigue des riz / G. Second, A. Chesquiere, M. Chausse, O. Panaud // Amellor. prod, agr. milieu aride. 1991. - V. 4, № 7. - P. 47.

185. Spagul G.F. General v.s. specific combining ability in single crosses of corn. / G.F. Spagul, L.A. Tatum // J. Amer. Soc. Agron. 1942. - V. 34. - P. 923932.

186. Tanksley S.D. Isozymic gene linkage map of the tomato: Applications in genetics and breeding / S.D. Tanksley, C.M. Rick // Theor. And Appl. Genet. -1980.-V. 57.-P. 161-170.

187. Tanksley S.D. RLFP mapping in plant breeding: new tools for an old science / S.D. Tanksley, N.D. Young, A.N. Peterson, M.W. Bonierbale // Biotechnology. 1989. - №7. - P. 257-264.

Информация о работе

Митин, Сергей Николаевич
кандидата биологических наук
Рамонь, 2004
ВАК 06.01.05

Диссертация

Биоморфологическое и молекулярно-генетическое изучение селекционного материала сахарной свеклы - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы