Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Эмбрио-генетические и селекционные исследования опыления облученной пыльцой у томатов

ВАК РФ 03.00.05, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "Эмбрио-генетические и селекционные исследования опыления облученной пыльцой у томатов"

МСДЦЕЖ! НАУК POCCO!CItC:î C2,43PAjTn Р Г 5 0 .'ЬОТ.УСГЧ^СЖЙ пшпптг ГЛ. В.ЛЛСС-'.^РСПЛ

:гз ртггппгз

ГДЛКСЕЛ Ольгз I!2S1tütií3

г*-5Е'о-гпшт:игасз и СЕЛПСШ'СШС-З псатг-с::".! СПШПШ С2ЛУЧЗП1С:1[ ШЩСЗ 7 TC'.'iT03

ОЗ.СО.СЗ - бота:гг:а

Л-зторофоро? ^ссзртзцет из cczciiz'T.z- стгг'.пл

ЗСГЗ

Рсбота кяюлшии б О-гдзлэ генатгаш в ццтолопа Ботсззгчзского сада Саратовского госудгрствашюго укзЕОрСЕтета шл. К.Г.Чарзшсевского

рзтлзодаталъ: доктор бнологичоскпх наук В.С.Тирюз

ОГзцасяышо сшолззгги: дозстор Спологичаск^л

О.П.КЕ1аллш: доктор Спологочаских неук Ц.А.Еиэшюаа Вэдтсзл оргы^заццл: Позол^скпй даучно-ссссздо--ватальский гаютиту? Спо^бх-1ЮЛЭГШ и ЕИБОТЗЮБОДСТЗЗ

дассертагет соотолтся "^У" ¿¡¿'¿¿¿Млх.ЪЪЪ. г. в " " часов на згссдазсг Спедаиззарованного совам. К 002.45.01 по згц^тс дасссрт21сп на соискание ученой стопзга' игдадата с^ологлчсских наук прз Ботагсхческоп екстатуто сл. З.ЛЛСсизрова РЛН по одрзеу:

197326, Саикт-Пзторбург, уя.прс^. Псясб£, 2 ( иол Ученого СОЕОТа).

С ддссертац-ай ознакомиться в бсблзотекэ

Ботаючзского шютатута си. З.Л.Конарова РАН.

Автореферат разослал "1594 годи.

УчониЗ сакротарь зцзалязароаакюго совета • • О.С.К&ша

- з

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА Р/БСТЫ

Актуальность тепы. Опыление растений рентгенезярованнсЯ пыльцой вызывает ряд генетических эффектов (мутагенез, траясфор-цзц::п, гаплоидию п др.), которые ногут Сыть успепзго использованы в селекции. Однако, частота данных явлений очень низка. Более того, дазе наблядак^несл на ранних стадиях онтогенеза их зибриологические предпосылка у иногнх культур не всегда pnajz-.i?-стся. Для выяснения причин элпшнац:п1 ценных с точки зрения с---легаста аберрантных форн п поиска путей их сохранения необход'*1а оснозателыше цптозибриологнческие исследования разных этапов развитая, начиная с реакции на облучение саиих пыльцевых зерен я кончал форыированпеы потомства. Обзор информации по да:шсй проблеие показывает, что июгие вагаше аспекты ее либо восб~г? исследованы, лзбо изучены неудовлетворительно. 3 частности, следует ответить ограниченность данных о тех пзиененлях, которые происходят в пенской генеративной сфере после опыления облучен-нсй пыльце Л. В значительной игре- это связано с сбъектпв1ад£1 из-тодическигн трудностям, сйуслсзлзгепплз пспсль?с"г:":еи нлзса,-vccizix иатодоз цптоэибрполоигчзского анализа. 'тзн,

;глэ эмбриологических процессов при радиационной гсздайстх.::: гмльцу пиеет обкеби логическое значение поскольку способствует пенпианию uexara..i!a действия радиации :ir гипса организи.

Цели ч задзча исследования. Основная цель настоящей работы заключалась в исследовании цорфо-гензтачосгах зффзхтоз апиязся рентгеновского cGлучения пыльцы тсизтсв на зибрподоглчеекцз процессы п формирование потомства.

В зздачи экспериментальной работа входило:

1. Изучить особенности прогахдшх процессов, сплодотсоргтат и cccTcmrrsmtoro развития у тела тез прз cmiz'zzn пыльцой» оценить возиогпгсеть п чзстоту састгсгпгксЗ ::г:п:гг-"»г. э'-збриодогических признаков.

2. Изучить особенности разгзтия ¡™с::ого га?-атс£з?з тецзтез после радиацпс:п:ого воздействия юз шдльцу.

3. Ксследоззть процзссл сзлодотзор'зхсш, з:Яраэ- ' а звдоспврцогенеза при оаылешпз пильцсЯ, сблучзннсй рззннца до?я:п рентгеновских лучей.

4. Изучить динаипку постспнгаиных процессов у тоыатов при р.-адипциишои воздействия на пыльцу.

5. Провести цптогенетическпй анализ потоиства, получешого после опыления облучошюй пыльцой.

6. Оценить селекццошю-гекзтпческив возможности истода ссыления облученной пыльцой.

Научная новизна работц. Проведено комплексное исследование влияния облучения пыльци на прогяшше п постсингашшо процессы п форыпроваше потомства у тоыатов с использовагаеы ускоренных катодов изучения, позаолав^ах увеличить обьец исследования к ввести количественные критерии в оценку «материала. Изучена дина кика лостсиигашшх процессов при радиационной воздействии на пыльцу. Установлена зависимость характера постсингаиного развития от д за облучения пыльцы. Отиечеио сходство изменений эибрло- и зндосперютенеза пра опылении чухеродной и облученной пыльцой. Показана целесообразность проведения обработки огшлек-шх цветков гибберэллинои для полысения завязызаепости плодов с увелх! ения вероятности получения аберрантных форм. Впервые с ис-пользованиеи истода опыления облученной пыльцой у тоиата получены полиплоидные растения в первой поколении (три-, тетра- п шк-соплоиды). Выявлены предпосылка гаплоидны, вскрыты возиозшз причины, препятствуйте появлении в потомстве гаплоидных форы. Определен точный срок наступления дэгенарациоюшх процессов в сешшочках с аноиалцяыи постснигашюго развитая - 10 суток с иопанта опыления, который uosbt служить ориентироц для дальней-епх зютерпыеотальных манипуляций, в частности, для начала работ в культура In vitro.

Научно-практическая значимость работы. Получен Сольсой фактический иатераал, поззолевгий дать полную характеристик развития эмбриологических процессов в завязях тоиата при опылении шггакткой п облучеюшй пыльцой. Показана

возможность использования приоиа опыления облученной пыльцой для получения геношшх иутсцзй у тоиата: полиплоидов с хозхоплоидоз.

Пр^длозона новая иодп£лг.ЕЦЗл (2 варианта) ускорится шзтодтш просветления сашшочшс'(Негг, 1971), которая поззолла? проводить исследование зибрзо- п звдоспер^огенеза на разка стадиях развития в получать нз тояысо качественные, ко к

- о -

количественные оценка степени влиянзл рвзлячннх пода^лрруггзз Сзкторов на зибриологические процессы.

Полученные данные представляют петерес п ценность . дал последователей, зашшакзксл проблешэа экспергпгезгтального регулл-рспзнлл способов разшю-ешш у растенпЗ, бяотатояогоз п селекционеров, псьользуссдх п качество иутагенного Сзкторз pairrro-KOBCKOG облучение.

На 3SCTT7 Е'досптсл елеzjpzr.з потоптан.

1. Влияние рентгеновского сбдучезпл пильци in гр-r.'r..—x i развитее, оплодотворете п постслгетгнзпо процесса у теггзтев.

2. Селехцзомго-генетачасгаэ посетдегсад пс.пзпртгаго сблученпл шлыщ тсиатов.

¿пробацдя работа. Основшо пологакял дзссертахггз C!lt.î прэдетавлета на йеддународнеи сггтпостгукз "¿noirmcsc у рсстокаЗ; состояние прсблеш а пэрспгхтпт'Л псстэдсвазпй'' (Саратов, ÍSS4).

Публикации. По ыаторпалтч дассзр-тзщл спубдякрззио 4 ргботл.

Структура п объея дпссертзшз. Дассертзцпл состоит пз введэгсш, сбзорэ лзтерзтурл, оазсанял ебьептз п ::этвд£гз псслсдованка, пзлегенял получашга результатов а ni ,

пгаодоз, спнска лятерзтурц (2С0 петезглеоз) п прх?х.тгт-лл.

Работа Езлогзна из 144 страз=цах цзгзксссснггз тгхск. дзргзт 13 тгблзц, 25 таблиц пллгстрзцаЗ п 10 тсЗсггэд trnxpcîoTorpiîîza.

оскошоз содгкшш работы

(!з терзал a итоги пссслэдоззклл

В кэчэстгз основного объекта пспсльсо2злг.сь рзстзппл гсузтз ссртэ Рз'к^Э—83» пгрз:звзе!ао d откритсм rpyzrra.

Палые?, пезлечекнуз пз галькь:ов сблугзгз 70, 1СЭ Гр lía усгз::сг::з "Рз=с-1" 2 ГрЛггг. • Siïo»?

сбуслсзлэл тги, что d лтгерзтурэ порзд:а 20-1СЭ Гр 2vz:í ysT.6or.za п:рспе:гпп::г:э а отпе^зп^э пэдгаез reiœrna цутз-тзц^З. С3л7^с!иуэ пильцу игпгезп кз рхзд прз~зр^т?.*г::э г.зс-тргзреззипш и пзелпреззипз 1С2ТПСЭ. Etecspsins npCZ3^?jn D С"ГЭ ггзгго-гзлз:п2 Сутсяов. Нэ 4 сут:з песлз к^стргцхз czz'jzszs гз

2С0 цззтгзгэ на кзздьЛ вграент. Ззелсз sî^to-

сяазголеи (1:3) чорез 1,2,3,4.5,0,10,15,20.25,30 п 40 сутс;; тела сгишззтл. В шчосгео козггроля 1;сполт>зовал2 цуотга, сгидзн-шп шггактной пшхьцоа п зг^яхссрствшшо в то a срозп.

Для ысслодовякял процессов оплодотворэзкл псполь^ iecj.;:: 1) класстчосзсув катода:су постоязо:т шкротошшх праператоз п 2) v.j-т<доз;у Cap:.i.-irraTEE!ica иацарацкз ссилпочок в гсдалзшзл ц&глж за-род^звиг uoatco (Екалзевз, Тирсов, Хохлоъ, 1S71).

Для пзучозап с эндоспериогеназз прг.и;!кллз дьз

изтодоза просготлакл; соилаочоз; (Iierr.1371). Парная зэз:лгчалась п прэдсЗрабояш штораала сиасьа гл;щоразт с iispLn-(5:1), вторая - в прода ара то лы ю- окраглгоазсгз сси^по^з-: *цз-«г.изрюткгл, изцоргиг-хз каграаакнш в 45 5-нса раствора ywryciiXi пехота с удололкл впзпззпл шгтегзадзггадьззиз: сдоев.

Дгл озучеигл jioctb шш>цзбцх трубе;: п спар-^огсзюза псав.7ьзог,слн истод npopaipBaisn пальца im ттшрдсЛ патетодшй ерэдо (Огсзшслп, 1S63). Вивдошо TpyOiCi Сгяхяровао теглорал»-i:o чараз 30 triJtyT к час nocj;o посеве в течошо 9 ^асоз

аштоалзеоголя к ь^ерзлтадрата (1:1), сцзто-

геигтоксйлинсц.а вколязарсэсг: э зигшз глшглра::.

Реет пцкьздецх трубоз: г читки паепаиз изучали с псис^у Олуорссцоитног окроскошэ хз прзшзратвх, софзгогаых suaxraosisi голублу.

Подспот rpo:;occ:; и езучэгсго i^xocncporojiasa дпвлзгаси: пропарата::, спфегггзашл cnoiorei:a'roi;crj33;cu.

Fiscjnnts едзлаз zi с tscuxza рассвалыюго аппарата Pi—j.Согогра * :ироза in;а црссэд^кось ю изфоекопах "Zotopaa" a"JcM7£il" крл ува-отаз^з сОьсзлгза 12г. 252, 40i, 100r.

Пр:хзш~о солра^зп^л: Ei - зародивший i»:r:o:t; с.п.о.- сутзо: посла ошдалгал.

Рсзультети ксслздсвазззя зиЗрсолопгчесзЕХ процаееоз у тоната сорта Ранзс£-83 в liopiia (козгграль)

Для корректной одезпш плелзшя облучокзя на з-лЗраолоптес-зее процзсси наобюдз^о спать достаточзю полное с точное прадставлвзаэ о тел, каз: они осуг^ствллгтсл в иор^з. Болаа того, зюобходоцо отделить следствия воздействия иоклзируп;гЕ радлЕц::.;

от саонтшшсЗ пз^шпнгюсгл .

[1э искусственной питательней среда пальцегцо зерна прорастает: чероз 30-40 шнут поело посова. Наиболее высокие роста пыльцевых трубок илблвдала в первыо пять часов. В течение по-слздугцэго вреизна происходит заиздление тешов роста,что совпадает с начален.деления гоноратавного ядра. -Зрелые иу-екпа гаизти пояйляотсл чореэ 6-7 часов посла посева пыльцы. Оба сперыил о пыльцевой трубка развивается синхронно,инявт удстшюсуп фор:1у и располагается друг от друга на кебольыси расстоянии.

Пыльцевая трубка входят в ЕУ через 24-36 чгсов посла опило-1СИ1, вскоре один аз сперме в проникает в центра льнув клаг.су и слетается с ое ядроы. Оплодотворение яйцеклетки наблдцаотся через 36—10 часов. В пределах одной завяза оплодотворение происходят достаточно асинхронно. Персии, как правило, оплздотаорлатсл соыяпсчка.рзсполсгенкые в апикальной часта завяоа, благо 1С основзгап пестика, наетае ¡те иногда вообгд остается неоплодотвореюшнз. Процент неоплодотворошшх серночек в сроднен составляет 0,5%.

Спустя 36-48 часов п.о. происходит деление первичного ядра зндссперпа. Первое делзгао зягота наблддзется спустя 3 суток. Чзрзз 0 суток зароди приобретает овальную форыу. В ней хорояо разсат подвзесп. На 10 сутки зародыа тхзот пзрообрззнуп форму. Е1зчало д^Дяращшцна сеыядолой начинается спуг~т 15 суток. Через 20 суток зародаа дафференцарован на гпгюкотиль, первичный коронок, сеиядола, иазду которыми находится точка роста стебля. В 1ши за^тни каиЗзальные тяга. Спустя 25 суток зародил иол-ностьп диффорзнцзрован, но еце не достиг свсЗствешшх еиу разиэ-ров. Зрелый зародил наблюдается на 35-40 сутка.

Нзобходгшо отизтпть, что в контроле пз 2923 проаналпзиро-вагашх сеияпочек на в одно! но зарегистрировано аномалий эмбриологического развития. Полагаеи, что такой обьеи исследованного нзтераала позволяет с уверзшгсетьп говорить о той, что спонтанная пзианчпвость з'ЛЗрподогяческпх процессов у тсизта крайне редкое явление л все отклонения в слитных вариантах, скорее всего, будут следствием воздействия иониззруггрй радиации на пыльцу.

Днализ нагих а спублпксвашгых дзшах других авторов по з!Яраолопт тсмэтоз ( Косова, Кику, 1986; Орел, 1957, 1953;

- ь -

Ссорс-г, 1931 и др.) позсазал.что дашшй епд характеризуйГСП СольпоЛ консорватпвностьв в огранлчешюй вараабнлы:ес?ьа 31йраологпчсскшс признаков и процессов. Это позволяй»? зкстрааогарозать результата экспериментов, проведешых на одз:ш сорте, на многие другие сорта , а возиозю и ш взд в цалои,

Вяшпше рентгеновского облучшеш пцльцц з:а эмбриологические процессу u формирование потомства у тоиатоп

Прогашюя фаза. Рост пыльцевых трубок. Спор^югекез, Оо-скольку при ошшясш облученной пильцой особешосто процз-зса оолодотаорошш и постсшсгаиюго развтял в значительно! етенеет завися? от характера прорастания пыдьцзпих зерен, роста пи/.'ьь'.с-tux трубок с типов акоигдзй в «уисшх гегаратпвнцх ядрах с vxzzi Сил пзучон рост пцльцошх трубок я спар^огенез у тоиатоз 1г», vitro si in vivo. Установлено, что с увеличекиеи дози сб^ртгилн иаОя£дастся еккюзкио процента ирорзст^.и'-л тхльци и возрастав огльцсии зерои, лопакцихсл сразу послс поновддшх к в шягатадышй раствор, Прц овддевяп сЗлучашюй пипгцоц ториозлтеа ■;cixi et: прорьстанля. а скорость роста пнлъцоыдх пгрусок*

Ппз.:слг,ку аколошчцая сатуацок опаса:сз к для других ¡г/гллур (Lv.rci^i, Kasaszinl. 1S34; Piafcler, 19'П; дэдреачеш», 1S8S « др. > коаю говорить oö унаверсадшо;» характера сш.'дч^скол загастюстп. Исследовыша роста шяьцешх трубо:; с зо^о^у флуоросцетгноа шкрссцосюц показало, что облучзкг.з ulü^vu угнотевдз действует на рост пшздзецх трубок к з ycjicsuz in vivo. С увглшзашеи дозы облучения в популяции upopocuatt пц.т,щ посыпется количество пыльцевых зерен с короткий иишцеилл трубкаиа. Дана через сутки посла оошютя зютстомьизя ^оля пильцевих срубок не дорастает до завлза (Рис.1).

Наиболее частицу сио^плдяи: сперинотсиеза является Copiapauaicie неравноценных спср^ав (5,9-11,4*) п отсутствие цитоза генеративной vjiwnz: (2,3-25,5£). Прпчеи, с увслич^шеи дозы облучения снижается числз пыльцевых трубок с шюиалая^а сп^цпогекеза а возрастет количество пыльцевых трубок с нзподалЛЕаь'йся генеративно- »слеиссй (Риз.2).

- -J -

о ■о . 100

ь*

ео

60

oi 40

-О П 20

сз

20 50 70 доза, Гр

100

м

<o

100 80 60 40 20

20 50 70 доза, Гр

100

Puc.l. Рост пыльцевих трубок 1п vivo при радиационной воздействии на шпьцу.

---12 ч поело спишсш

-24 ч. посла спилзкил

О 20 50 70 1С0 доза, Гр

Fnc.2. Соотно-иагеш тшг.ср доло-нид генеративной клотся при облучении лильцм.

- но риал с, но;} делении

---аксиальное долота

----отоутствиз атоза

v>

Рпс.З. Зависимость типез пост-сгпа'пггл процессов от деги сбдучзннл пилып (5 с.п.о.). - перца

--- занэдлзниэ тегаов

--ансизлыюз развитее

Рйс.4. Влияние доги обличения пыльцу на появление сберрантного потоистпа.

- при обработка гпб-

Оореллинсн ---без обработка •

Одлодотвсгрение. Большая часть семяпочек (3Q-65X) при радиациошюи воздействии 1ш пыльцу остается неоплодотворешюй. Причеи, с увеличениеи дозы облучения число оплодотворешшх 351 уиеньшется. Скорее всего это связано с недорастаниен пыльцевых трубок до сеияпочек, о чей свидетельствуют данные исследования пыльцэеых трубок в тканях пестика. Процессы оплодотворения заиедлены по сравнешт с контролен, период покоя оплодотворенных >дер увеличивается. Наряду с картишга норцального двойного оплодотворения отпечены следу к^не аномалии: ' 1) оплодотворение неподелив^шсл генеративный ядром центрального ядра SI; 2) оплодотворение яйцеклетка сперпияьсп, соедпнеш-гыпи друг с другой, цостоы; 3) одинарное оплодотворение одни« из сперплен либо только яйцеклетки, либо центрального ядра. Иногда, поело проникновения пыльцевой Tpyöioi оплодотворение вообпз не происходило, кЗцеклзтк^, а затеи к весь К.! полностью дегенерировали угз на 3 сутки после опыления. Количество тагах Eií увеличивалось с повы-дозы облучения пыльцы» Наблг-злнсь едшзгчные случаи тгрээтлзю&еиая более одной пыльцевоп 'x'pyöi^i в 3.4.

ЗиЗрпо- и зн.цссперпогенез. При опылинпи ршитеиеззровзнкоЯ небольшое число (10-40«) Cc.í после оплодотворения p^ícoisvor нормально (Рис.3) и количество их скипается грсзорцпскальнс увеличения дозы облучения пыльцы. В целой uoiaio выделить слэдуюс-е основные типы кару^инлг эмбриологических' процессов: 1) замедление veimoB развнтпл; 2) дегенерация SM ели ого 'лле^ентов; 3) цитогенстичесзсис каруазнпя процесса деления lyioTci: зародила в зкдосперпа (зидо;атоз к отсутствие цитег-пцзза); 4) развитое зародазз без эндосверна или зндооггрна без -оарэдааа. Отгючается обратно-пропорциональная зависимость kszrУ дозой облучения пильцц с ксличесво:-.! £Ш с заыЕ'Дланпсц те^лоз эмбриологических процессов. Крс;.а того, более гезрокка спектр акопаллД наблюдается при более шзких дозах (20-50 Рр).

Дкоизлии постспнгёкного развития, как п, лвило, сопровождайся пшзртрсСпаС кнтегуисяггальиого тепезуиа счг,:;почп:. По uups ссзравшгня плода С'.' о скопальныи развитием •зарода^з и с:«досперуа догенераруат» клешей зцдотслал при зтон яри обре геит иптотггческуи активность и постепенно заполняют

-IL-

полость зародышевого уэпха. Пролиферация эндотелия продолжится обычно но более 15 суток с иоиента опыления и такоторон тзр'.геп ег,з он сохраняет жизнеспособность, а затем (20-25 с.п.о.) дегенерирует. Семяпочки с рззроспиыся тапеталышн слоем развиваются 13 недоразвитие цуплые семена. Следует отметить, что клетки эндотелия приобретает «ерастенатическуп активность лнпь в с.'гучго гибзла элеиэнтоз в первые десять дней после оп\£ЯЕ'}!ИЛ.

Развитие семяпочек только с зародакеи пли то.ыжо с эндоопернок ногхет бить следствием 1) одинарного сплодотворсизя, 2) гибели продуктов двойного оплодотворения (зигота "ига первичного ядра эндосперма), 3) резз ..¿.тзтсы c'rn'.'y-vms'j автономного развития рентгенезнроззнной пыльцой., Валюй пр?яг.о-сылкой одинарного оплодотворения является нарушаем митоза генеративной клетки. Исходя из результатов зналпза прогашю? стадии, :!огпо было оглдзть, что число семяпочек только с тродыя'.ем ила только с эндоспермом будет возрастать пропорционально дозе сблучепш пыльцы. Однако, анализ гонекой го'шратглзнс?. с^еры показал, что частота встречаемости таких сегиточек приблизительно одинакова для всех использованных доз (порядка 1,5-з;5). Узоли-чогао с nosareiraou дозы обдучзкт пыльцевых трубок с неподзлив-сзйся генеративной ¡глеткой, с одней сторон», и количества п. д-згенериругс:;нх после проникновения в них пыльце eux трубе::, о другой cTopoiia, позволяет прэдполегать, что неполгляг::? вся гзнерзтизнсо ядро не всегда способно к оплодотворения, л иногда, вадаыо, несет летлльше !!утациа, шзыгге^яе гибели г-агота п (или) эндосперма на ранних стадиях развития,,

3 тех случаях, когда зародыа начинает развиваться., з эвдосперл не Формируется и заьаяэется арелн^зрлругпаи эндотелием, развитие зародыша бчетро останавливается. Он способен лить к кеуссрядсчошггд делениям, образует ладийзран-цгтровгг.пгуп массу кязто:: п прекращает свсй рос? п развита; не гзровлдаой стадии (10 с.п.о. ). На 15 суг.я с моментs оешэкпя ■такие :зсродч;~!, :;;.:: прпвпдо, полностью дегенерирует. Причине?, ггбзлл, баз созиепля, язгяется tir. неспособность к .^^зр^легзвги в отсутствии звдоспараа. Крдаз тс,, о. разросшийся эндотелий мс.-ет вызывать голодание зародили.

Заслуживает внимания тот фает, что отклонения в годгг эьй-

- lk -

геологических процессов, возникащие при о пиле mm рентгенезиро-ванной пыльцой аналогичны описанный длл тоиата при иохшэдово; гибридизации (Воробьев, 1987; Rick, 1960 п др.). Поскольку эиб-риологичеекпе признаки относятся шюпшп авторами (Поддубная-Арнольда, 1976; Кордш, 1978) к разряду консервативных, труд» поддаюсзхся кзиенекпю, спектр их аноиалий невелик, и вероятн; поэтоцу аналогичен пра воздействии разных Секторов, какие являются чугеродное опыление п облученная пыльца. Однотпдност! реакции на различнее факторы открывает перспетивы для идентификации иеханизиов (генетических ш Сизиолого-баохнынческих) нарупассях ход отногеназа.

Характеристика секакного потомства. Прямой завнсиыост! завязываечости плодов от дозы облучения пыльцы ко наблвдали однагиз доза в 100 Гр в значительной степени снихала способност! опыленных цвзтков развиваться в зрелые плода. Завязшзаеыост! плодов в средней составила 53,72. Осеиеяненность плодов во вся: вариантах оказалась крайне низкой ( 3-4 полноценных сеиана w одпн плод). То иорфологпческаи . прпзнакан завязавсиеся couew uoeho разделить на 3 категории: 1) выполненные крупные; 2 ыелкпе высохла кпыз; 3) пустев очень хшлкпе. Цитологичоско< рсс."эдованао завлзаввхся сешш показало, что шлкио выполнении) сосана часа всего являются иэшатюрной копией: нориальног< соиеш. Одаагл, встрачалзсь такие сеиена, которые бия заполнены только ккоткаш зндоспериа. Пустые иелкае сеиг» содержали либо дегенерировавший эндотелий, либо дегенерировавши эндотелий с иартвыи парообразный зародышей. Способностью > прорастании обладала сеиена ■ 1 а 2 групш. Падение про\аид всхохестп с увеличешец дозы облучения оказалось донолыи значителыош - о- 87,45 пра дозе 20 Гр до 61,9% при доза 100 Гр

Патогенетический анализ проростков. Из сешш, завязявгахс! после опыления облученной пыльцой было получено 1582 растения, среда которых 0,38$ оказались триплоидаш, 1,145 1 граплоидаш, 0,98$ - ыиксошхоидаыи (с да-, тотра-, а иногда t октошгаадшда клеткаыи). Наибольшее количество аберрантных фор. зарегистрирована при облучении пыльцы дозаып 70 и 10ü rj

- ló -

(Pee.4). Наиболее 1ч-.родтнсЛ прзчгнсЗ попадания тетраплездза: з

¡."дзсссплсадных растений аеггат бить спонтазшсз удвоенно набора чрсассса з загото :: псслсдузг^е эзщсаатозц на vaiaax стадаяг зиЗраогекезз. Последнее явленна посла спилезил облгчезпеей пильной im нйваадаля з ядрах как ззродопа, так п эндосперма, что д-ет основание предположить ааезпю такой аехлзеззи полаплсадазл-irai. Развитие в потомстве траплсадоз иоает бить сл-едствнси оплодотворения норедуцарезззшей яйце зело тга редуцарсЕззш.з;и спер-tnseLí либо оплодотворение редуцарозлзезей яЗцезслетзсп нередуци-рсззазспал сперзд-ем. Прт цатсзабраодогачесзссц пнз.тзза сеияпочо« бчла отаечезга случаи сплодотворезсхя яйцезелеига зшеоделагалшел ггззератавзая« ядрен п cuepisiíiic», соодалекншга друг с другеи î:oc7c;. Однако, ззераальноо разлитое сена зга тсаатсз не возио^но (Í33 фораароваз'-ал псласг.сшюго эзсдоспериа, з следовательно г. баз салодотвсрезглл центральная -тетка. Послрдзшо аоает а:;еть иесто тол1>ао пра прозиаезговезпш в см более одной пцдьцазей трубзя. Еароятззость появления двух ссйатай одноврепешю (ttpciairacobe'taa двух шиалюБих труСоа п оплодотворокао народуцаросазппд! спар?а:ел) Судет очень зшгасоксй. Роз.-юпно, это ц обызезезат крзЛна рздхоо соялленнз п потомстве граотаздек рлезеззай

(0.2-1.8Х).

Полг/чззшо.-г длалсадасэ потомство ( более i ООО расти?.) ко "'.ojo Епдаз'лх иугадоошшх кз«лнз1га2. йор&ояогглссзз! от д';п."сад-"!:; аналогов не отличалась и идатесог.садош ргствияя, кагора;; :со сказалась £зрталыша. Структурных а ашлгп c:t im саблклзлп. Тетраслсада,з:а:: правило, отлггзалаез, более ае:™a:n зтеблеи а зфупзоам ллстьлиа, аазла iœ сколько сзасаззшуп '.ерталызссть. Несмотря на то, что при долита цэ?еранс:ссй nievan ¡'азфоспср встречалась наругазная ¡гейоза, ¡атсзнбраологзпосзазй анализ зрелах сешточез: показал огсутсгааа ззсачлай апзазззах raif0Tc>t!iT03. Еадаио, гзиа»а с есбзлазгеарсвшппл.! наслои хрсносса догезшраруот, о чей сгадо-ельствуст достаточно l'acejaaî процеззт (9,3") сторзльяих сизíí;fio— cat в завязи. Траплсадзяло растения кэ зашзаава.чл плодез п ор'-ологачееза! Сала проагауточза. ■ аеада дпллоодзаза a йтрззплсадаз/л. Стерильность зрелей пальца составила £0,75. згоиерацаа Ш наблэдпла в 29.3S сыа.почок.

- l'i -

514акт обработки usa ti со в гсббероллином. При опылении цветков тоьито облучешюй пыльцой наблэдаотсл массовое опаденао завязей yza lia 6-7 сутки с момента опалонмл, дзеэ в той случае ослы в отдельных семяпочках такт завязей наблвдаэтся' начальша зтагш эмбрао- п зндоспермэгснеза. Для того чтобы предотвратить массовое опаденио цветков кайл била предпринята попытка -провоете обработку слыло 1шых цветков раствором гиббероялшш (75 иг/к х-п;"Гороллика и 15 ur/л борной кислоты) ш 3 о 5 с.п.о. Завязи-ваемость плодов при этом возрастала в среднем на 20-25S. Одшко, возник вопрос о влиянии такой обработка на постсшсгамныо процессы С атой цельо бил проведен эмбриологический анализ завязей при обработке цветков ГЕбборзлдннсм без оаылония и прл олылешз сблучешюй пыльцой. Завязывасмость плодов в первой вараанто составила 84,3% от числа обработают! цветков. Бсо плода смели партшюкарпичеисоз происхождение. В семяпочках кабдздзетсл пос-топашшя дегенерация неоплодотворенных EU, иногда при этш происходит пролиферация эндотелия. Ко времена созравагая плода t&kuq семяпочки полностьо дегенерируй/т.

Опрысхпванио- раствором гмбберзллпна цветков, оздгошзде рзнтгенвза^овашюй пыльцой, сувдствешю 1ш изменяет характер а цзин^лу постсснгаших процессов. Незначительные различия Ег-грягпваггг лп^ь коллчествэннуп сторону, в средней на 0.5S ссзргстгвт число семяпочек с гипертрофированным эндотелием. Бса это додает целесообразным проведение такой обрабопи: с цзльо увзлзчеюя количества ссмзшшго материала.

Заклэтшыа

Разнообразие цорфо-генатачоекш з£фоктоп опыления облученной пыльцой открывает перспективы использования некоторых пз них в солакцнонко-генетнчослснх программах. Интересен факт, что одна п та ко доза облучения uosst приводить к разным последствиям: о? норма ль'-ого развития до целого спектра аномалий в ' прогамных в постсингашшх процессах. Это монет быть следствием слздуюсух причин: 1) генетического и £азаолопгчоского полиморфизма пыльцы, который определяет неодинаковую рзшаша различных пыльцевых зарои из облучение, п разную степень их повреждения; 2) ссиш-лрзлкость процесса оплодотворения в пределах одной завязи, в

- lo -

свлзз с чей cneptna получгэт рззноо врсия для рспарацга псврез-дззгзЗ; 3) способность (плп зтспссобнссть) клзтск Ctl сбоспочпвзть рзпзряцяогашэ продсссц посла СЛЗЛНПЛ С ОбЛуЧПШШИ ЕГуГХЗСЗУ ЯДрСЧ. Оппсззпшэ лвлозял создав? условия для ссупзсталшпл отбора m уровзю пшсггоз полое?!j клеток, .''ото ожидать, что в результат tskcíi гакэтячоскоз сояакцза, потсгжтоо, получззегоз посла cmiso-нзл сОлучозшсЗ шльцсЗ, будет обладать гоноттасм, сбзспочгпз^пгт? ену больгуи радпсустс.Тпгпссть. Это согласуется с соярз:«шгп' • ПрЗДСТЗВЛШЕШЕП о ТС"!, что п глзз:ззп:с:1 цязело рзстозсЗ суезет3JSV насколько так зшзшзаешх "солазгпгвззпх епт", когда устраняется (элгг.'пнпрустсл) опродолошшз гокотгеа, оозюкгхсхв поело гпбрт-лг.зззгпт! плл деЗстсяя нутагезгоз.

Другпн ортзеладзаг! аспекте:! дпзпюгэ цзтодз ::сгзт б-лгъ полу-гезпе раэзгсплсяднсго потомства. Еоззпнагавозпзэ полаплсадгг.а нзоднекрзтао оизчадя пра рэдазщоююи создвистсгп! га згзгзто-ттяншо органа pscTOinia (Ггу, 1953; Katnglri, íífú:a;Jlra, 1902 тз др.), при сбдучснаа гз палы?! подобный Сонсгззн спт.'сг:'. rnop:'.:?. Оссбс-з игаизняо, утаттазл сслогасасзпгуо цззатость гсолсадоз, "¡ 7;-олллп анализу сороятисста ах поззезегапззгпл пра рад-тгеожем :сз;г.>лз"гг:гз :и пальцу. 1С--:: похеззл "змлаз, у теглтеа ¡rpa с™л~з-:г:г5 рзнтгзкосзропзгагсЗ пчльцеа гсвлодгсгся сггЗрподогпчзстз прэдпосыяа гзалепдап, к тзсд7 догорит откссдтсл образованно лэ-равноценных спср'лзв, отсутсттаз дзлззгал гсз'срзтатлсЗ клзтгя, одаюрлез спдодотесранаэ цззггрзльззсЗ клзтаа, рззгзтпо зпродч~а Соз зндеспзраз. Это долге? пранцазпздьзга полг-лззгаэ

гаплеадзшх прозибрпо, по гргЗнзЗ ::зрэ, иэ рггспз стздплх разп-тт'л. Однако, дзгензразсаз С! с засу.ъп.г.п згЛрло- а зпдеспэрмэ-гзнзза из рззппх стядпяз рззгатзя а прзггт'ерзезз тптзгу/ззггя.ть-

кого тспзтукз, с од31с1 сторсп, clttt-т «ияйнуэ nporjr.rtktcjtb»

з с другсЗ, пр-таодта к 07с7тстг=э з еггеггзгсз ?с:™:1 г:0о а згпаЗззз з:аз:*.с2 частота is ползлсаал.

!Срсэ того, аноазлыгсз дз.сагаз гзгерз-.'"';-"; г--"-"1, являзс.зеся продзсс^яксЗ одинарного саг.одотпсрз:глл, изйдядэдось о нзабольсеЯ частотсЗ (31,4") пра дезз ICO Гр. Однако, ерп згс-i лизз. кезнзчятельзюо колэтестао П остается —:з""спосо3:г".! иосгз прозгзкновззия пильцевса трубка, взролтзю в езлзз с з^аулятагг^н зффезстоы воздействия радпотоксинов п поврэздозшеа ДНК еяер.-лев.

- -

В эксперииезггах со подучезсз гаплоидов необходимо учатшзять последствия пра>*езшеыого 1штода для форцаровазсзя ззгдосперма. Вероятность дефектности эндоспориа пра опилеши облучозшой пыльцоа достаточно валакл с возрастает с увеличением доза, что отразшчавзет воыюгзюсть нормального форыаровазшя с*шш, а следовательзю, п гшлоагов. Аномалии ззщоспершз могут бить обусловлеш либо радиациозпши повревдезшеи спертая, либо дзсбалансои плоадаоста, ь случае оплодотвореная неподеллвпЕисп генеративный ядром с плоадностью 2а. Это тазшз приводят к тому, что все ела почта все предпосылка остаются нореализовазшыыа. Компенсировать функция эндосперма в случае его отсутствия пли аномального разватая, вероятно, ио=ет культура TicaiieQ In vitro. Следует отметить, что дора^иванае семяпочек на ссз:усстве1шс2 питательной реде необходимо начисть до шчала дегозшргияоннцх процессов в семяпочке, то ость из позднее 10 с.п.о.

Кроме того, повисать вероятность появления гаплоидов представляется возмохзпш за счет повышения частоты зявязываемостл плод з и увеличения количества самашюго материала в результата обработка опшхешшх даотзеов габОероллиноа.

выводи

1. В норма эмбраологичаскао процесса у томатов характеризуются висо::о2 стабальзюстьэ ■ а соотвотствошш зазнал уровней саонтазоюй изменчивости.

2. Си^ланао цветков темата пыльцеа, облученной одной с то2 зз дозой иа^ат приводить и рааныл последствиям: от нормального развитая дэ целого спектра идоиалаЗ в прогеиых в постсингаюих процессах. Уровень сноыллиЗ,' в основной, зависит о? дози сблучези-мз пыльцы.

3. Обратда-прсаорционалыю доза п^аззкется процшгг прорастлзая пыльца, скорость роста в длина, пыльцевых трубе::. Наиболее хгразстарзггз сноишзиьз спермиогезаза пра радайцао:шси Еоздейс/вал на сальцу является форюрозаз=:э змзравнецззпгид спермиев (5,9-11,45) п стсутстпаэ катеза гезшратвЕнса ккатаа (2,3-25,52). С усалзчгцаса доси облучозая Еозргстсот тве^э сальцесах трубой с з-под^ газ^ративноД кгзтхсЗ.

" í"t '

4. Иаблддаетсл лплейнэя зависимость «езду дозой сблу^онлл пульцц п тлело'.! неоплодотвореш!ых S?i, а та:та процентом гашзга;: г£!/ато(1итов с аномалиями зародипз п эндосперма. Ciscerae количества оплодотворешшх 2И при увеличении дози облучения связано с недорастакиен пыльцевых трубок до семяпочек. С увеличением дозы облучения возрастает число СМ, дегенеряругтк вскоре после проникновения в низ пыльцзвых трубок.

5. В сстутстЕпе эндоспериэ зародппл прекращает свой рост л развитие на парообразной стадии (10 суток после спыленнл) а полностью дегенерирует на 15 супа с мсизота опыления.

6. В случае аномального развития элементов 3'! п иг гибели з первыо десять дней после спылзнлл, клетга гаггегуиентального тапетууз семяпочка приобретают ачтотическуп активность п постепенно полностью заполняют полость El. Гибель семяпочек с акенэлзлмп зяродяпэ и эндосперм притерт ,с одной сторс:с1, к киской семзшюй продуктивности, а, с ¿:ругсй, к крайне тгпссй чзстоте появления з погскствэ аберрантных Сорi.

7. Рлд отклонений в эмбриологических прсдзссях, пезкикагглх при спыленнл рзнтганзсзроззпогсЗ пыльцой, анзлоглте?: списанным у тсызтоз при мзгеядсесй гибриднззшт:;. Одютппгс-;?:, реакции открывает перспективы для Ендантгфзкаппа !Л2Хзкнз:.:с:з, изруссжзх год онтогенеза.

8. Завязываеыос/ь плодов прл отглг"пп роктгонпезроззшгеа зыльцей составила ¿9,3-67,55. Прямой зависим.стл прецэкта ззвл-зоземоста от-дозы облучшпл по сб:круиз:;о. Сгенашшпость плодов зо BC2X вариантах спита скзззлзсь :фзйг.э гглг.хЗ, m 1 плод пригодилось 3-4 полноценных езнзкз. Нсблгдаэтсл cirnrsîsa процшггя :схсгзста сс:ип: прл увзллчзппз досу сблу^ззглл пльцд (ст 67,-i-52,5" до 60,4-61,03 прл деззх 20 п ICO I^j, ссотгэтстпсптя).

9. :î3 соиш<, ззвлзаггпгсл ссаг1 егкяза рехггагг< гиацеп, гезго получено 15-32 рэстокгл, ерздп zszcpzx 0,Пс.1 зкзззлпсь трпплолдзмп, 1,143 - тотрезлелдзыл п О.СОЛ ■пкссллсидзмл. Нзнбольтз гбзгрз:™г-л рг.ст^тг'.! юяуче::о прп облучении пальца 70 а ICO Гр.

10. СЗрзйотхз рзстпоргл r^oTJxa, cziv^zzrz сб-^учзнксЗ сцдьцсй, погнпзот ззв.".с:сзс::ссть плодзэ in 20-253 п гуг;зст~э:гг:о m измзнлет характер псстспэтсцзгп прсхгзсссп, г то

- IÜ -

дэлает целесообразны!! проведение такой обработки для увеличения количества семенного материала и, следовательно, повышения веро-ятаости появления интересных с точки зрения селекции форы.

11. Разнообразие иорфогенетических эффектов опыления облученной пыльцой открывает перспективы использования некоторых е:з них в селекцпонко-генегг-ческлх программах, в частности для получения геномных мутаций. Обнаружены цитоэмбриологичеезгш предпосылки гаплоидна, п намечены пути их реализации.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Едэкова О.И. Цатоэмбриологаческое псслсдование змбрао- с зедоспормогенеза у томатов пра ря.диацаошюи воздействии 1ш пыльцу / Сара.ов.гос. ун-т.- Саратов, 1993.- 10 с. Дап. в ВИШИ, 21.04.93, й 1036-Б93 Деп.

2. Едакоза О.И. Сравнительное эмбриологическое изучение генеративной сферы у тетрвплоидных а диплоидных форм томата / Саратов, гос. ун-т.- Саратов, 1333,- 6 с. Деп. в ВИНИТИ, 21.04.&3, О 1037-BS3 Дап.

3. Цдакова 0.11.,. Еислзева Н.Х. Цатозмбраологвческае предпосылка гаплоидна у томатов а перспективы их реализации пра опылении облученной пыльцоа // Дпсмахсас у растения: состояние проблемы а перспектива исследований, .Труда Цевдунар. самаоз. -Саратов, 1994.- С. 163-165.

А. Цдакова О.И. Влаякио рентгеновского облучения пыльцы на змЗраслсгсчискао провесы у томатов // Ib те риалы I (VII) съезда 23Ü2C, декабрь 1994 г., ( в почата).

^тветстЕ*нный за выпуск кандидат

биологических наук ^ишкинехаг И.А;

Отпечатачо в l'OO "nBgpq" Ib. lü. 19У4 г. ój»k. 27