Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Формирование рекомбинационной изменчивости на органном, организменном и популяционном уровнях у высших растений

ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Формирование рекомбинационной изменчивости на органном, организменном и популяционном уровнях у высших растений"

РГБ ОД

1 1 1 С) «,.,•■ ■

' 1 ¡п/и 13.41)

На правах рукописи

ЖУЧЕНКО АЛЕКСАНДР АЛЕКСАНДРОВИЧ (младший )

ФОРМИРОВАНИЕ РЕКОМБИНАЦИОННрЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ НА ОРГАННОМ, ОРГАНИЗМЕННОМ И ПОПУЛЯЦИОННОМ УРОВНЯХ У ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ

Специальность : 03.00.15 - генетика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации ма соискание ученой степени доктора биологических

наук

САНКТ - ПЕТЕРБУРГ 1996

Диссертационная работа выполнена на базе Молдавского НИИ орошаемого земледелия и овощеводства , Института экологической генетики АН МССР и Всеросийского НИИ льна в 1980-1995 гг.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Ригин Б.В.

Защита диссертации состоится 29 марта 1996 года в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 020.18.02 во Всероссийском научно-исследовательском институте растениеводства имени Н.И.Вавилова по адресу : 190000, Санкт - Петербург, ул.Большая Морская, 44.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства имени Н.И.Вавилова.

доктор биологических наук, профессор Пыженков В.И.

доктор биологических наук Лутова Л.А.

Ведущая организация : Институт общей генетики РАН

Автореферат разослан

1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук, профессор

Э.А. Гончарова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы Исследование механизмов формирова-ия рекомбинационной изменчивости начатые в начале XX столетия жолой Т.Моргана, определили главное направление развития ;нетики на многие десятилетия вперед. Рекомбинация заняла одно з центральных мест в теории эволюции, селекции и методологии (бридологическсго анализа. У высших растений генетическая реком-/1нация служит основным источником доступной искусственному гбору адаптивно значимой генотипической изменчивости и являет-1, по выражинию А Мюнтцинга(1967), "краеугольным камнем селек-1и". Однако данные, накопленные в этой области за последние де-ггилетия, нередко противоречивы. Не решена проблема объектной оценки частоты кроссоверных обменов (rf), что обусловлено арьированием этого показателя а макро-и микроспорогенезе itadler. 1926), разных секциях штьника (Rees. Naylor. 1960), между стонами одного соцветия (al-Rubeam, 1981), от соцветия к соцветию пределах растения (Griffing, tangndge, 1963), в популяции между иными генотипами (Ailard, 1963), Частота и спектр рекомбинаций у >юших растений зависит от генетических особенностей айда tebbins, 1950) генотипа (Lamprecht, 1957), длины хромосом (Fogwill, '58) и количества ядерной ДНК (Bennett, 1972, 1973), плоидности nnert, 1982), наличия инверсий (Mckinley, Goldman, 1979) и В-хро->сом (Pant, Raghuvanshi, 1982), места расположения изучаемого |ркированного сегмента в соответсвующей хромосоме (Mock, 1971), также изменчивости внешних условий среды на всех этапах тогенеза F, (Жученко, 1980, Дишлер, 1983 и др.). Даже действие ного и того же стрессового фактора на разных стадиях мейоза огда приводит к разнонаправленным изменениям величины rf iwrence, 1961 a,b).

На основе традиционных методов оценки объединенных данных по маркерным классам расщепления (Фишер, 1958; Bailey, 1961) зктически не возможно учесть все источники гетерогенности пичины rf. Среди них могут быть нарушения в мейозе и событий на :тмейотических этапах (Эллиот, 1961), несинхронизированность ¡вития мейотических клеток гетерозиготы во времени {Monti, Sac-do, 1974), физиологическая неоднородность материала и разный етр селективной элиминации гамет и зигот (Жученко, Король, 15), влияние опадения части репродуктивных органов на структуру

расщепляющегося потомства {Bertin, 1982 a,b; Bookman, 198< Нельзя исключать также и возможности случайных отклонен частоты кроссинговера для одних и тех же пар локусов под влияние экологических условий (Butler, 1977). В связи с этим важно развит новых подходов к анализу формирования рекомбинационн изменчивости.

Наука, считал В.И. Вернадский (1921), при решении сложн! задач всегда вначале "разрешает более простые и тогда толь возвращается к оставленной сложной". Поэтому и в методолог гибридологического анализа, традиционно базирующегося на оцен расщепляющихся популяций F2 е целом, целесообразно оцен»' значения rf на уровне репродуктивных органов, соцветий и цел растений.

Дискретный подход к оценке рекомбинационной изменчивое отдельных репродуктивных органов и структур вполне обоснов, поскольку цветки у большинства покрытосеменных растеь развиваются в определенной последовательности (Тахтаджян, 191 Кине, Сакс, Бернье, 1991 и др.) и, следовательно, стадии предмейо мейоза и постмейоза у каждого из них проходят в сравнитель разных условиях внешней и внутренней среды. Многочисленн данные указывают на специфическую адаптацию видов растен связанную с определенными потребностями прохождения мейозг оптимальное время в жизненном цикле всего организма (Вепп 1977), что достигается за счет широкой пластично! репродуктивного развития. Поэтому динамика частоты кроссингове в репродуктивных структурах одного и того же растения может 6t связана с возраст-зависимыми механизмами ( Навашин, 19С высвобождением рекомбинационной изменчивости в определенн период онтогенеза (Ghiselin, 1974), системой регуля!. генотипической изменчивости в популяции (Grant, 1975) и др.

Все вышесказанное указывает на сложность комплексн анализа рекомбинационной изменчивости, обусловленной действ!^ эволюционно сложившейся совокупности механизмов, создаюи баланс между стабильностью и изменчивостью, между он генетической и филогенетической приспособленностью (Stebb 1950; Grant, 1958). Отсюда вытекает и практическая значимо разработки методов анализа рекомбинационной изменчивости целью смещения указанного баланса в пользу "настоящего", , • увеличения у высших растений числа доступных искусственнс

5ору новых генотипических вариантов на органном, организменном юлуляционном уровнях.

Цель и задачи исследований Целью настоящей работы явилось ;ледование совокупности механизмов, действующих на органном -анизменном и лопуляционном уровнях и определяющих |рмирование рекомбинационной изменчивости у высших растений.

В соответствии с поставленной целью нрссходимо было решить ^дующие залами:

1. Рассмотреть возможности дифференцированного подхода в тодологии оценки рекомбинационной изменчивости на основе /чения особенностей изменчивости сегрегационных и рекомбина-энных параметров на органном уровне с учетом биологических зактеристик плодов Р^ (местоположения на соцветии, осеменении, массы, всхожести семян и др.): частоты рекомбинации на -анизменном уровне в зависимости от местоположения соцветия растениях. Р, о различных условиях внешней среды

2.Показать качественно новую возможность выявления измене-•1 моногенных соотношений рекомбинации сцепленных и ;цепленных генов- маркеров, селективной элиминации рекомби-нтон в их взаимосвязи на основе оценки рекомбинационных эаметров на органном, организменном и лопуляционном уровнях

3.Изучить влияние искусственно регулируемой репродуктивной рузки на растениях Р, выращенных в условиях действия :омбиногенных факторов, на рекомбинационную изменчивость

4.Исследовать влияние абиотических факторов на варьирование отипического разнообразия в расщепляющихся популяциях.

5 Изучить изменения частоты кроссингоеера на органном, орга-■менном и лопуляционном уровнях в зависимости от комбинации ещивания, конкурентоспособности и гетерозисности гибридов Р,.

6.Разработать общие рекомендации для теории и практики :екционного процесса высших растений.

Научная новизна В предлагаемой работе впервые для высших тений обоснована необходимость учета особенностей ьирования рекомбинационной изменчивости на органном, анизменном и популяционных уровнях , которая может усилива-а или ослабляться под комплексным действием механизмов, еделяющих доступную отбору генотипическую изменчивость на вне каждого репродуктивного органа. Поэтому с методической <и зрения при проведении гибридологического анализа, в т.ч. для

оценки рекомбинационных параметров (межхромосомной рекомби нации, частоты и распределения кроссоверных обменов, квази сцепления и др.) выбор "единицы учета" (пыльник, бутон, соцветие растение или совокупность особей) должен осуществляться с учетол особенностей архитектуры репродуктивной системы вида: характер« развития репродуктивных органов и структур во времени I пространстве, продолжительности и синхронности женского I мужского мейоза, количества пыльцевых зерен и семяпочек в цветке количества семян в одном соцветии и на растении, и др. Экспериментально установлено, что при оценке рекомбинационно! изменчивости у растений томата наиболее объективной единице! учета являеся плод.

На основании дифференцированного поплодового подхода впер вые установлены: влияние дефицита минерального питани* пониженной температуры воздуха, почвенной засухи на характе квазисцепления и связь его с частотой кроссинговера; взаимосвяз показателя величины частоты кроссинговера и степени селективно элиминации рекомбинантов; канализирующее воздействие всег гибридного растения на особенности формировани рекомбинационной изменчивости.

Впервые показано, что искусственно регулируемая репрс дуктивная нагрузка на растениях Р, и разные сроки посева гибридо Р, в условиях стрессового действия факторов внешней среды могу существенно изменить частоту и распределение рекомбинационнь событий, в т.ч. привести к увеличению доступной отбор генотипической изменчивости.

На защиту и обсуждение выносятся следующие положения:

-анализ совокупности оценок генетических параметре отдельных плодов позволяет получать качественно нову| информацию о процессах рекомбинации (частота кроссинговер; квазисцепление) и селективной элиминации в их взаимосвязи п сравнению с традиционными методами маркерного анализ суммарных данных по расщеплению признаков в Р2 или ВС ;

-совместное действие на гибриды растений стрессовых факторе внешней среды и искусственно уменьшенной репродуктивне нагрузки приводит к увеличению разнообразия пыльцевых зерен в * (по морфологическим параметрам , общему и удельному содержани! ДНК в генеративных и вегетативных ядрах ) и растений в ?2{ п .количественным показателям маркерных признаков), а также лучил

|у сохранению двойных кроссоверов по сравнению с вариантами энтроля и воздействия только одного рекомбиногенного фактора;

-важным фактором увеличения доступной отбору рекомби-ационнсй изменчивости является искусственное создание гтерогенных, в т.ч. стрессовых условий внешней среды на разных гапах репродуктивного развития гибридов Р, за счет разину сроков < посева. При этом суммарный зсЬфехт угспичения свободной ¡нетической изменчивости, доступной отбору в и последующих ^колониях достигается за счет возможности разнонаправленное™ эйствия факторов внешней среды на отдельные репродуктивные эганы и структуры, что позволяет ускорить селекционный процесс;

-взаимосвязь гетерозиса по продуктивности и показателю часто-.1 кроссинговера (гО может существенно варьировать в зависимости г местоположения бутона - плода в соцветии и соцветия на рзсте-1И Рг Изменение указанной корреляции, вплоть до изменения знака ^реляционной зависимости, связано с разным местоположением ^продуктивных органов б пределах соцветий и растения Р,. а , юдовательно, и возможностью разнонаправленного влияния на час-•ту кроссинговера и элиминацию рекомбинантов в каждом из них;

-разная густота стояния растений Р, влияет на изменчивость ре-мбинации в пределах растения. Конкуренция за питательные зеще-ва, влагу, свет и углекислоту между растениями по мере их роста и разных схемах посадки приводит к значимому увеличению вариа-льности величины (1 на органиэменном уровне, что выражается в вышении дисперсии и критерия гетерогенности г^.^ и г^-с-

Теоретическое и практическое значение Результаты, обобщен-1е в диссертационной работе, развивают представления о центра-ной роли мейотической рекомбинации в эволюции и селекции сших растений. Они позволяют рассматривать высокую степень рьирования рекомбинационной изменчивости на органном , органи-енном и популяционном уровнях в зависимости от различных этических и абиотических факторов внешней среды в качестве од-"0 из важнейших механизмов эволюции покрытосеменных расте-л Это дает возможность, в свою очередь, более полно понять зчение механизмов взаимосвязи онтогенетической и филоге-гической адаптации растений, способствующих периодической оверке" новых генных сочетаний и защите коадаптированных эков генов адаптации от рекомбинационного разрушения. Отсюда гекают методологические, методические и прикладные аспекты

работы, связанные с использованием дискретных и синтетических подходов к анализу рекомбинационной изменчивости, расширении познавательных возможностей гибридологического анализа, более эффективного использования в селекции доступной отбору генетической изменчивости.

Предложена математическая модель анализа рекомбинации и селективной элиминации генотипов по плодам томата, с помощью которой удается сделать определенные качественные выводы об отличиях сравниваемых вариантов по величине частоты кроссинго-вера и степени селективной элиминации рекомбинантных генотипов.

Исходя из различий в частоте мейотического кроссинговера V постмейотической элиминации рекомбинантных гамет и зигот в зависимости от месторасположения плода в пределах соцветия и на рас тении предлагается ввести в методику гибридологического анализе оценку коэффициента варьирования величины 11 в пределах расте ния с целью определения достоверной выборки, а в селекционнук практику кистевой и даже поплодовый отбор на растениях

Данные о разноналравленности действия различных абиоти ческих и биотических факторов на мейотическую рекомбинацию I элиминацию рекомбинантных гамет подтверждают целесообразное^ использования эколого-географической селекционной сети или посе ва гибридов Рт в разные сроки для увеличения суммарной гетеро генности расщепляющихся поколений, в т.ч. доступной искусствен ному отбору фенотипической изменчивости.

С учетом генетической детерминированности рекомбинационноп потенциала каждого из компонентов гибридизации, рекомендуете использование в комбинационной селекции сортов и форм с относу тельно высокой рекомбинационной способностью.

Показаны особенности формирования рекомбинационной измеь чивости растений на популяционном уровне в зависимости от хара* тера действия факторов внешней среды и возможности их исполь зования для ускорения селекционного процесса. Так, использовани в гибридных селекционных питомниках стрессового воздействия пo^ венной засухи (40% ПВ) на ранних стадиях онтогенеза растений Р (от проростков до цветения первого цветка ) способствует увелич* нию рекомбинационной изменчивости у томата и выходу трансгре< сивных форм у льна. Показано, что отбор низкоконкурентных гене типов в условиях чрезмерно загущенных посевов Р, позволяет пол) чит^ более широкий спектр генотипической изменчивости в поел«

дующих поколениях При этом конкуренция в селекционном процессе иожет быть использована как в качестве эффективного рекомби-•югенного фактора, так и фактора отбора селекционно ценных комбинаций скрещивания Установлено, что важным условием увеличения (оступиой отбору генотипической изменчивости в расщепляющихся юпуляциях является сочетание действия рекомбиногенного фактора 1 искусственного снижения репродуктивной нагрузки на растение* F, .

Апробация работы. Основные положения диссертации были до-южены на П Всесоюзной конференции "Экологическая генетика рас-ений и животных" (Кишинев, 1984), Всесоюзной конференции "Реко-1биногенез: его значение в эволюции и селекции" (Кишинев, 1985), Республиканском семинаре молодых ученых, селекционеров и гене-иков (Минск, 1986), Всесоюзной конференции "Теоретическая и при-ладная карпология" (Кишинев, 1989), Всесоюзной конференции "Ме-:аниэмы адаптации" (Ростов-на-Дону;1990), Республиканской конфе-юнции "Современные методы и подходы в селекции растений" (Кишинев. 1991), ХН Международной конференции EUCARPIA (Пловдив, 993), It Европейском симпозиуме по техническим культурам (Пиза, 993), I совещании рабочей группы по селекции и генресурсам льна ри ФАО (Познань, 1993), III совещании рабочей группы по селекции I генресурсам льна при ФАО (Сент Валери, 1995), XIV Междуна-одном конгрессе EUCARPIA 'Адаптация в селекции растений" Яваскила. 1995).

Публикации результатов исследований, По результатам иссле-ований и теме диссертации за 1980-1995 гг. опубликовано 41 работа з т.ч. 24 в соавторстве) объемом около 30 п.л , издано 2 монографии получено 2 авторских свидетельства на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из 5 глав (39 азделов), 5 заключений, выводов и рекомендаций, списка итературы, включающего 930 наименований, в т ч. 570 иностранных второв. Работа изложена на 439 страницах машинописного текста, эдержит 87 таблиц, 46 рисунков и 5 схем

1.УСЛОВИЯ , ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ.

Экспериментальные исследования проводились в 1980-1995 гг. : Молд.НИИ орошаемого земледелия и овощеводства в 1980-1982 гг. в 1986-1989 гг., в Отделе генетики растений АН МССР в 1982-1985

гг., в Институте экологической генетики АН МССР в 1989-1990 гг. и в< Всероссийском НИИ льна в 1991-1995 гг.

В качестве модельного объекта использовался культурный тома (Lycopersicon esculentum Mill), что обусловлено многими общебио логическими особенностями данной культуры: строением цветка i репродуктивной системы, относительной синхронностью мужского i женского мейоза {Monti, Saccardo, 1974; Smith,Evenson,1978), разви тием в одной завязи до 300 и более семяпочек (Mustafa, Stossei 1986), последовательной закладкой большого количества цветков i соцветии и соцветий на растении, скрещиваемостью с полукультур ными и дикими сородичами (Брежнев, 1964), высоким уровнем цитоге нетической изученности (Rick, 1956; Жученко,1973). Для эксперимен тальной проверки рекомбиногенного действия отдельных факторо использовался также культурный лен (Linum usitatissimum L.).

Растения F, выращивали в вегетационных домиках летнего тип в вегетационных сосудах и фунте по общепринятой методике посте новки вегетационного опыта (Соколов, 1967). Количество питг тельных элементов (макро-и микроэлементов),влажность почвы (% о ПВ) рассчитывали исходя из данных о нормальной потребности из^ чаемой культуры к условиям среды при выращивании в вегетацк онных сосудах. Контроль влажности почвы проводили по весу сосуд (в варианте контроля 80% ПВ). Температуру регулировали в камера искусственного климата (KB), дефицит макро-и микроэлементов условиях "песчаной культуры" (Жученко, Андрющенко, МедведеЕ 1974). Гербицид "Препарат Г применяли из расчета 80 мл/г (Комаров, 1987). Согласно методическим указаниям по селекци растений льна-долгунца (1987) закладывался луночный питомни! Фона применяли от стадии проростков до появления первого цветк растений Fb либо до полного ллодообразования.

В каждом варианте учитывали: номер растения F, ; номер соцв« тия на главном стебле от основания растения и номер бутона (плоде в каждом соцветии (для томата). В дальнейшем из каждого плода F семена выделяли отдельно и подсчитывали их число. Зател соблюдая рендомизацию, семена с каждого плода высевали отдельности в лизиметры (томат) и луночный питомник (лен учитывая их всхожесть. Идентификацию по маркерным количественным признакам для томата осуществляли на стадии дву> трех настоящих листьев, для льна оценку проводили п количественным признакам на стадии полного созревания растений.

- Ю-

По томатам использовано 9 диких видов и полукультурных 1азновидностей, 15 сортов; 6 мутантных многомаркерных форм: Мо 93 (m-2-c, хромосомы 6 ), Мо 504 (Wo-aw-d, хромосомы. 2), Мо 500 i/Vo-aw-d и m-2-c, хромосом 2 и 6), Мо 628 (fu!-e и hl-a, хромосом 4 и 1), Мо 7 (fd-atb, хромосомы 12), Мо 14 ( alb-aud, хромосомы 12). Все |аркеры легко идентифицируются на стадии проростков. Изучено 3 южвидовых и 15 внутривидовых гибридов г. По льну изучено 2 иких вида, 5 сортов и 12 гибридных комбинаций.

Частоту кроссинговера (rf) оценивали методами максимального равдолодобия (Haidane, 1919) и произведения (Fisher, Balmukand, 928) по Р.Фишеру {1958) и N.Bailey (1961). Дополнительно исполь-эвали анализ количественных признаков в маркерных группах Сороль, Прейгель, Прейгепь С И., 1990), определение жизнеспособ-ости пыльцы по методике И.Н.Голубинского (1974), электрофоре-шеский анализ по пероксидазе (Davis, 1964; Труаеллер, Нефедов, 374). Морфологические и цитохимические параметры пыльцы опре-эляли на автоматизированном комплексе "Морфоквант" (см. описа-ie: Herbst, 1978) С целью выявления относительного количества НК в ядрах клеток мужского гаметофита готовили постоянные >епараты с окраской реактивом Шиффа по Фелыену (Кравченко, 386). Мейоз анализировали на давленных препаратах с окраской (етокармином (Barton, 1962).

Математическую обработку полученных данных проводили на ЛНИ-ЭВМ СМ-4, а также IBM PC с испрльзованием программ, размотанных в Институте экологической генетики АН МССР. Статис-ческую обработку полученных результатов осуществляли с именением критериев Стьюдента, Фишера и Пирсона (Фишер, 58; Рокицкий, 1978, Доспехов, 1984).

РЕКОМБИНАЦИОНННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ НА УРОВНЕ ОДНОГО РЕПРОДУКТИВНОГО ОРГАНА (органная изменчивость).

2.1. Изменчивость частоты кроссинговера в пределах соцветий. ¡еющиеся данные для высших растений о характере рзелределе-ч частоты кроссинговера в пределах соцветий между бутонами ;ьма ограничены.

Нами проведена оценка влияния месторасположения бутона в \ветии томата на частоту кроссинговера в зависимости от различ-к условий внешней среды при выращивании растений Fi (кон-

троль, недостаток азота, разный дефицит макро-и микроэлементов, почвенная засуха) и генотипической среды (для межвидовых и внутривидовых гибридных комбинаций). Установлено, что в оптимальных условиях среды наблюдается тенденция к уменьшению в средней части первого соцветия частоты кроссинговера в зонах aw-d (хромосомы 2), ful-e (хромосомы 4), m-2-c (хромосомы 6), hl-a (хромосомы 11) независимо от комбинации скрещивания (рис.1).

Рис.1. Зависимость изменчивости частоты кроссинговера от мест расположения бутона на первом соцветии : А-(Я,-Мо 500 1.еБС.уаг.гасвт1дегит) и Б-(р1-Мо 393 х Мо504) контроль; Е недостаток азота; Г-почвенная засуха.

Напротив, в неблагоприятных условиях бутоны, находящиеся о средней части первого соцветия, характеризуются более высокой частотой кроссинговера в зонах а^ы-6 (хромосомы 2) и т-2-с (хромосомы 6). Значимая вариабельность и г1т.2.с по

совокупности данных от 15-ти растений Р, указывает на различия по величине г1 между бутонами (плодами) в пределах соцветия томата.

Установлена существенная гетерогенность (1 даже между близлежащими бутонами, развивающимися почти синхронно при выращивании растений Р, в контролируемых оптимальных условиях. В результате проведения специальной дополнительной оценки характера распределения ^ между бутонами (6-м и 1-м), находящихся на разных соцветиях (1 и 2, соответственно), но развивающихся одновременно в одинаковых оптимальных условиях внешней среды, обнаружены существенные различия по г^-с Это свидетельствует о влиянии биотических факторов на изменчивость частоты кроссинговера .

Таким образом, в пределах одного соцветия имеются существенные различия по величине г1 между бутонами, что может быть обусловлено влиянием варьирующих факторов внешней и внутренней среды на разных стадиях развития репродуктивных органов - от закладки генеративных структур до семяобразования.

2 2. Взаимосвязь изменчивости рекомбинационных параметров и биологических характеристик плодов Р^. Показано, что при опылении цветка генетически разнотипной пыльцой эффективность гамет оказывается разной (ВоЬп.Тискег, 1940). В связи с этим предлагают различать пыльцевые зерна с быстрым и медленным ростом пыльцевых трубок (Кес1аг,\/егкегк, 1968) Установлена зависимость структуры популяции ?2 по маркерным признакам с местоположением семян в плоде (Алпатьев, Юрьева, 1975, 1977; Гарбуз, 1985). Обычно изучение распределения частоты рекомбинационных событий в мейозе растений ^ проводится на основе оценки сегрегации маркеров в Между тем недооценка отмеченных выше "селективно" важных биологических особенностей процесса опыления может приводить к неверным выводам о причинах изменения значений г! Проведенная нами по-плодовая оценка количества выполненных (В) и невыполненных (Н) :емян, числа взошедших семян (П) и других параметров, характеризующих жизнеспособность потомства растений Г1 на постсингамных этапах, свидетельствует о существенном их варьировании в пределах соцветия.

Для изучения указанных вопросов нами был проведен специальный эксперимент. Плоды, собранные с растений F,, выращенных е оптимальных условиях внешней среды, агрегировали в однотипные группы по соотношению числа выполненных и невыполненных семян содержащихся в одном плоде, с учетом его местоположения в пределах соцветия. Искусственно созданные группы семян (плодов F,) высевали рендомизированно в лизиметры, идентифицировали всходы v оценивали rf. Предполагалось, что соотношение В/Н связано с элиминацией рекомбинантов в период эмбриогенеза и приводит к неточным оценкам rf.

При рассмотрении значений rf, соответствующих относительнс однотипным группам плодов F-i (выделенных нами по исследуемые параметрам) с учетом местоположения бутона-плода на соцветиях установлено, что для первого соцветия существенные колебания rf^., свойственны плодам под номерами 6,7 и 8. Так, разные группы шее тых плодов F, характеризуются следующими параметрами: В/Н-1.7 П-81 %, rWd - 18.8 ± 2.2 % и В/Н- 4.3, П-64%, rf8WKi - 8.6 ± 1.9 %, соот ветственно. Аналогичные данные получены и для плодов под номе ром 8, у которых изменчивость биологических параметров жизнеспо собности потомства F, (В/Н, П) также значимо коррелирует с изме нениями rfaw_<i. Вероятно, у шестых и восьмых плодов первого соцветия растений гибрида Fi (Mo 393 х Mo 504) плоды, характери зующиеся низким соотношением числа выполненных к числу невыполненных семян обеспечивают относительно больший выхо; рекомбинантов в F2, а, следовательно, и повышение значений rfaw_d .

Анализ взаимосвязи биологических характеристик плодов и и> значений rf для разных соцветий, хотя и не позволил установить какую-то однозначную зависимость для разных групп плодов, однакс показал, что вариабельность величины rf при поплодовой оценке е пределах растения достаточно высока и не учитывать ее нельзя npw планировании экспериментов по изучению рекомбинационноь изменчивости у высших растений (табл.1).

Оценка корреляции биологических показателей плодов Fi с ре комбинационными и сегрегационными характеристиками показала и> тесную взаимосвязь с месторасположением плода в пределах растения либо соцветия. Рекомбинационные и сегрегационные параметрь значимо коррелируют практически со всеми анализируемыми показателями : число выполненных и невыполненных семян в плоде, соотношение В/Н, всхожесть семян и масса плода . Например, для первы>

плодов (1,2,3,4) первого соцветия установлена, существенная положительная корреляция (0.95 при Р<0.001) между средним числом выполненных семян в одном плоде и сегрегацией маркеров А\ы: ау/ и ^с) в Р-2. Наоборот, между указанными параметрами для средних плодов (4,5,6), расположенных на тех же первых соцветиях отмечена значимая отрицательная корреляция (-0.85 при Р<0.001), что, вероятно, является следствием разнонаправленного отбора на лостмой-отических этапах по генам-маркерам ат/ и <3 у первых и средних плодов первого соцветия Аналогичная смена знака взаимосвязи биологических показателей плодов р1 и рекомбинационных характеристик показана для второго соцветия: у первых плодов (1,2) корреляция

Таблица 1.

Изменчивость анализируемых показателей у групп плодов вторых соцветий в контрольном варианте_

Число плодов Р, Средние характеристики плодов

(проростков рг) ^ал-с) •^т-г-с В Н П

Первые плоды

4(316) 17,8+2,5 30,0±3,3 91 60 79

4(300) 21,4±2,4 25,3±2,6 131 . . 49 75

3(204) 21,0±2,9 30,6±3,5 128 21 68

3(225) 27,1 ±3,3 35,8±3,9 113 61 75

Вторые плоды

3(237) 9,1 ±1,8 23,5±2,5 121 16 79

4(320) 8,6±1.7 26,3±3,1 89 49 80

4(300) 10,5±2,0 27,9±3,4 85 51 75

3(207) 21,1 ±2,8 28,0±3,3 135 56 69

между числом выполненных семян в плоде и гсущественная и положительная, тогда как для третьих и четвертых плодов этих же соцветий она незначимая, но отрицательная.

Установлено,что максимальная величина rfaw.d в варианте контроля чаще соответствует плодам F^c низким числом выполненных семян (30-40 штук на плод). Однако при постепенном увеличении осе-мененности плодов наблюдается "волнообразный" характер уменьшения rfaw-d ■ Так, у совокупности плодов с низкой осемененностью (30-40 шт.) величина rfaw^j наибольшая -11.4 ± 2.1%; со средней осемененностью (80-90 шт.) величина rf^ сравнительно меньше -6.011.8%; дальнейшее увеличение числа выполненных семян в плодах (до 100 шт.) сопровождается увеличением rfaw4j до 8.4 ± 1.5%; при уровне осемененности 103-105 шт. отмечается существенное снижение величины rf^ - 4.0.» 1.4% , а при уровне 105-115 шт. - значимое повышение - rf - 10.012.1 %. Таким образом, в пределах соцветия имеет место "плавающий" характер вариабельности rf^d , который можно объяснить высокой зависимостью рекомбинационной изменчивости от условий внешней среды (Plough, 1917; Жученко, 1980; Бородин, Беляев, 1980 и др.). Кроме того, изменчивость величины rf связана, на наш взгляд, и с многофакторными взаимодействиями типа "номер плода - осемененность плода - генотип", "номер плода -масса плода - генотип", "номер соцветия - всхожесть семян - среда" и т.д., при которых происходит постоянная смена определяющего фактора во времени и на разных уровнях репродуктивной архитектуры гибридов Fi. При этом различия рекомбинационных показателей существенно зависят от изменчивости биологических показателей цветков-плодов (фертильности пыльцы, осеменнености, массы плодов и пр.).

2.3. Влияние селективной элиминации у гетерозигот на структуру популяций Р?. При исследовании сегрегации маркеров по феноти-пическим классам с учетом данных расщепления от отдельных плодов обнаружены достоверные различия по частоте выхода рецип-рокных кроссоверов в F2. Различия зависели от изучаемой маркированной зоны, генотипической среды и условий роста гибридов F,. Так, выращивание гибрида Fi - Mo 393 х Mo 504 в оптимальных условиях внешней среды не привело к существенным изменениям выхода кроссоверов Awd и awD в F2. Однако в вариантах недостатка азота и почвенной засухи установлено значимое уменьшение в F2 кроссоверов Awd, что сопряжено с относительно высоким варьированием (V) частоты их выхода в потомстве отдельных плодов (табл.2).

Для анализа такой ситуации необходимы методы учета доли элиминирующих рекомбинантов по отношению к нерекомбинантным

Таблица 2.

Влияние условий иыращивания гибридов F, на сегрег ацию маркеров в Р2

Число ПЛО- Пара- Частота классов по фенотипу

Вариант ДОВ Г", мет р в F2, %

(пророст-

кол 1'2) AwD Aw d aw D «w d

Коитооль 37(1329) х -*гп 7.1.2.11,6 3,54 0,4 4,4.1.0,5 I8,3±l,5

V.% 13,6 75,0 75,0 47,7

11сдостаток 55(2394) х -fm 63,4 + 2,0 4,2 + 0,7 14,711,3 17,7+1,3

ачота V,% 23,6 116,2 63,5 54,6

Почвенная 40(2056) х im 69,011,8 3,3 i.0,6 10,(Ш,2 17,7 il, 2

засуха V,% 18,1 129,6 83,4 46,5

генотипам Однако, прямые методы оценки селективной элиминации рекомбинантов разработаны еще недостаточно Возможно, наиболее простым подходом, отвечающим нашим задачам, является рассмотрение связи между частотой выхода кроссоверов и некроссоверов (по маркерным классам) и определенными параметрами постсингамной элиминации одного плода (В, Н, П, и др ) Полученные значимые корреляции (до 0 7 ) между степенью элиминации и частотой выхода рекомбинантов в Рз (по данным от каждого плода Р^) можно рассматривать как свидетельство (хотя и косвенное) селективности.

Поплодовый анализ позволяет установить взаимосвязь между характеристиками жизнеспособности семян в каждом плоде Р1 и частотой выхода рекомбинантов в Так, в варианте почвенной засухи выявлены значимые отрицательные корреляции (-0.4 при Р< 0.05) между количеством выполненных семян, их всхожестью , массой плода и частотой выхода в Р2 кроссоверов типа Awd, тогда как для кроссоверов а\лЮ корреляция положительная, но не значимая. В варианте недостатка азота количество невыполненых семян в плодах отрицательно (-0 4 при Р< 0.05), а всхожесть семян положительно (0.6 при Р< 0.05) связаны с частотой выхода кроссоверов awD. Эти данные, вероятно, свидетельствуют о наличии на постсингамных этапах селективной элиминации генотипов А\ус1 при выращивании растений Р, в неблагоприятных условиях внешней среды. В контроле у внутривидового гибрида р1 - Мо 504 х Мо 593 существенных различий между реципрокными кроссоверными классами не обнаружено, однако , у межвидовых гибридов Рг Мо 628 х Ь-ЫгвсЛит уаг. д1аЬга{ит и р! -

Мо 500 х Ь.еэс. уаг. гасепгндегит различия по частоте выхода ре-ципрокных кроссоверов в р2 более выражены. Очевидно, установить зависимость по всем исследуемым параметрам одновременно практически невозможно, так как селективная элиминация рекомби-нантов происходит на разных этапах онтогенеза гибридов Ят (в т.ч. на этапах микроспорогенеза, роста пыльцевых трубок, сингамии, формирования семян и др.), при прорастании семян и особенно на начальных этапах развития проростков Р2. При этом селективная элиминация носит как бы "плавающий" характер: усиление жесткости отбора гамет и /или зигот на одном этапе и ослабление на другом; возможно даже изменение направления отбора и т.п. (С1едд е{ а1., 1978).

Разная степень элиминации кроссоверов А\л«3 и а\МЭ , влияя на генотипическую структуру популяции Р2, приводит к изменению оценок г^^ при "цензурировании" (Король, 1976). Выращивание растений гибрида Р^-Мо 393 х Мо 504 в оптимальных условиях внешней среды (контроль) снижало степень селективной элиминации реком-бинантов Аул! и а\Ю в отличие от вариантов с неблагоприятными фонами. Оценка частоты кроссинговера методом максимального правдоподобия в данном случае оказывается достаточно объективной: при анализе частоты кроссинговера по выходу в Гг доминантных гомозигот и рекомбинантов величина г^^ варьирует незначимо от 7.1 ±0.6 до 9.0+0.7, и при анализе ^ по выходу в Р2 рецессивных гомозигот и рекомбинантов от 8.210.7 доЮ.010.8. Наоборот, выращивание растений в условиях недостатка азота и почвенной засухи влияет на дифференциальную элиминацию кроссоверов и а\лЛЭ, а оценки в указанных вариантах при цензурировании изменяются высокозначимо(табл.З). Следовательно, без учета селективной элиминации рекомбинантов суммарная оценка rfavMj может бьпъ занижена в вариантах недостатка азота и почвенной засухи на 6-13 % и 5-6% .соответственно .

2.4. Увеличение доступной генотипической изменчивости. Индуцирование рекомбинаций в мейозе гибридов р! и уменьшение элиминации рекомбинантов на постмейотических этапах рассматриваются многими исследователями в качестве важнейшего условия образования в расщепляющихся поколениях адаптивных и трансгрессивных форм с нетрадиционным сочетанием хозяйственно ценных признаков С учетом существенной зависимости рекомбинационной изменчивости от гетерогенности условий внешней среды было изучено влияние разных сроков выращивания растений

Таблица 3.

Сравнение разных оценок-частоты кроссинговера в зоне aw-d

(хромосомы 2)

Вариант Частота кроссинговера по численности фенотипических классов в F2, %

суммарная цензурироаанная

AwD, Awd awD,awd AwD , Awd AwD, awD Awd, awd awD, awd

Контроль 8,6+0,5 7,1 ±0,6 9,010,7 8,2+0,7 10,010,8

Недостаток азота 20,3+0,6 9,8+0,7 33,9±1,3 10,2+0,7 26,1+1,1

Почвенная засуха 14,5+0,5 7,1+0,6 21,3+1,0 8,2±0,7 20,111,0

гибридов Fi на частоту кроссинговера.

Для 4-х гибриднь!х комбинаций F, (Мо 500, 628 7,14 с Барнаульским консервным), растения которых были выращены в контролируемых условиях (недостаток азота) - в восемь разных сроков посева семян (варианты: I -27 05, II -31.05, III -2 06 , IV - 6 06, V - 9.06, VI -13 06, VII -16.06, VIII - 20 06), .установлена существенная изменчивость величины rf.

В результате оценки частоты кроссинговера у F, - Мо 500 х Барнаульский консервный в зонах aw<t и m-2-c (хромосомы 2 и 6) и у Fr Мо 628 х Барнаульский консервный в зонах ful-e и hl-a (хромосомы 4 и 11) при разных сроках посева (I-VIII) показана. высокая вариабельность выхода рекомбинантных форм по всем исследуемым маркированным сегментам (рис.2). Если у указанных 'гибридов наименьшая величина rf отмечена при VII сроке посева, то у гибридов F, - Мо 7 х Барнаульский консервный и Fi-Mo 14 х Барнаульский консервный частота rf по сегментам fd-ald и ald-aud (хромосома 12) была наименьшей в варианте I, а максимальной в варианте V.

Учет вариабельности моногенных соотношений в Рг по всем вариантам эксперимента также показал значительные различия, связанные со сроками посева растений F(. Так, у гибрида Fi - Мо 500 х Барнаульский консервный варианты I и VI характеризуются относительно минимальными отклонениями в сегрегации маркеров от 3:1 , а варианты III, IV и VII - максимальными.

Для всех вариантов и гибридных комбинации нами была дополни-

Рис.2. Зависимость величины ¡1 от срока посева гибридов, где А -р! - Мо 500 х Барнаульский консервный, Б - Р, - Мо 628 х Барнаульский консервный.

тельно изучена изменчивость всхожести семян в Установлена существенная отрицательная корреляция между параметрами всхожести семян и частота кросолнгоаера \ «еаависимо от комбинации скрещивания увеличение значений сопровождалось снижением всхожести семян (корреляция от -0.75 до -0.96 при Р<0.01, 0.001); исключение составляет Р, - Мо 7 х Барнаульский консервный, где корреляция отрицательная (-0.45) , но незначимая. Взаимосвязь между величиной и средней осемененностью плодов несущественная и, как правило, отрицательная (табл.4).

Следовательно, искусственное создание гетерогенных , в том числе стрессовых условий (недостаток азота) внешней среды на разных этапах репродуктивного развития гибридов р1 за счет разных сроков их посева, приводит к существенной вариабельности значений

rf в маркированных сегментах aw-d, ful-e, m-2-c, hl-a, fd-alb, alb-aud (хромосомы 2,4,6,11 и 12, соответственно)

Таблица 4.

Зависимость показателей средней осемененности, всхожести семян плодов и величины rf от срока посева F<

rf, %__осемененность , urr всхожесть ,% (

Мо 500 х Барнаульский консервный

aw-d 0,21 ± 0,40 -0,86 ±0,21 "

m-2-c -0,20 ±0,40 -0,93 ±0,15***

Мо 628 х Барнаульский консервный

ful-e - 0,38 ± 0,38 -0,75 ±0,27"

hl-e - 0,42 ± 0,37 - 0,81 ± 0,24"

Мо 7 х Барнаульский консервный

fd-alb 0,03 ±0 41 - 0,45 ± 0,37

Мо 14 х Барнаульский консервный

ald-aud -0,49 ±0,39 - 0,96 ± 0,13"*

Примечание *, *», Корреляция значима соответсвенно при

Р<0 05, 0.01, 0 001.

3. ИЗМЕНЧИВОСТЬ ЧАСТОТЫ РЕКОМБИНАЦИЙ НА ОРГАНИЗМЕННОМ УРОВНЕ 3.1. Связь места расположения соцветия на растениях Р^ с величиной рекомбинационной изменчивости На основании анализа более 30 тысяч проростков Р2 по маркерам й т.2- с нами установлено, что величина rf и характер ее изменения от соцветия к соцветию зависят от : года проведения эксперимента; исследуемого маркированного сегмента; дозы выбранного фактора воздействия на растения Р, и генотипической среды. Поэтому трудно получить однозначную зависимость величины г( от месторасположения соцветия на растении (Сп^пд, 1_апдпйде, 1963 и др). Однако различия по rf между соцветиями часто значимы и не учитывать их в конкретных экспериментах нельзя.

Полученные нами данные позволяют указать на тенденцию к снижению частоты кроссинговера (особенно г^^) с увеличением номера соцветия при выращивании растений Р, в неблагоприятных условиях внешней среды . Так, э пределах одного растения величина г^а

у первого соцветия существенно выше, чем у второго и третьего соцветия в варианте почвенной засухи. Проведение этого же1 эксперимента в условиях другого года подтверждает полученный результат, причем независимо от метода оценки rf (произведения либо максимального правдоподобия) установлены также различия по величине rf^d и rfm-2-с между первым, вторым и третьим соцветиями в вариантах с недостатком азота. Отмечено значимое снижение rfaw<) у второго соцветия и rfm.2-c У третьего соцветия относительно первого. В оптимальных условиях выращивания растений Fi различия между соцветиями по rf незначительные, но иногда оказываются значимыми. Например, оценка пяти разных гибридных комбинаций показала, что в пределах растений - Мо 628 х Сюрприз 540 величина rfhl_a существенно выше у первого соцветия относительно второго. У внутривидовых гибридов томата различия между соцветиями по rf более выражены, чем у межвидовых.

Анализ экспериментальных данных по количественным признакам в маркерных группах Ce, M-2m-2, Awaw, Wowo, Dd расщепляющихся поколений F2 потомства от первых трех соцветий растений F, - Мо 504 х Мо 393 подтвердил сделанное нами ранее заключение о существенном уменьшении величины rf в сегменте aw-d (хромосома 2) от первого соцветия к третьему в варианте почвенной засухи. Оценка фертильности пыльцы и морфологии цветка ( длина пестика и тычиночной колонки) показывает наличие значительных изменений у цветков разных соцветий. Установлена тенденция снижения фертильности пыльцы от первого соцветия к пятому .

Таким образом, величина рекомбинационной изменчивости в пределах одного и того же растения существенно варьирует в зависимости от месторасположения • репродуктивных структур (соцветий).

3.2. Влияние репродуктивной нагрузки гибридов Fi на выход ре-комбинантов в F? . Имеются данные, что у разных видов растений плоды, развивающиеся первыми, способствуют опадению более "молодых" (позднее завязавшихся плодов), а также цветков (Дёрфлинг, 1985). Некоторые исследователи отмечают, что искусственное удаление части репродуктивных органов и структур приводит к улучшению питания оставшихся плодов и созреванию тех, которые в обычных условиях не развиваются и не дают жизнеспособного потомства (Туманов, Гареев, 1951; Удовенко, Гончарова, 1982; Lee, Bazzaz,

1982 и др.). Очевидно, что указанные факторы могут влиять и на генотипическую структуру расицблляющейся популяции Т-7

Мы изучили влияние удаления части соцветий в условиях почвенной засухи, недостатка азота и пониженных температур воздуха на репродуктивное развитие и генотипическую изменчивость. Установлено, что ограничение репродуктивной нагрузки, особенно в неблагоприятных условиях выращивания растений р1, приводит к изменению' морфологических и цитохимических параметров пыльцы и ее фертильности ; содержания аминокислот и макро-и микроэлементов в бутонах; числа развивающихся бутонов на соцветии и завязавшихся плодов; осемененности плодов; жизнеспособности семян и др. Так, в условиях почвенной засухи при сохранении лишь одного (второго) соцветия его общая осемененность возросла на 37% относительно контроля (полная репродуктивная нагрузка).

Показано, что на вариабельность параметров пыльцевых зерен, вегетативного и генеративного ядер (периметр, площадь, форма, диаметр, общее и удельное содержание ДНК) наибольшее влияние оказывает совместное действие факторов пониженной температуры воздуха (10°С ночью и 16°С днем, в контроле 22°С ночью и 28°С днем) в период бутонизации - цветения второго соцветия и искусственно сниженной репродуктивной нагрузки. При этом статистически значимое разнообразие пыльцы отмечено по следующим параметрам : общее содержание ДНК в пыльцевом зерне, вегетативном и генеративном ядрах ; периметр, форма и диаметр вегетативного ядра, диаметр и удельное содержание ДНК в генеративном ядре. При этом существенно увеличилась фертильность пыльцы и осемененность плодов.

Установлено влияние репродуктивной нагрузки у растений Р^ -Мо 393 х 504, выращенных в различных условиях внешней среды (оптимум, почвенная засуха, недостаток азота) на частоту вьо<ода двойных кроссоверов в Р2. При сохранении на растениях Р, только третьего соцаетия, независимо от условий выращивания , выход двойных кроссоверов в значительно более сбалансирован по беем классам полигибридного расщепления относительно варианта контроля, где сохранена полная репродуктивная нагрузка (табл. 5). Анализ количественных признаков в маркерных группах для условий контроля и почвенной засухи подтвердил полученный эффект: в варианте "одно соцветие" относительно контроля наблюдалось значимое увеличение разнообразия растений по большинству исследуемых

количественных признаков в соответствующих маркерных группах . Следовательно, искусственное снижение репродуктивной нагрузки у гибридов р1 томата в условиях действия стрессовых факторов позволяет увеличить генотипическую изменчивость в расщепляющихся популяциях.

4. ЛОПУЛЯЦИОННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ЧАСТОТЫ РЕКОМБИНАЦИЙ.

4.1 .Роль абиотических факторов в вариабельности показателей рекомбинационной изменчивости. Показано рекомбиногенное действие недостатка азота и почвенной засухи (осмотического стресса) при анализе объединенных данных расщепления по растениям. Указанный результат получен на основании оценки частоты кроссингове-

Таблица 5.

Частота выхода кроссоверов в Р2 при регулировании репродуктивной __нагрузки на растениях Р,_

Вариант Число проростков р2 Частота классов по фенотипу, %

Аи с!, М-2с Aw с1, т-2 С а\«Д М-2с а\л/ 0, т-2 С

Полная репродуктивная нагрузка

Контроль 308 0,6 1.3 1,0 0

Почвенная засуха 532 0,6 0 0,6 0,4

Недостаток азота 355 0 - 1,1 0.8 0,8

Топько третье соцветие

Контроль 291 0,7 0,3 0,3 0,3

Почвенная засуха 172 0,6 0,6 0,6 0,6

Недостаток азота 441 0,2 0,9 0,9 0,7

Примечание. Сравнение вариантов проведено по третьему соцветию.

ра в маркированном сегменте а\лк! (хромосомы 2) и некоторых количественных признаков соответствующих маркерных группах й, с1). При оценке размаха значений между растениями р1 в пределах разных вариантов эксперимента (75% дефицит и полное от-

сутствие макро-и микроэлементов, почвенная засуха - 45% и 30% ПВ на стадии бутонизации и др.) установлено значимое увеличение дисперсии в условиях почвенной засухи (45% ПВ), и в условиях недостатка азота. Недостаток азота, не приводя к увеличению частоты кроссинговера в зоне т-2-с хромосомы 6 (в среднем по растению), влияет на дисперсию ¡1т.2< между растениями.

Изучено влияние пониженной температуры воздуха (12°С ночью,20°С дном) ненарушенного термопериодизма (постоянно 28° С) на частоту кроссинговера у растений гибрида - Мо 393 х Мо 504 (в контроле -. 20° С ночью, 28°С днем). В двух исследованных вариантах показана тенденция увеличения ^^ и гРт-г-с относительно контроля. При анализе размаха изменчивости г^^ между растениями Р, в варианте пониженной температуры установлена значимая гетерогенность по х 2 при Р<0.05, в контроле гетерогенность незначима. "Отсутствие" эффекта изменения частоты кроссинговера может быть следствием взаимной компенсации разнонаправленных смещений г( при объединении данных по растениям.

Сравнительная оценка изменчивости значений г! в варианте почвенной засухи показала, что вариабельность величины г^г-с в пределах соцветия выше (между бутонами), чем в пределах растения (мегду соцветиями) и между растениями (табл. 6).

Для 12-ти гибридных комбинаций льна изучено рекомбиногенное действие гербицида "Препарат Г и почвенной засухи (40% ПВ). Поплодовая оценка (от каждой коробочки) расщепляющихся популяций Р2 и Рз показала, что эффеетивность рекомбиногенного воздействия зависит от дозы применяемого в Р, фактора (Препарат I) и генотипической среды (степени родственности исходных форм). Так, у Р, - Яю х Заря 87 (межеумок х лен-долгунец) в варианте почвенной засухи существенно увеличены дисперсия и вариабельность анализируемых количественных признаков (содержание волокна,семенная продуктивность и др.), а также частота выхода трансгрессивных форм по хозяйственно ценным признакам в Р2 и Р3 относительно контроля (Р, без обработки) и исходных форм. Данный эффект подтвержден оценкой Р4. В комбинациях Р, - Заря 87 х Яю, а также близкородственных гибридов(лен-долгунец х лен-долгунец) Р, - Белинка х Алексим и р1 -Алексим х Заря 87 более эффективным рекомбиногенным действием обладал гербицид "Препарат Г {в рекомендованной дозе применения). При этом эффект увеличения генотипической изменчивости в

Таблица 6.

Оценка изменчивости величины rf между бутонами, соцветиями и

' растениями ,

Вариант Уровень оценки Коэффициент вариации, %

rf rfm-2-c

Контроль 1 19,1 12,8

2 30,5 13,0

3 10,6 12,5

Почвенная 1 34,9 13,9

засуха 2 41,0 8,4

3 30,2 16,2

Недостаток 1 25,8 18,9

азота 2 16,4 15,6

3 22,4 16,8

Примечание. 1-между растениями, 2-между соцветиями главного

стебля, 3-между бутонами первого соцветия.

близкородственных скрещиваниях чаще наблюдался в более старших поколениях (F3 и F4).

. При оценке мейотических и постмейотических событий (частоты хиазм, нарушений в AI мейоза и тетрадах и др.) у гибридов и исходных форм льна показана их значительная изменчивость. Так, сорт Л-1120, входящий в родословную большинства сортов льна-долгунца и гибрид F, - Л-1120 х Алексим отличались достоверным снижением частоты хиазм (Р<0,05) относительно сортов Алексим, Rio и гибридов F, - Алексим х Л-1120 , F, - Rio х Л-1120, F, - Л-1120 х Rio (Орлова. Жученко мл., Рожмина, 1994). В результате указанных скрещиваний в вариантах применения стрессовых факторов получены трансгрессивные линии льна-долгунца, сочетающие высокое содержание волокна и большую семенную продуктивность.

Таким образом, установлено влияние абиотических стрессов (почвенная засуха, пониженная температура воздуха, применение гербицида, дефицит минерального питания) на формирование реком-

бинационной изменчивости на популяционном уровне у томата и льна.

4.2. Связь между конкурентоспособностью гатерозигот F^ и гено-типической изменчивостью. Нами было изучено влияние конкуренции (загущения 2x2 см) между растениями F, на изменчивость rf в пределах одной комбинации скрещивания (Мо 393 х Мо 504) в условиях почвенной засухи (45% от ПВ) В период от ясходсз до начала бутонизации оУмечона дифференциация растений на "слабые" , "средние" и "сильные" (частоты их в популяции составили 10, 60 и 30 %, соответственно). При этом "слабые" растения (низкоконкурентные - НК) по величине rfaw4j и rfm.2< значимо отличались от "сильных" (высококонкурентных - ВК). Электрофоретический анализ разных групп растений показал различия по спектру пероксидазы листьев, что свидетельствует о разных адаптивных изменениях метаболизма "слабых" и "сильных" гетерозигот в ответ на стресссссе воздействие.

Установленная закономерность (взаимосвязь уровня конкурентоспособности F, и генотипической изменчивости) проверена в последующих расщепляющихся поколениях. Выявлено, что изменчивость по большинству хозяйственно ценных признаков растений F3, полученных от НК генотипов, выше по сравнению с потомствами ВК F, (Самовол, Жученко мл., 1991). Поскольку установленные в F2 различия по уровню и спектру изменчивости подтвердились при оценке популяций F3, можно считать, что связь между конкурентоспособностью гибридов и разнообразием их потомств по количественным признакам носит не только модификационный , но и генетический характер

С целью выявления рекомбиногенного действия загущения и возможных различий rf между соцветиями был проведен дополнительный эксперимент . Выявлено, что влияние конкуренции по мере роста растений F, в более загущенных схемах посадки (на 1м2 1 растение - I вариант, 5 растений - II вариант, 100 растений - lit вариант) приводит к возрастанию различий между соцветиями (1-3) по величине rf^ и rfm.2<) осемененности, всхожести семян . При анализе объединенных данных по растениям установлено значимое увеличение rf«^ с ростом загущения (в 5 раз) относительно варианта I (табл." 7). Полученные данные подтверждают положение о том, что степень приспособленности растений F, в онтогенезе влияет на rf , причем гетерозиготы с меньшей конкурентоспособностью, т.е. с худшей онтогенетической приспособленностью, могут обеспечить большую часто-

Таблица 7 .

Влияние загущения на частоту кроссинговера у гибридов F, - Мо 393 х

Мо 504

Число •Объединенные данные по маркерным

Ва- Номер про- классам

ри- соцве- рост- по соцветиям по растениям

ант тия ков F2 rfaw-d rfm-2-c rfaw-d rfm-2-c

1 960 7,9 ±0,9 27,5 ±1,7

1 2 1010 8,3 ± 0,9 25,1 ± 1,6 8,4 ±0,5 26,4 + 1,0

3 864 9,2 ±1,0 26,7 ± 1,8

1 559 8,8 ±1,3 31,1 ±2,4

II 2 924 15,4 ±1,3 24,5 ±1,7 11,1 ±0,7 27,0 ±1,1

3 823 8,1 ±1,0 26,8 ±1,9

1 665 7,5 ± 1,1 31,1 ±2,3

III 2 361 9,1 ± 1,6 27,8 ± 2,9 8,9 ± 0,7 27,9+ 1,4

3 583 10,4 ± 1,3 24,6 ±2,1

ту кроссинговера (Жученко, 1980, 1988). Следовательно, конкуренция в селекционном процессе может быть использована как фон отбора селекционно ценных комбинаций скрещивания (см. также Kulshrestha, 1989) и как рекомбиногенный фактор.

4.3. Взаимосвязь частоты рекомбинации и уровня гетерозиса по продуктивности. Известны экспериментальные данные, полученные на просе , фасоли, хлопчатнике (Srivastava, Balyan, 1977; Srivastava, 1980 а, б), кукурузе (Жученко, Завертайло, Король, 1982), указывающие на наличие взаимосвязи гетерозиса и рекомбинации. У сои высо-когетерозисные комбинации Fi характеризуются максимальной генетической изменчивостью в F2 по структурным компонентам урожая (Chauhan, Singh.1982). Предполагается , что уровень гетерозиса по частоте хиазм генетически связан с общим гетерозисом по количественным признакам и способствует увеличению генотипической изменчивости, а также созданию преимуществ гетерозиготным гибридным растениям (Srivastava, 1981).

Нами установлена существенная вариабельность rf для 10-ти комбинаций скрещивания Fi - Mo 628 х сорт (Поток, Призер, Факел, Радуга Молдовы, Невский, Summerdawn, Roma, Izobilie, Викторина, Сюрприз 540), выращенных в двух различных условиях внешней среды . Изменчивость rf статистически высокозначима и вряд ли ее можно считать случайной, так как она связана с рекомбинационными

особенностями сорта и биологическими характеристиками гибридов (урожай плодов на первых трех соцветиях, продуктивность по семенам и вегетативной массе) Гибриды с использованием сортов Поток и Факел отличались относительно высокими и стабильными значениями rfft-a и rffui-e, а с сортом Утро - стабильными и низкими значениями. При анализе совокупности объединенных оценок по соответствующим гибридным комбинациям растений - урожайности F, (У), истинного гетерозиса по урожаю(ИГ), величины пМз и rfrul.e, суммы (£) rfhta и rftuM,, установлено : 1) при ранних сроках посадки рассады (май) более гетерозисные гибриды Fi характеризуются существенно пониженной частотой кроссинговера в зонах hl-a и ful-e (R - -0,7 при Р<0,05); с увеличением урожайности гибридов уменьшается величина rfhi.a и rffut^; 2) в условиях поздней посадки (июнь) установлена тенденция согласованного увеличения rf и ИГ; при этом высокая урожайность положительно и значимо коррелирует с величиной rfw.», rfful-e И I rfni.a , rífu|.e (табл. 8).

Таблица 8.

Связь частоты кроссинговера в зонах hl-a и ful-e с параметрами

урожайности и истинного гетерозиса Fi

Параметр j rfw.a rfful-e I

/ срок посадки

У 0,1 ±0,3 -0,6 ± 0,3 -0,4 10,3

ИГ -0,5 i 0,3 -0,5 ±0,3 -0,7 i 0,3*

II срок посадки

У 0,7 i 0,2** 0,6 + 0,3* 0,7 ±0,2 **

ИГ 0,5 i- 0,3 0,4 í 0,3 0,5 ±0,3

Примечание. *, +* Корреляция значима соответсвенно при Р<0 05, 0 01.

На примере 4-х комбинаций скрещивания Рг Мо 628 х сорт ( Факел. Зиттегс!а\уп, Викторина, Сюрприз 540) дополнительно была проанализирована корреляция показателей урожайности гибридов Р, и их рекомбинационных параметров в зависимости от единицы учета в расщепляющейся популяции Р2 (растение, соцветие, плод). Установлено, что значение гТ(щ.е положительно и существенно коррелирует с урожайностью (0,9 при Р<0,05) для вторых и последующих плодов первых соцветий главного стебля растения гибридов и , наоборот, отрицательно коррелирует (-0,6) с урожайностью для вторых соцветий этих же растений (табл. 9).

Таблица 9.

Корреляция частоты кроссинговера в зонах hl-a и ful-e и урожайности гибридов в зависимости от единицы учета (растение, соцветие, плод)

rf,% Объединенные данные по

растениям соцветиям

первое второе

1-е плоды 2,3,4,5 и 6-е плоды 1,2,3,4,5 и 6-е плоды

hl-a -0,9 ± 0,3 -0,9 ± 0,4 -0,7±0,5 -0,7 ± 0,5

ful-e 0,4 ±0,6 -0,2+0,7 0,9 i 0,3 -0,6 ±0,6

V -0,1 ± 0,7 -0,6 + 0,6 0,610,4 -0,7 ±0,5

Аналогичное несоответствие, в зависимости от единицы учета, обнаружено для параметров rfi^ и осемененности. Указанная несогласованность корреляции rf и параметров продуктивности, более того, изменение знака корреляционной зависимости, можно объяснить различным местоположением репродуктивных органов в пределах растения Fi и разнонаправленным влиянием на них факторов внешней среды.

5. НОВЫЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ОЦЕНКЕ РЕКОМБИНАЦИОННОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ

5.1. Оценка частоты кроссинговера на малочисленных выборках F?. Вопрос оценки частоты кроссинговера на относительно малых выборках F2 (N<100) в литературе освещен недостаточно, хотя практический интерес, как и трудности такого анализа, очевидны. Так, Butler (1977) отмечает, что если данные F2 представляют оценки семян одного и того же плода, или определенных групп плодов, то анализ rf часто показывает их значительную гетерогенность. Каждая выборка в отдельности иногда оказывается слишком малочисленной, чтобы ее можно было использовать, тогда как большая неоднородность составляющих не допускает их объединения.

Мы провели сравнение методов произведения (П) и максимального правдоподобия (МП) на восемнадцати относительно малочисленных выборках F2 разных маркированных зон генома томата (хромосомы 2,4,6 и 11). Установлено, что если N <50 , то метод произведения часто не "работает", в отличие от метода максимального правдоподобия ; методы П и МП дают обычно близкие результаты при

N=50-150 Тем не менее стрессовые условия среды , нарушающие нормальное прохождение процессов мейоза и оплодотворения, могут обусловливать неадекватность оценок и в тех случаях , когда формально оба метода "работают".

Butler (1968) установил, что частота кроссинговера в сегменте aw-d может быть в два , три и даже четыре раза выше по сравнению с модальными величинами (9,18,27 и 36 %). Однако при повторении этих же скрещиваний ему не удалось выделить генетическую причину указанных различий по величине rf . Позднее Butler (1977) показал, что такая вариабельность значений rf не является результатом случайных ошибок, а скорее обусловлена действием неизвестного фактора.

Мы провели сравнение четырех вариантов оценок rf, определенных соответственно: а)методом П; б) методом МП; в) взвешиванием rf с учетом численности потомства F2 от каждого плода F, (Вмп ); г) простым усреднением rf от каждого плода F, (ХМп) Полученные данные показывают , что неучет биологического компонента изменчивости уровня рекомбинаций может дать в ряде случаев уменьшение величины и существенно заниженную оценку ошибки rf (mri) Так, в варианте почвенной засухи (45% ПВ) наблюдается почти двухкратное занижение ошибки rf; в варианте пониженной температуры воздуха- е 2,5 раза (табл. 10). В данном случае методы Хмп и Вмп, более объективны, так как отражают как биологическую , так и статистическую изменчивость частоты кроссинговера .

Возможности для принятия специальных мер по увеличению "синхронизированности" подвергающихся разным воздействиям мей-оцитов (учет потомства , полученного с использованием пыльцы только одного пыльника и пр.) весьма ограничены. Необходимость оценки гетерогенности по rf может быть обусловлена многомерной нормой реакции рекомбинационной системы гетерозигот и особенностями генетической системы их индивидуальной адаптации на разных этапах онтогенеза. Поэтому и возникает необходимость выбора оптимальной единицы учета при использовании метода гибридологического анализа для оценки рекомбинационной изменчивости. Такая единица, вероятно, должна максимизировать ("сближать") однородность условий при прохождении кроссинговера в соответствующих мейотических клетках гетерозиготы, а также процессов оплодотворения - опыления и эмбрионального развития (Жученко мл., 1986). Экспериментально установлено, что в рекомбинационном

исследовании для томата такой рациональной единицей анализа данных является плод .

5.2. Индуцированное смещение расщеплений по маркерным признакам в . Внешние воздействия мутагенной природы на гете-розиготу, индуцирующие увеличение частоты кроссинговера в маркированной зоне , могут привести к изменению расщепления в Р2 за счет: нарушений в расхождении хромосом в мейозе гибридов Р1(

Таблица 10.

Сравнение четырех методов оценки {%) 8 зоне а\лк! хромосомы 2

Вариант Число проро -стков F2 Метод оценки rf

П МП Вмп Хмп

Контроль 1-е соцветие 1694 9,6 i. 0,8 9,7 1 0,8 8,1 J 0,7 10,4 11,0

11-е соцветие 3520 7,8.! 0,9 7,9 1 0,5 6,9 1 0,6 8,3 + 0,7

Недостаток макро-и микроэлементов 1339 12,011,0 12,3+1,0 10,3 ±0,9 12,8 + 1,0

Тот же 1581 10,4 ±0,8 11,1 ±0,8 9,1 + 0,9 12,9 + 0,9

Почвенная засуха, 45% ПВ 1952 12,51.0,8 15,41 0,9 13,3 л 1,8 16,0 ± 1,5

Почвенная засуха, 30% ПВ 203 19,5 ±3,2 20,1 1 3,2 19,2 ±3,6 22,9 ±4,1

Недостаток азота 1550 18,71 1,1 23,1 ± 1,2 21,0+1,2 24,8+1,4

Загущение 1277 16,6 ±1.2 21,5 ±1,1 19,3 ± 1,1 21,5+1,0

Пониженная температура 685 9,711,2 12,5 ±1,4 10,0 + 1,8 12,9 ±1.2

Тот же 1533 8,4 ± 0,7 11,01 0,9 7,7 i 2,2 11,4 ± 2,5

эффектов дифференциальной жизнеспособности гамет Р2, неслучайного оплодотворения, дифференциальной жизнеспособности на пост-сингамных стадиях (зиготы, семена, проростки, взрослые особи), неполной пенетрантности , снижения численности потомства гибрида Р, и др.. Индуцированное смещение характера расщепления в Р2 установлено у пшеницы (Батыгин, Савин, 1966; Авакян, 1971), гороха

-(МопЮ972), ячменя (\ЛГа1кег,"Ппд,1967), хлопчатника (Батыгин, Савин, 1966 ), томата (Дишлер, 1983) и др..

В наших исследованиях показана неоднородность сегрегации маркеров (ач/ и с)) в пределах соцветий по вариантам эксперимента в зависимости от условий внешней среды. Трудность в анализе указанных различий в пределах соцветия (от 25 % или 3 1 в Р2) заключается в малосемянности некоторых плодов в соцветиях томата даже в оптимальных условиях, высокой йар^пбеяы&сти осемененнссти плодов, осыпании части цаотков в неблагоприятных условиях внешней среды.

Изучены особенности расщепления рецессивных признаков для разных плодов от разных соцветий одного и того же растения. Растения Р,, находящиеся в оптимальных условиях внешней среды (контроль), в основном характеризуются несущественной изменчивостью по выходу рецессивов в Р2 от разных плодов Ръ хотя некоторые отклонения от 25% значимы при Р< 0.05 или 0.01. Напротив, для варианта недостатка азота характерно устойчивое однонаправленное увеличение в частоты форм а\ча\ь/ (независимо от численности потомства плодов Я,) ; значимые (при Р<0 05, 0 01) отклонения от 25 % по а\л/ наблюдались чаще, чем в контроле В то же время, в указанном варианте сегрегация по маркеру <3 в ¥2 носит "асинхронный" характер, несмотря на сцелленность локусов и (1, В условиях недостатка азота и почвенной засухи для некоторых плодов обнаружены устойчивые и значимые отклонения по маркеру с! в плюс-и минус - направлениях от 25% на уровне Р<0.05, 0 01 (табл.11). Очевидно, что при объединении данных по маркерным классам расщепления полученные разнонаправленные эффекты будут скрыты.

5.3.Зависимость сегрегации маркеров от частоты рекомбинации . Наши теоретические расчеты и экспериментальные данные показывают , что , наряду с описанными в литературе причинами нарушений менделевского расщепления в Р2 , частота кроссоверных событий а маркированном сегменте определенной хромосомы (и даже в других хромосомах ) может существенно влиять на соотношения исследуемых доминантных и рецессивных аллелей в расщепляющихся поколениях . Основной причиной такой ситуации является наличие селективной элиминации рекомбинантных гамет и/или зигот .

На полученном экспериментальном материале нами проведена оценка корреляции (в потомстве от каждого плода Р0 между долей рецессивов в Р2 (М) по каждому из маркеров и частотой кроссинговера ,(в прилегающей маркированной зоне к соответствую-

Таблица 11.

Доля плодов F, в вариантах эксперимента со значимым отклонением

Вариант Число Aw: aw D : d

семян в одном плоде F,, шт. проростков F2 в потомстве одного плода, шт. <3:1 >3:1 <3:1 >3:1

* ** * ** * •* * **

Контроль 74,8±4,9 49,4±3,7 5 3 11 3 0 0 11 0

Почвенная 69,5±3,3 48,8±3,4 16 8 12 8 3 0 10 8

засуха

Недостаток 57,0±4,0 37,4±3,2 29 14 0 0 0 0 5 2

азота

Примечание. *, ** Отклонения от 3:1 значимы соответственно при Р<0.05, 0.01.

щему гену-маркеру на хромосоме) . По разным вариантам эксперимента установлено наличие достоверных связей между величиной М и rf (табл. 12). Характер указанной связи зависит от генотилических и внешних условий среды. Выявлены значимые корреляции между характером расщепления маркеров в F2 и частотой кроссинговера в маркированной зоне другой хромосомы. Следовательно, при наличии определенного уровня селективной элиминации рекомбинантных генотипов, увеличение частоты кроссинговера (в маркированной хромосоме или в других хромосомах генома) может приводить к увеличению отклонений моногибридных соотношений от ожидаемых.

5.4. Использование нарушений моногибридных расщеплений для качественной оценки частоты кроссинговера Дополнительные возможности выяснения причин смещения расщеплений открываются при использовании сцепленных маркеров, у которых наблюдается тесная корреляция между долей рецессивов в F2 по каждому из маркеров ( в потомстве от каждого плода Ft). Величина указанной связи зависит от расстояния между изучаемыми маркерами на генетической карте, частоты кроссинговера и характера распределения обменов в маркированном сегменте, разной степени элиминации только рекомбинантных классов , фона элиминации (температура, питание , влажность и др.), ошибок идентификации вследствие разной пене-

Таблица 12.

Связь между сегрегацией маркеров в Яг и частотой кроссинговера в зависимости от генотипических и внешних условий среды_

Число Связь между Хро- Корреляция

Вариант пло- частотой величи - мо-

дов рецесси- ной rf по со- R Р

вов в F2 зоне ма

Мо 628 х L.hirsutum var glabralum

Контроль 101 fu! ful-e 4 0,52 0,001

101 а hl-a 11 0,20 0,05

101 hl ful-e 11,4 0,26 0,01

101 а ful-e 11,4 0,27 0,01

Мо 500 х L.esc. var. racemigerum

Контроль 46 с m-2-c 6 0,31 0,05

30 с m-2-c 6 0,51 0,01

Мо 393 х Мо 504

[ 35 aw aw-d 2 -

Контроль 35 m-2 m-2-c 6 -0 14 -

35 m-2 aw-d 6,2 0,11 -

35 с aw-d 62I 0,47 0,01

Недостаток 55 aw aw-d 2 0,47 0,001

азота 55 m-2 m-2-c 6 0,47 0,001

48 aw aw-d 2 0,55 0,001

Почвенная 48 m-2 m-2-c 6 0,38 0,01

засуха 48 m-2 aw-d 6,2 0,38 0,01

Дефицит мак- 66 aw aw-d 2 0,30 0,01

ро-и микро- 66 m-2 m-2-c 6 0,37 0,01

элементов 41 с aw-d 6.2 -0,33 0,05

Трантности и экспрессии (Жученко мл., 1985, 1986, 1990)

Нарушение соотношения между сцепленными маркерными локу-сами (Л М) в расщепляющемся поколении (Г2 или ВС ) может использоваться в качестве теста для качественного сравнения вариантов по уровню кроссинговера, исключая случаи неполной пенетрантности генов-маркеров. Влияние последнего фактора на результаты сравнения легко уменьшить путем поплодной рендомизации при посеве семян Р2- Важным условием, позволяющим усилить информационную значимость указанного теста, является разнонаправленность дей-

ствия факторов, способствующих повышению дифференциальной элиминации рекомбинантных гамет и зигот.

Главный недостаток существующих методов определения частоты рекомбинаций - невозможность вычленить изменения частоты кроссинговера и вклад элиминации рекомбинантов в генотипическую структуру расщепляющейся популяции. Преимущество описанного подхода состоит в возможности использовать разную степень элиминации рекомбинантов между сцепленными генами-маркерами, поскольку в случае отсутствия кроссинговера, определенные аллели сцепленных локусов элиминируют с одинаковой частотой. Эти рассуждения экспериментально подтверждены при анализе расщепляющегося потомства от каждого плода Я,. Всего проанализировано 643 плода семи различных вариантов (контроль, почвенная засуха, недостаток азота и др.). Установлено, что с увеличением частоты кросссинговера в зонах а\лк! и т-2-с повышается возможность дифференциальной элиминации сцепленных маркеров и возрастают показатели ЛМ^ а и ЛМ(П_2, с •

С помощью критерия ДМ в популяции растений Р1 можно выявлять "необычные" плоды по уровню х\ или сепективной элиминации, а также качественно сравнивать варианты и др. Самый простой метод -визуальный (нанесением на двумерные проекции процента рецесси-вов в Р2 по одному и другому маркеру). Как уже отмечалось гетерогенность по rf между разными плодами Р, объясняется тем, что различные бутоны и плоды оказываются в неодинаковых условиях. Поэтому частота кроссинговера существенно варьирует в пределах соцветия и между соцветиями одного растения; наблюдается также устойчивое увеличение г( в разных вариантах опытов с уменьшением осембненности плодов.

Таким образом, совместный анализ совокупности оценок реком-бинационной изменчивости по отдельным плодам позвопяет получить качественно новую информацию в отличие от анализа суммарных данных расщеплений. Вместе с тем , предлагаемый подход к анализу расщеплений маркерных локусов не исключает анализа объединенных данных, а существенно дополняет его как вследствие простоты самой оценки , так и возможности (и это главное) получения информации о кроссоверных событиях в сравнительно малых выборках в р2 (16 и более) и ВС. Возможность получения качественно новой информации о формировании рекомбинационной изменчивости и определяет целесообразность использования поплодового анализа.

-------5.5.Поплодовый анализ рекомбинации и селективной элиминации

генотипов. В рекомбинациснном эксперименте трудно'исключить все источники гетерогенности данных Причиной ее может быть физиологическая неоднородность материала, несинхронизироаанность по стадиям прохождения мейоза в клетках, подвергающихся рекомби-ногенным воздействиям, разный спектр селективной злиминации ге-нотипоо;нельзя исключать также и возможности генетических отличий. Поэтому желательно было бы дополнить существующие методы анализа расщеплений маркерных локусов другими способами, позволяющими более полно представить анализируемые данные. Как отмечает Дж.Тьюки (1981), если мы хотим увидеть в данных нечто неожиданное, то недостаточно нескольких, пусть даже очень информативных сводок (т.е. усредненных, обобщающих показателей), необходимо уметь взглянуть на всю анализируемую выборку в целом .

Анализ моногибридных расщеплений сцепленных генов-маркеров может оказаться в некоторых ситуациях информативным при качественном сравнении вариантов по уровню кроссинговера и/или селективной элиминации рекомбинантных генотипов (Жученко мл., 1985а). Поскольку одной из причин разброса моногибридных соотношений относительно ожидаемых значений может быть ограниченность объема выборки в (полученной с одного плода Р,). нами рассмотрена ситуация, когда отличия в соотношениях между мономаркерными признаками по отдельным плодам обусловлены только этой причиной. Такой подход позволяет вычленить чисто статистический компонент изменчивости моносоотношений (Жученко мл., Прейгель,1986).

Для иллюстрации границ статистической изменчивости долей Ма и МЬ при конечном размере расщепляющихся семей нами совместно с И.А.Прейгелем, проимитирована на ЭВМ оценка ряда семей при различном размере выборки (п=40 и п=80) и разной частоте кроссинговера (г1 =10% и гГ=30%), рассчитанной по Р.Фишеру (1958). При случайной изменчивости моногибридных соотношений, визуальное представление совокупности плодов по сочетаниям (Ма, МЬ) позволяет получить достоверные выводы о различиях вариантов по частоте рекомбинации. Если между плодами в пределах варианта существуют отличия по то на проекции (Ма,МЬ) некоторые плоды будут "выпадать" из границ, ожидаемых при наличии только случайной изменчивости: с повышением частоты рекомбинации - по направлению малой оси эллипса, с понижением - по направлению боль-

шой оси эллипса; причем в обоих обе стороны эллипса (рис.3).

примерно равномерно по

«Г

III

I ниш | )) п1

щ 1« |

< * ко

,1ЙПЙ"И

I •

' 'Т

111] 1II

'{'¡.V

и 11 ' ' ! '' 1 1 АкШм'и

{ I <1<[Ц1 I О" •

Н111 ■ I I

и

Рис. 3- Влияние уровня кроссинговера (г!) на совместное распределение (Ма,МЬ) в Р2 (результаты имитационного моделирования на ЭВМ совокупности расщепляющихся семей с разным уровнем г1, соответствующих плодам с различной Осемененностью п): а - rf = 10%, п = 40; б -Л = 10%, п = 80; в - П = 30%, п = 40; г - г1 = 30%, п = 80. Цифрами указано количество семей, отображающихся в данную точку на проекции .

Аналогичным образом могут "выпадать" за пределы границ случайной изменчивости и плоды, при формировании которых действовали некоторые неслучайные факторы (например, селективная элиминация генотипов), смещающие моногибридные соотношения от ожидаемых значений (Ма; МЬ)=(0.25; 0.25). В отличие от случая с изменением величины кроссинговера, при элиминации определенных генотипов должна наблюдаться тенденция к группированию "выпадающих" плодов преимущественно по одну сторону от "случайного" эллипса.

Таким образом, сравнивая варианты по числу плодов, "выпадающих" в обе стороны по направлениям малой и большой осей эллипса, можно получить надежные оценки различий вариантов по частоте кроссинговера и/или элиминации рекомбинантных генотипов. Одна из трудностей такого сравнения вариантов заключается в том, цто плоды могут сильно различаться между собой по осемененности, от которой , в свою очередь, зависит диапазон стохастического варьирования анализируемых параметров. Поэтому при визуальном анализе проекций (Ма, МЬ), изображающих "точки" плодов с различной осемененностью, необходимо привести их к одному масштабу. Это можно сделать двумя способами: 1) приравнять численности плодов по количеству семян за счет случайной выборки заданного числа Особей из плодов с большой осемененностью и/или объединения

I

■-некоторых малосеменных плодов; 2) провести преобразование (нормировку) исходных величин (Ма, МЬ) на соответствующие стандартные отклонения.

5.6. Выявление индуцированных изменений квазисцепления при поплодовом анализе. В литературе весьма малочисленны даннные об индуцированном изменении характера дигибридных расщеплений по несцепленным генам-маркерам. Кроме того, нет убедительных доказательств воспроизводимости полученных результатов. Причем, в большинстве случаев, анализ квазисцепления проводится на основе оценки достоверности отклонения от случайного расщепления несцеппенных признаков в F2 по объединенным данным (маркерным классам расщепления). Между тем очевидно, что отклонения могут быть как в сторону уменьшения rf (ниже 50%) - квазисцепление (КС), так и увеличения rf (выше 50%)-квазиотталкивание (КО). Неслучайно, что при усреднении данных, значимый результат наблюдается- лишь при существенном смещении всей структуры объединенной популяции в F2, т е имеет место сглаживание эффектов, а следовательно, возможна и неверная интерпретация полученных таким образом результатов (Жученко мл ,1986)

По объединенным данным в вариантах опыта: I контроль - полная репродуктивная нагрузка в оптимальных условиях, II. удаление всех пасынков по мере их появления в оптимальных условиях; III. воздействие пониженной температурой воздуха, IV. почвенная засуха, V. недостаток азота; VI частичный (75% от нормы) дефицит макро-и микроэлементов, VII. полное отсутствие питания макро-и микроэлементами (от закладки первого соцветия до полного плодо-образования) - значимых эффектов квазисцепления не обнаружено. Однако в пределах каждого варианта встречались пподы с высокозначимыми отклонениями rf от 50% для несцеппенных признаков (на уровне до четырех стандартных отклонений) в сторону как увеличения, так и уменьшения Установлено, что при выборе уровня значимости 2а фактическая частота появления плодов с отклонением rf от 50% по всем несцепленным парам признаков превышала значение 5% (при случайных вариациях для симметричного распределения) в среднем в 2 раза Это характерно для большинства вариантов опыта (рис.4).

Доля плодов с отклонением rf от 50% на уровне 2а (одновременно по трем несцепленным парам aw, m-2; aw, с; d, с) была наименьшей в варианте недостатка азота. Одним из объяснений этого

является высокозначимое увелиу^ние частоты кроссинговера в зоне а\лм! (хромосома 2). Аналогичный эффект получен и для варианта почвенной засухи. Следовательно, при усреднении данных, значимый эффект квазисцепления может быть обнаружен только при сильном смещении всей структуры объединенной популяции в Р2, что приводит к сглаживанию истинных отклонений расщепления несцепленных генов-маркеров от 50%, а также трудностям в анализе и интерпретации данных!

Т77Л КС I—\К0

/

а

7

1 гз ч I

7 234

л

12 34 Й •

12 34

is

123 4 У

1 г з 4 YL

12 34

а

Рис.4. Доля плодов Ft по вариантам эксперимента с отклонениями rf от 50% на уровне 2а для четырех пар несцепленных маркеров : 1-aw, m-2; 2-aw,c; 3-d,m-2; 4-d,c.

5.7. Связь величины квазисцепления и частоты кроссинговера. Нарушение независимости наследования несцепленных признаков описано в литературе для гибридов салата, гороха, табака, (Mali-nowski,1927), хлопчатника (Wallace, 1960а), томата (Wallace, 19606), перца (Самовол,1985) и др. Предполагается, что квазисцепление имеет важное значение в эволюции, влияя на генотипическую структуру популяции (Mike, 1977) и является следствием взаимного "притяжения" между центромерами хромосом одного вида (Wallace, 1953; Michie,1953), дифференциальной жизнеспособности гамет и/или зигот, либо неслучайности сингамии (Schwemmte,1952; Schwemmte, Ко-epchen,1952). Индуцированное получение квазисцепления показано только на культуре томата.

На основании поплодового анализа нами установлено, что изменения величины квазисцепления связаны с изменениями частоты кроссинговера, при индуцировании кроссинговера в маркированных сегментах нарушается согласованность квазисцепления для несцеп-ленных генов-маркеров, причем чем выше частота кроссинговера, тем ниже величина квазисцепления и, наооборот (табл. 13).

Таблица 13.

Взаимосвязь отклонений г1айм1 от 8,85% и г^ г1СС1

от 50%

г1 т-2, а*л/ т-2, й с, а'л' с,с)

По растениям

а^-д | 0,24 0,27 0,15 0,14

По плодам

а\у-с1 0,52 " 0,39 0,49* | 0,63***

Примечание. *■** "'Корреляция значима соответственно при Р-.О 05, 0 01, 0.001

Для проверки полученных эффектов значения г1 по сцепленным и несцепленным признакам рассмотрены в единой совокупности (независимо от варианта опытов) Это позволило получить выборку с широким диапазоном изменчивости величины г1 по всем шести возможным парам генов-маркеров т-2-с, аш.с, с!,т-2, с),с) для

каждого из 643 плодов Г, в отдельности Малосемянные плоды (<16 штук) при этом не учитывались Анализ показал, что чаще и с лучшей согласованностью отклонений ¡1 от 50% при уровне 2а (для четырех пар несцепленных признаков) встречались плоды, характеризующиеся минимальными значениями по г1а№й и г1т_2.с одновременно. Напротив, выборка плодов с максимальными значениями отличалась меньшей величиной и согласованностью КО и КС для всех пар несцепленных признаков

Предположив, что величина квазисцепления связана с дифференциальной жизнеспособностью кроссоверных гамет и/или зигот, мы сопоставили изменение моногенных соотношений по вариантам эксперимента с показателем ДМ (модуль разницы частот рецессивов по сцепленным генам-маркерам) при рассмотрении исходных и объединенных данных. Выявлена связь величины ^ для сцепленных и несцепленных генов-маркеров и значения ЛМ. Например, в варианте недостатка азота отмечено наиболее существенное увеличение Ка^ (17-20%), АМ^а > 2о (43,1%) и уменьшение числа плодов (ниже 4%) со значимыми отклонениями г1а,»,т.2, г^с. ^о.с от

50% (КС+КО) относительно других вариантов. При этом полностью отсутствовали плоды, характеризующиеся КС по г^с, тогда как в контроле - г^-9% , ДМ^а >2о -0.0 %, более 12% плодов со значимыми отклонениями г^т^, г^с, rfa.c от 50% и 8% плодов с существенными значениями КС по г!«^ (см.рис.4).

Следовательно, с увеличением частоты кроссинговера возрастает возможность (в количественном отношении) дифференциальной элиминации на постмейотических этапах кроссоверных генотипов,что приводит к понижению проявления эффекта квазисцепления. При оценке индуцированного явления квазисцепления на объединенных данных значимый результат наблюдается в случае существенного уменьшения или увеличения доли плодов Р,, характеризующихся КС либо КО.

ВЫВОДЫ

1.Обоснована необходимость правильного выбора единицы учета (пыльник, бутон, соцветие, растение или совокупность растений) рекомбинационной изменчивости в зависимости от особенностей ее формирования на органном, организменном и популяционном уровнях.

2.Объединение (суммирование) совокупности особей Я, без детального учета условий (эндогенных и экзогенных) формирования их потомства приводит к существенной потере информации об особенностях рекомбинационной изменчивости. Компромисс между требованиями снижения статистической изменчивости оценок рекомбинационных параметров и необходимостью получения максимума биологически значимой информации из имеющихся данных при выборе единицы учета в гибридологическом анализе определяется спецификой "архитектуры репродуктивной системы" вида, целями и задачами исследования.

3.Если при сравнении вариантов изменчивость рекомбинационных и сегрегационных параметров носит случайный характер, то их оценка должна осуществляться традиционными методами. В случаях влияния на показатели и моногибридных расщеплений как контролируемых, так и неконтролируемых биологических факторов необходимы дополнительные меры по учету и анализу рекомбинационной изменчивости.

4. Показаны дополнительные возможности выяснения причин изменчивости рекомбинационных и сегрегационных параметров при

использовании поплодового анализа . Нарушение соотношений между сцепленными маркерными локуеами в расщепляющемся потомстве (Р2 или ВС), анализируемой совокупности плодов Р^ может рассматриваться в качестве теста для качественного сравнения вариантов по частоте кроссинговера. Важным фактором, позволяющим усилить информационную значимость указанного теста, служит дополнительная оценка селективной элиминации рекомбинантных гамет и зигот.

5.Установлено, что наиболее объективной единицей учета реком-бинационной и сегрегационной изменчивости у томата является плод. Предложена математическая модель анализа частоты кроссинговера и селективной элиминации рекомбинантов по плодам томата, с помощью которой можно сравнивать различные варианты по величине частоты кроссинговера и степени селективной элиминации рекомбинантных генотипов. Поплодовый анализ позволяет использовать синхронизированность э параллельно и последовательно развертывающейся совокупности процессов в развитии мейотических клеток и постмейотических событий, что обеспечивает получение качественно новой дополнительной информации о факторах, обусловливающих варьирование частоты кроссинговера, степени селективной элиминации рекомбинантов и уровня квазисцепления в их взаимосвязи

6.На основании дифференцированного поплодового анализа показаны: влияние дефицита минерального питания, пониженной температуры воздуха, почвенной засухи на характер кваэисцеппения и его связь с частотой кроссинговера; взаимосвязь величины частоты кроссинговера и степени селективной элиминации рекомбинантов; канализирующая роль гибридного растения томата на особенности формирования "архитектуры" рекомбинационной изменчивости.

7.Различная изменчивость частоты рекомбинации в макро-и микроспорогенезе, разных секциях пыльников и в пределах соцветия (между отдельными репродуктивными органами), а также разная изменчивость степени и направления селективного отбора рекомбинантных гамет и зигот в разных плодах являются главными причинами вариабельности рекомбинационных оценок в пределах одного растения.

в.При индуцировании рекомбинационной изменчивости наряду с увеличением частоты кроссинговера, как правило, возрастает селективная элиминация рекомбинантов. Вариабельность величины час-

тоты кроссинговера зависит от многих биологических показателей конкретного плода на растении Р, (местоположения, осемененности, массы и пр.) и их взаимодействия.

9. В качестве важного фактора увеличения рекомбинационной изменчивости на органном уровне за счет искусственного создания гетерогенных условий внешней среды могут быть использованы разные сроки посева гибридов

10. Различия по частоте рекомбинации и степени селективной элиминации рекомбинантов между разными соцветиями и отдельными бутонами в пределах'одного соцветия растений Р, обусловлены вариабельностью абиотических и биотических факторов на разных стадиях развития репродуктивных органов - от закладки генеративных структур до семяобразования. При этом изменчивость реком-бинационных и сегрегационных параметров в зависимости от местоположения соцветия на растении Р, проявляется в меньшей степени, чем их изменчивость между плодами одного и того же соцветия. Однако вариабельность г1 между соцветиями чаще значительно выше вариации г( между разными растениями Р,, выращенных в одинаковых условиях внешней среды .

11. Использование стрессовых факторов внешней среды в сочетании с искусственным снижением репродуктивной нагрузки приводит к увеличению гетерогенности пыльцевых зерен (по морфологическим признакам, общему и удельному содержанию ДНК) и растений Р2 (по количественным признакам в маркерных группах), а также лучшему сохранению двойных кроссоверов в Р2 по сравнению с вариантами контроля.

12.Характер взаимосвязи между гетерозисом по массе плода и частотой кроссинговера значительно варьирует в зависимости от местоположения бутона-плода в соцветии и соцветия на растении Рг

13. Конкуренция за питательные вещества и влагу между растениями Р, по мере их роста приводит к усилению конкуренции в пределах соцветия между бутонами - плодами, а также в пределах растения между соцветиями , что обеспечивает , в конечном итоге, повышение дисперсии и критерия гетерогенности ¡1.

14.Показана значимая отрицательная зависимость величин гете-розисного эффекта (по раннему урожаю, вегетативной массе, осемененности) и рекомбинации (по частоте кроссинговера), на которые влияют генетические и средовые факторы. Изменение вектора связи г1 и истинного гетерозиса по продуктивности, в зависимости от усло-

вий выращивания гибридов Ру может быть обусловлено изменением характера селективной элиминации гамет и I или зигот.

15. Установлено рекомбиногенное действие засухи и пониженных доз азота, а также их влияние на отклонение моногенных соотношений от теоретически ожидаемых в расщепляющихся популяциях. Почвенная засуха относительно других факторов (дефицит минерального питания, пониженная температура воздуха, применение гербицида Препарат 1) обладает наибольшим индуцирующим действием на рекомбинационную изменчивость у томата и льна. При этом конкуренция может выступать как фон отбора, так и существенным ре-комбиногенным фактором. Низкоконкурентные гетерозиготы чаще характеризуются бопьшими значениями рекомбинационных параметров (величиной г?, частотой хиазм, новым спектром генотипов в и ^э ) по сравнению с высококонкурентными Различия в генотипической структуре расщепляющегося потомства между низко - и высококонкурентными генотипами особенно выражены в стрессовых условиях

РЕКОМЕ НДАЦИИ

1 В целях увеличения доступной отбору генотипической изменчивости при межсортовой и особенно межвидовой гибридизации целесообразно использование в качестве хотя бы одного из компонентов скрещивания сортов и форм с относительно высокой ре-комбинационной способностью

2.Традиционно считается , что гибридные селекционные питомники для большинства культивируемых видов необходимо размещать в оптимальных для данной культуры условиях внешней среды. Нами установлено, что действие почвенной засухи (40% ПВ) в период от появления проростков до цветения первого цветка растений Я,, способствует увеличению рекомбинационной изменчивости у томата и выхода трансгрессивных форм у льна ,

3.Сочетание действия рекомбиногенного фактора и искусственного снижения репродуктивной нагрузки на растении Р, способствует уменьшению конкуренции между соцветиями, бутонами, гаметами и зиготами, а также плодами за общий ограниченный питательный субстрат и, как следствие, приводит к уменьшению селективной элиминации рекомбинантов. Удаление части репродуктивных органов и структур на стадии бутонизации приводит к созреванию тех плодов,

которые в стрессовых условиях обычно не вызревают и не дают жизнеспособного потомства.

4.В загущенных популяциях отбор низкоконкурентных генотипов может способствовать увеличению доступной селекционеру ре-

комбинационной изменчивости. При этом конкуренция выступает в качестве эффективного рекомбиногенного фактора и одновременно фона отбора селекционно ценных генотипов.

5.Растения гибридов F, с ¡низким уровнем гетерозиса по продуктивности в оптимальных условиях внешней среды можно использовать в качестве селекционно ценных комбинаций скрещивания, обладающих большим потенциалом доступной искусственному отбору рекомбинационной изменчивости.

6.Разные сроки посева гибридов Fi в условиях действия стрессовых факторов (почвенной засухи) могут быть использованы для увеличения суммарной генотипической изменчивости в расщепляющихся поколениях.

7.Характер рекомбинационных и постмейотических событий, обусловливающих доступную генотипическую изменчивость тесно связан с местоположением плодов на растениях Fi томата. Поплодовый отбор может способствовать ускорению селекционного процесса в тех случаях, когда использование обычных методов отбора оказывается неэффективным.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 .Модификация метода определения пролина для выявления засухоустойчивых форм рода Lycopersicon Tourn. // Изв. АН МССР, Сер. биол. и хим.наук, 1981, N4, С.55-60 (соавторы : Андрющенко В.К., Саянова В.В. и др.),

2.Формирование микроклимата в фитоценозах различных видов томата Н Экологическая генетика растений и животных. Кишинев: Штиинца, 1984, С .'71-73.

3.Использование нарушений моногибридных расщеплений для качественной оценки частоты кроссинговера II Изв. АН МССР. Сер.биол. и хим. наук, 1985, N4, С.67.

4. Влияние частоты кроссинговера на отклонение показателей менделеевского расщепления от 3:1 // Изв. АН МССР. Сер.биол. и хим. наук, 1985, N5, С.32-33.

5.Учет изменчивости рекомбинационных параметров в пределах соцветия томата (на примере квазисцелления) // Рекомбиногенез: его значение в эволюции и селекции. Кишинев: Штиинца, 1986, С 209211.

6.Изменчивость рекомбинационных параметров в зависимости от условий среды и архитектуры репродуктивной системы томата II Автореферат ... канд.биол.наук, Институт генетики и цитологии, Минск, 1986, 17 с.

7. Вариабельность рекомбинационных показателей в зависимости от густоты стояния гибридов F1 томата // Рекомбиногенез : его значение в эволюции и селекции , Кишинев : Штиинца, 1986, С.212-214.

8.Взаимосвязь частоты кроссинговера и уровня квазисцепления II Генетика, 1986, вып. 22, N8, С.2074-2081.

9. Комплексная оценка пыльцы на внутривидовом гибриде F1 томата с регулированием репродуктивной нагрузки при пониженных температурах II Рекомбиногенез: его значение в эволюции и селекции. Кишинев. Штиинца, 1986, С 224-227. (соавторы: Кирияк П В., Базга Е А )

10.Связь частоты кроссинговера и отклонений показателей менделевского расщепления от 3 1 Н Тез.докл семинара мол учен, селекционеров и генетиков, Минск, 1986, С 34.

11.06 анализе рекомбинации и селективной элиминации генотипов в плодах томатов // Генетика, 1986, вып.22, N8, С.2082-2089 (соавтор: Прейгель И.А ).

12.Сбор, изучение и сохранение генетических ресурсов . роскошь или необходимость //Овощевод НПО "Днестр", 1989, N20(30), С.2.

13. Влияние фактора загущения на репродуктивное развитие томата //Селекция, агротехника и орошение овощных культур. Кишинев : Штиинца, 1989, С.36-47.

14.Взаимосвязь гетерозиса и частоты кроссинговера у томата //Изв АН МССР, Сер.биол. и хим. наук, 1989, N1, С.39-42. (соавтор : Ущаповский И В.)

15. Генетический контроль распределения изменчивости а пределах гибрида F, томата /Яеоретическая и прикладная карпология. Кишинев: Штиинца, 1989, С.178-179.

16.3ависимость частоты кроссинговера от комбинации скрещивания /Юнтогенетика высших растений. Кишинев: Штиинца, 1989, С.92-93. (соавтор: Ущаповский И.В.).

17.Архитектура- репродуктивной системы томата (генетический подход). Кишинев: Штиинца, 1990, 200 с.

18. Генетические и биотехнологические методы в селекции овощных культур //Наука' овощеводству Молдавии. Кишинев: Штиинца, 1990, С.41-50 .(соавторы Андрющенко В.К., Нютин Ю.И. и ДР)

19.Анализ селективной элиминации гамет и зигот у гибридов F, //Механизмы адаптации. Ростов - на - Дону, 1990, С 148-149. (соавтор: Ущаповский И.В.).

20.Способ создания исходного материала для селекции раннеспелых высокопродуктивных сортов томатов //Авт свид. N 71725787 А опубл. в 1991.(соавторы: Самовол А.П., Жученко А.А. и

др.)

21. Использование гетерозиса как критерия отбора на этапе Ft // Современные методы и подходы в селекции растений. Кишинев: Штиинца, 1991, С 109-115. (соавтор: Ущаповский И.В.).

22.Гибриды F, как средство селекции //Генетика, 1991, т.27, N10, С.1801-1813.( соавтор: Самовол А.П.).

23.Дизруптивный отбор как фактор увеличения доступной реком-бинационной изменчивости //Генетика и селекция (София), 1992, т.25, N1, С.23-30. (соавторы: Самовол А.П., Данаилов Хр.).

24.Генетическая коллекция льна : проблемы и перспективы //Льняное дело, 1992, N4, С. 2-8. (соавторы : Ущаповский И.В., Рожмина Т. А. и др.).

25.Сравнительное изучение изоферментных спектров сортов льна-долгунца //Докл. АН Белоруссии, 1992, т.38, N5, С.473-475.(соавторы: Юренкова С И., Хотылева Л.В.).

26.Utilization of heterozis as a selection criterium at F, stage //XII EUCARPIA Meet., Plovdiv, 1993, P.56-62. (соавтор: Ущаповский И.В.).

27.Protection of flax germplasm is the garanty of flax future IIIndustr. Crops and Prod Pisa, P.98 (соавтор: Ущаповский И.В.).

28. Peculiarities of flax cell wall and fibre quality //Industr. Crops and Prod. Pisa, 1993, P.101, (соавторы : Лозовая В.8., Карпита Н. и др.).

29. Национальная коллекция русского льна (эволюция и генетические ресурсы), Торжок, 1993, 139 с. (соавторы : Ущаповский И.В., Курчакова Л.Н. и др.).

30.The preservation of flax genetic resources : is it luxury or necessity? II Natural Fibres, Poznan, 1994, 38, P.5-8. (соавтор : Ущаповский И.В.).

31.Some cytomorfological characteristics of pollen Linum genus //Natural Fibres, Poznan, 1994',"38," P 127' (соавторы Ущаповский И В., Игнатов А Н. и др ).

32.Recombination system of flax II Natural Fibres, Poznan, 1994, 38, P 128-129 (соавторы Ущаповский И В . Орлова И Н )

33. Проблемы развития фундаментальных и прикладных исследований в льноводстве России //Льняное дело. 1994 N1, С 1313.

34.Лен в России и мировые тенденции его производства // Селекция, семеноводство, возделывание и первичная обработка пьна-допгунца. Торжок 1994, С 5-23.

35.К вопросу о роли микрогаметофита в адаптации растений к эконише возделывания //Сельскохозяйственная биология, 1994, N3, С.59-64. (соавторы: Балашова Н Н , Валеева З.Т. и др).

36.Сбор, сохранение и использование генетических ресурсов льна //Селекция, семеноводство, возделывание и первичная обработка льна-долгунца, Торжок, 1995, С 75-94 (соавторы Рожмина Т А , Курчакова ЛИ и др )

37 Screening for adaptiveness in the flax collection at the Institute of Flax //Proc XIV EUCARPIA Congress, Jyvaskyla, 1995, P. 121.(соавторы Ущаповский И 8 , Рожмина ТА и др ).

38.Индуцирование рекомбинационной изменчивости у льна//Селекция, семеноводство, возделывание и первичная обработка льна-долгунца, Торжок, 1995, С.95-105.

ЗЭ.Способ попучения трансгрессивных форм у льна //Заявка N 9510360513 (006662) от 22 03.1995. (соавторы . Курчакова ЛИ, Рожмина Т.А и др.)

40.The using of induced recombination in breeding of flax. II III Work Group Meet. FAO Flax Network, St.Valery-en-Caux , 7-8 Nov. 1995, (in press).

41. Перспективные направления научных исследований в льноводстве России //ВНИИЛ, Торжок, 1995, С.78-79.