Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Гаплоидная технология селекции пшеницы казахстанских агоэкотипов

ВАК РФ 03.00.23, Биотехнология

Автореферат диссертации по теме "Гаплоидная технология селекции пшеницы казахстанских агоэкотипов"

казахская академия сетшосшзжт^шашх наук

Казахский научно-исследовательский институт земледелия им. К Р. Втаьямса

На правах рукописи

Ж^МБАКИН Кабыл жапарович

ГАПЛОИДНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ СЕЛЕКЦИИ ПШЕНИЦЫ КАЗАХСТАНСКИХ АГРОЭКОТНПОВ

Специальность 03. 00. 23 - биотехнология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

п. Алмалыбак 1992

Работа выполнена в отделе биотехнологии Казахского научно-исследовательского института земледелия имени ЕР. Випьямса,

Научные руководители: доктор биологических наук

О. Ш. ШЕГББАЕВ,

кандидат биологических наук В К СУХАНОВ.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук

К. Н. САРСЕНБАЕВ,

кандидат биологических наук В. Р. КУДЛРОВ.

Ведущая организация - Институт молекулярной биологии и

биохимии им. М. А. Айтхожина.

Занята диссертации состоотся " 199£ г.

в " I Н^ " часов на заседании специализированного Совета К 020. 39.01 по присуждению ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук при Казахском научно-исследовательском институте земледелия им. В Р. Ейльямса по адресу: 463133, Алма-Атинская обл., Каскеленский район, поселок Алмалыбак, КазНИИЗ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института .

Автореферат разослан "Л^- Ж&Л 1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета, , кандидат сельскохозяйственных ,Д7

наук / _ ¿/¿^/ ¿'Л - ' С. Б. РАМАЗАНОВА

ОБЩАЯ ХАРЛКТБгаСТИКА РАБОТЫ

В агропромшлэнном секторе Республики Казахстан одно из ведущих мест отводи гея вопросу постоянного увеличения производства высококачественного зерна пшзняцы. Решение этой задача требует создания я внедрения в сельскохозяйственное производство новых высокопродуктивных сортов агроэкотяпов устойчивых к стрессовым фактора«! внешней среды различных регионов Республики. В настоядеа время это азможно при постоянном совершенствовании методов, подходов а приемов градационных методов в сочетании с биотехнологическимя методами (Муромцев.Бутенко и др..19901 Рахвмбаов а др..19901 Абугалиев. Шог0ба0в.1991).

Одням из биотехнологяческих методов» получиваим наиболее шярокое распространение в мщхшой селекционной практике,является ускоренное излучение селекционно-ценных дигапловдов. результативность которого существенным образом зависят от особенностей процесса андрогеяеза ин вятро. генотипа донорного растения.состава питательной среды, физиологического состояния растения я физи-ческах условий культивирования.

З^ЗШ-разработка я усовершенствование эффективных приемов получения адарогенных лишй пшеницы для использования в практической селекции.

В задачи исследований входило:

1) определять особенности изменчивости авдрогенеза ин витро в зависимости от генотипа, условий выращивания расгений-дошров и питательной среды культивирования;.

2) выявления биохимических маркеров функционального состояния тканей пшеницы при андрогенэзе ин витро;

3) оценка го комбинационной ценности я гяпу наследования сортов по признакам мор(|юген9гнческой и рагешрационной способ-

hoctjjj

4) проносу^ генетическай еиалив с применением диаллвльных скрещиваний по признаку евдукцне морфогенеза;

5) определять влияние повторного культивирования в нн внтро не изменчивость селекционных признаков ввдрогенных линий.

» Выявлена в научно обоснована эффактав-носгь равребоганннs в усовершенствованных праамов в технологий полученшз андроганннх дигагиовдов пшеницы для их селекционного использования, Бгаичаюзей:

- установлена® тисов дощнароватя в йзшнчеюсти при8нахов ыорфогаюва в регонарашш аядрогвнных дигаплоидшг линяй в вевисиюстЕ os генотепа, усдовай репродуцирования доноров и состава питательной среды для культивирования эксплантат

- выявлен аддитивный эффехт действия гевовв комбннацзонная ценность сортов н особенносте генетического контроля признаков морфогедава в регенэрадаонной способносуаг

- для оценка фунвдаонального состояния культзвйруемых тканей предложены баохшинеские маркеры;

- доказательство налвчвя гаыатоклональной изменчивости андрогвнншс дигашшдов vo их основным селекционным признакам.

Разработаны эффективные призмы и технология массового получения андрогенныэс дигаплоидов пшеницы для практического исяольвованяя в селекции. Авдрогенные линия выявленные по гаметоклональной изменчивости хозяйственно-ценных признаков и вновь созданные, переданы и используются в практической селекции пшеницы в КавНИИ земледелия им.в.Р.Вяльямса. АктвбинскоЯ СЖОЗ* Семипалатинской СХОЗ^ Зцряновской ГСС» Карагандинской СХОЗ а переданы в Институт растительных ресурсов г зерновых культур СУАР, КНР.

Дда50№М-Ш59№> Отдельные материалы в положения диссертации апробировались на I республиканской конференции колодах ученых "Теоретические и прикладные аспокгы генетика и селекции тавотных,, растений в микроорганизмов (Ташкент^ 1990), на Всесовв-ной конференции по биотехнология злаковых культур (Алма-Ата. 1988). Международной'конференции по генной инженерии зерновых зланов (Алма-Ата, 1989)

ДйЗдаЯВД* По материалам диссертация опубликовано научных работ.

^ГЛЬХШ^ЛЛШХЛЯШШШЩВ* Диссертационная работа изложена на страницах щаинопксною текста* состоит нз введения. б глав, выводов, практических рекомендаций» списка йсголь-зовандай литературы аз 172 наименований. Такс? иллюстрирован ¿4 таблицами и 21 рисунками.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ШХ8И0&Э» Исходным материалом в работе по культуре пыльга-ков служили сорта в гибриды пшениц в количестве 40 гада типов, используемые в селекционной практике отделов селекция озимой в яровой пшеницы и лаборатории селекции твердой пшеницы КазНИИ земледелия им. В.Р.Вильямса.

Межсортовая гибридизация по топкросной и диаллольной схеме яровой мягкой пшеницы проводилась по методике Бврлауга (модификация Урззалиева и Шегебаева.1981),

Исходным материалом для изучения гаметоклоналыюЯ язмен-чивосги служили дигаплоидные линия сорта Саратовская-52. любезно предоставленные Сухановым В.М. (1987).

Для получения гаплоидов, растения отбиралась в стадии одноядерной микроспоры и перед культивированием выдерживали в холодильной камере ¡три температуре 5±2°С э течение

0...I0 суток. Сгершшвацив колосков, находящихся в лиеговой обертке* проводила поверхностно 70% спиртом. Базовыми средаш для культивирования пыльников служили питатадьные среды Гаыборга В5 ( 6am ¿оig. 1976) и Pofeto-П {CA-uang £¿¿<1978).

Эмбриогеннда структуры были классифицированы как эмбриовды и полй8ыбриошш; каллусы подразделялись на шрфогенные и немор-фогенша (Суханов и др..1987). Регенерация гаплоидных растений проводилась на срадах Гамборга В5 я Мзграсиге 0 Скуга (Muzatki^ <Scoä(j_ .1962). Проводилось сравнительное исследование ¡л а годом дяск-элекгрофорезе ДААГ катодных пзроксадаз анцрогевных структур* питательной среды я цробдрочных регедаравтов КавНИИЗ (Б.Ш. алн&ггазиновой).

Изучение влияния компонентов питательной среды Po4aio-II проводилось с постановки} полного факторного эксперимента да Максимову (1976) и переложенного на язык ЭВМ в лаборатории биометрии в информатике КвзНШЗа (Калигулою й P.E.). Салу влияния генотипа, питательной среды ш ех взаимодействия на индукции морфогенеза определяли по Лакину (1990).

Общую и специфическую комбинационную способность сортов по признакам морфогенетиадской и регенэрациошгай способности определят по мэюду Граффянга (1956)» а генэгячэский анализ на основе диаляельного скрещивания по методу Хеймана (1954).

Определялись гамзгоклошлышя изменчивость кодичветвзннше признаков и спектр електрофореграда запасных белков (Ю.В. Перуанский* К.М.Булагова) и иммунологическая оценка (А.Г. Сарбавв).

Результаты провадогшшс исследований обрабатывалась на компьютере 1Ш/РС в лаборатории биомагрии и информатики.

РЕЗУЛЬТАТУ ИССЛЕДОВАНИЙ I. АНДР01ЕНЕЗ М м-ко у пшшмцы

• Для того, чгобш метод куль туры пыльников стал эффективные приемом в селекции, следует добиться получения достаточною количества дигаплоидов (Лукьянов, 1983)» что существенным образом зависят от частоты морфогенеза и регэвэрации гаплоидов. Основными факторами определяющими последнее являются генотип донорного растения и условия их выращивания (Дьячук,1989). Степень и характер этой зависимости довольна противоречив, что обьясняется различным исходным материалом, с котрт работает исследователя цря культивировании пыльников.

В связи с этим на начальном этапе исследований наш были апробированы на частоту авдрогенеза различные сорта яровой а озимой (мя&я н твердая) пшеницы селекции КазНИИЗа.

Из данных табл.1 видно,что частота явдукцяи андрогенннх структур и регенераций различна у твердых и мягких пшеницы.

Таблица I

Частота авдрогенеза у мягкой и твердой пшеницы (1989-1991 гг.)

Виды пшениц

: КОл-во :Морфогвн-

! КУЛЬТУР- |НЫХ струк-

! ных пыль-}тур, % ! ников {

Регенерация от числа морфо-

генных структурЛ ^ ^ ----- ^ ^ ✓ -------

зеленых :альбитосов

Яровая мягкая 30680 4,49*0,01 11.62^,09 12.64^0,09

Озкмая мягкая 13397 4.90^,02 1 4,35^0,13 18,1310,15

Яровая твердая 3210 б,45±0,04 0 11,11^0,22

Озимая твердая 2595 0,57±0,01 6,67±0,67 6,67^,67

Частота образования морфогенных структур у яровой твердой пшеницы превышала частоту таких садтсгур у мягких. Наибольшая частота морфогенеза наблюдалась у гибрида F2 Мелявопус-26 х Омский рубин (56,97f), а у родителей этот показатель составил 2.86 и I4& соответственно,, По озимой твердой пшенице из П-ги геногипоЕ отзывчивыми оказались только три - ?j 0I09V76 х 480339 (0.955!) и Вахт (1,02). F2 146® х Вахт (2.2Й).

Все изученные гибриды озишй мягкой шенйцы была отзывчивыми на ивдукгир морфогенеза (2.5-8.02) ,1до частота образования каллусов у сортообразцов варьировала от 0 до 26.602 в зависимости от генотипа и регенерация растешй из морфогенных каллусов и эмбрао-идов колебалась от 0 до 29Д7£.

Большинство сортообразцов яровой мягкой пшеницы показали довольно низкие значения з процессе авдрогвнезв ая витро. Наибольшую частоту образования кап лу со в и эмбряоидов, а также регенерации показали сорта Казахстанская-3. Казахстанская-4 и Казахстанская-? и высокие показатели частоты морфогенеза - Казахстан-ская-9 (4.70^). Казахетанская-П (5.63Й), Сара г о зека я-29 (3,66£). Однако способность к регенерации у этлх структур была незначительной.

с целью

определения силы влияния факторов генотипа, питательной среды и их взаимодействия на индукцию морфогекнше структур, культивировались пыльники шести генотишв игровой в шести генотипов озимой мягкой пшеницы на средах Гамборга В5 и Ротато-П. Полученные данные были подвергнуты дисперсионному анализу, результаты которого представлены в таблице 2. Откуда видно, что при культивировании пыльников озимой мягкой пшеницы около 50$ от общего варьирования признака морфогенеза обусловлено, генетическим разнообразием

я лсшько 6% приходится на долю фактора питательной орвдн.Вмасгв с тем. даблсдается высокая еавясимосгь индукция каллусов от взаимодействия питательной среды и генотипа (44Й).

Состав питательной среды яровоЗ мягкой пшеницы (21 ,К) является более значимым* чем для озимых форм {6,1%). Около 36? обусловлено фактор«,! генотипа я наибольшое влияние на признак морфогенеза приходится на взаимодействие изучаемых факторов.

Таблица 2

Сила влияния питательных сред з генотипов на индукцию морфогенеза у мягких пшэшц

Факторы : ¿г : /72, : Лол л : Р* :1-„„йт, : ит : 0 : участия.? : ч®1"' :

О зет я я мягкая пшеница Питательная среда (С) I 13.862 б.III 523,419 4,32 Гекогяп (Г) 5 22.436 49.449 847.124 2.68

Взашлодействие

(С X Г) 5 20.104 44.310 759.0?6 2.68 Ошибка II . 6.026 0.228

Яровая мягкая шиница Пататйпьная среда (С) I 770,893 21.104 8447.879 4,32 Генотип (Г) 5 262,955 35„993 2881.609 2,68

Взаимодействие (С х Г) 5 313.212 42.872 3432.356 2.68 Ошибка II 0,091 0.027

Таким образом среда Ро^айо-П является наиболее оптимальной для образования морфогвнных каллусов и эмбриоидов в культуре пыльников мягких пшениц по сравнении со средой 1Ъмборга Ее и для повышения индукции морфогенеза необходим подбор оптимальной среды для различных генотипов в отдельности так у озишх.

гак и яровых форм.

Шт^ттяшш^штшШлтм^ЫяЯ- как известно, основой среды Fotato-П является картофельный экстракт.Можно предположить, что использование экстрактов из клубней различных сортов мэжет дать неидентичные результаты. Для проверки этой гипотезы нами были использованы экстракты, выделенные из клубней двух сортов картофеля - Тамаша и Шэргандинка, любезно цредосгав-ленные нам г.л.Лигаем (КагНИЖоХ). Одним из отличительных особенностей сорта Тамаша от сорта Шоргавдянка является большая ягодооб-разующая способность, т.е. способность образовывать большое количество генеративных органов на растении. Кроме этого, изучены еще 4 три фактора - разная концентрация 2.4-Д. наличие-отсутствие агара и глицина. Каддый из них взят на двух уровнях: для 2.4-Д - 0.5 и 2.0 мг/л. глицина - 2.0 мг/л и 0. жвдкая-гвердая среды. С целыз изучения влияния этих компонентов питательной среды Ротаго-П на образование морфогенних структур использовали матрицу полного факторного эксперимента (ПФЭ).

. На рис.1 представлены результаты влияния компонентов среды Рогато-П на индукцию авдрогенеза ин витро сорта Казахетанская-3. Откуда видно, что использование сорта картофеля Тамаша на всех вариантах'превышало результаты индукции морфо генных каллусов с экстрактом сорта Шэргандинка. При этом наибольший выход каллусов был во втором варианта, хотя регенерации ив этих структур не наблодалось. По-видимому, это объясняется тем. что на регенерацио] ную способность повлияла повышенная концентрация 2.4-Д в отсутствии глицина на твердой среде. Высокие показатели регенерации из морфогенных структур, полученных на жидких средах.где возможно сказалось отсутствие негативного влияния агара.

-----

Разделенно и отбор авдрогенетических структур по мор-

-Н/1

варианты < г 2 4 5 е 7 в

2,4-Ю 0.5 2.0 0.5 2.0 0.5 го 0.5 го

глицин 0 0 2.0 2.0 0 о го 2.0

агар + + + + - - - -

Рис, I Влияние компонентов среды Ро4а±о-П на индукцию андрогенеза сорта Казахетанская-З

Примечание:-экстракт сорта Таыааа;---- экстракт сорта Зортаадинка;

3- количество зеленых регенерантов 5- количество альбиносов

Рис.2. Схемы электрофоре тичэских спектров катодных пероксидаэ в культуре пыльников пшеницы (сорт Кавахстанекая-3)

I - растение-альбинос; 2 - нормальное растение; 3 - вмбриоид; 4 - шрфогенный каллус; 5 - наморфогенны каллус; 6 - ризогенный каллуо.

а - растение, каллус;

б - питательная среда

фологяческим признакам позволила провести их сравнительное изучение по кагодгаш пероксвдазам. Исследования показали, что в структурно неоднородных каллусах наблюдается биохимическая готарогон-носгь пероксгдазы (рис.2), где было идентифицировано 16 комюнен-гов для всех изученных форм. Каллус, обозначенный нами как шрфо-■гекный, отличался о? нешрфогенного по наличию-отсутствию отдельных молекулярных форм в электрофореграммах. Рнзогонный каллус обладал, несмотря на общность для всех каллусных типов отдельных компонентов (ОЭП 12, 28, 44£ 100), в целой своеобразным перокси-дазьтш набором,, причем к а л бол ее интенсивные из них индуцировались-в питататаную среду.

Изопероксадазные спектры листьев нормально сформированных зеленых растений и расгений-альбаносов значительно различались. Наблюдалось индуцирование изопероксидаз с ОЭП 6, 17, 65, 71 в пэ-роксидазной системе альбиноса.

Эмбряоцдн характеризовались уникальным набором пероксядаз„ среди которых азофермент с ОЭП 23 являлся тканеспэцзфичным. Наиболее активные компоненты формировались в зоне с быстрой электрофо-ретической подвижностью.

Таким образом, изопероксидазы мэ1ут служить биохимически? критерием при оценка функционального состояния культивируемых яка-ней пшеницы, при поиске белковых маркеров для прогнозирования мор-фогенетическях способностей тканей на ранних этапах дифференциация клеток.

КОМБИНАЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ СОРТОВ ГО ПРИЗНАКАМ МОРФОГЕНЕЗА И РЕГЕНЕРАЦИОННОЙ СГОФБНОСШ

Комбинационная способность признаков сорта - является генетический наследуемый (Уразалиев, И&гебаев, 1978). В связи с этим нами было проведена оценка общей и специфической комбинационной

способности признака шрфогеназа.

Исследования проводилась на межсортовых тошфосных гибридах яровой мягкой пшеницы. В качестве материнских форм служили K-I4620, Омская-9, Казахстанская-!!, Сараговская-42, Казахстанская-? и тестерами Казахстанская-4 и Саратовская-29. Процент морфогенеза у родительских форм составил в пределах от 0 до 7.42. Наибольшее образование каллусов наблвдалооь у сортов Казахстанская-4, Казахстанская-7 и K-I4620 (7,4; 5,5; 5,5* соответственно). Но иадудировал морфогенных структур сорт Сараговская-42. Среда юпкросных гибридов максимальный уровань морфогенеза показали K-I4620 х Казахотанская-4 (II.K), Казахетанокая-П х Каеахсган-" ская-4 (6,4). Казахстанская-И х Саратовская-29 (5,5Я). Каллусы и вмбриоиды не получены у Саратовской-42 х Саратовская-29. Сравнение родителей и гибридов по индукции морфогенеза показывает,что частота отзывчивости у пяти гибрвдов из десяти шест значительное преимущество шд сортами. У гиф то в сорта K-I4620, Казахстан-ская-II в Саратовская-42, где тестером являлся сор? Квзахстан-ская-4, наблвдалось превышение над показа тел®,s сортов, а в комбинациях, где тестером являлся сорт Саратйвская-29 в двух случаях - с сортом Омская-9 и Казахстанская-П.

Регенерация растений у сортов варьировала от 0 до 3,1? от числа культивируемых пыльников, наибольшая частота наблюдалась у сорта Казахстанская-4. Среди юпкросных гибридов максимальное количество регенерации гаплоидов наблвдалось у Казахстанской-Ц х Казахотанская-4, Казахстанская-7 х Казахстанская-4 и Казахстан-.ская-II х Саратовская-29, Таким образом, результаты наших исследований подтвердили положение о том, что в комбинациях с сор-геш, отзывчявши на культуру пыльников, ивдукцияморфогенеза и регенерация выше, чем при скрещивании с менее отзывчивыми сорта-

таыа (Суханов* 1984; ffttanj .

Следует оплатить, что в данях экспериментах не установлена корреляционная связь пожду уровнем морфогенеза я регенерации гаплоидных растений. Так например, по гибриду K-I4620 х Казах-станская-4 показатель морфогенеза составил 11.1?, а показатель регенерации OtA у Казахстанской-П х Казахстанская-4 - 6.4% я 2,2i, Кйвахстанская-7 х Казахсганская-4 - 4,3 и 2»8? соответственно.

В таблице 3 представлены результаты действия аддитивных и неаддитявных эффектов генов при наследования признаков морфогенеза и регенерации гаплоидов, вцраженные в процентах. Данные свидетельствуют о наличии как аддитивных, гак и доминантных эффектов взаимодействия генов. В наследовании изучаемых признаков преобладает эффект суммарного выражения полимерных генов над эффектом доминирования. При этом наибольший процент аддитивного эффекта генов отечен при-регенерации растений (40,43), что согласуется с мнением ряда авторов (сАа^йег et о'/дээо; kömcrisudv et^. I9S9), о том, что аддитивный эффект генов наиболее важен при наследовании регенерационной способности у пшеницы.

Таблица 3

Действие аддитивных в нзаддштивных эффектов при наследования признаков морфогенеза и регенерации гаплоидов (£)

Признаки : Эффект действия генов

: аддитивных : иеаддигивних

Морфогенез 33,15 10,55

Регенерация 40,43 26,54

В таблице 4 приведены показатели специфической и общей

комбинационной способности изучаемых сортов по признакам морфогенеза я регенерации гаплоидов. Откуда видно.что высокой СКС обладает К-14620 (27,13). Омская-9 (12.72) в Казахстанская-П (1.22). Здесь следует отмотать, что между уровнем специфической комбинационной способности и величиной показателя морфогенеза существует прямая связь. Чем вше частота образования авдрогенных структур, тем шив СКС. Исключение составил сорт Казахстанская-?.

Таблица 4

Общая и специфическая комбинационные способности сортов по признаком морфогенеза и регенерации

Га йот и пн Морфогенез : Регенерация

s СКС : ОКС : СКС : ОКС

К-14620 27.13 2.77 0.19 -0.76

Омская-9 12,72 -1.80 0.93 -0.39

Казахсганская-11 1.22 2.54 0.01 1.09

Сараговская-42 0.94 -2.86 о.оз -0,57

Казахе танская-7 0.19 -0.64 2.26 0.62

0.08 0.08 0.05 0.05

По общей комбинационной.способности не обнаружено корреляций с образованием морфогенных структур у сортов. Наибольшим показателем ОКС обладали сорта К-14620 и Казахстанская-П. По признаку регедарационная способность высоким эффектом ОКС обладает сорт-Казахстанская-П» а СКС - Казахстанская-?.

ДШЛЕЛЬаыЙ Ш.,^13 СОРТОВ ПШЕНИЦЫ ПО ПРИЗНАКУ МЭРЗОГЕНЕЗА В КУЛЬТУРЕ ПЫЯЬНИЮВ

Диаллельный анализ проводился На основе метода Хеймана (1954). с использованием четырех сортов с разной сзвпеныэ отзыв-

чивости. Культивирование пыльников проводилось на срадах Гамборга В5 и Poíaío-П. Сорта казахстанской селекции ~ Казахстанская-4 и Казахстанская-? были более отзывчивы на частоту морфогенеза.чем сорта Саратовская-29 и Саратовская-42 на обоих средах.

График варяансы и ковариансы для поколения Fj и среды Гамборга В§ показан на рисунке 3. Позиция значения и/г относительно Уг показывает пропорции доминантных и рецессивных генов у родителей. В данном случае сорта Сараговская-29 и Саратовская--42 обладают преимущественно доминантными, а Казахстанская-? рецессивными генами. На среде Ротато-П Саратовская-29 имеет преимущественно рецессивные ганы. По расположению линии рагрессии относительно начала координат, в случае культивирования на среде Poiaio-П наследование признака морфогенеза происходит по типу комплементарного эпистаза, а на среде Гамборга Bg по типу сворх-дошшрования.

В случае культивирования Р2 на среде Гамборга Bg саратовские сорта обладали преимущественно доминантными, а Казохстанская-7 рецессивными генами. На среде Poíaío-П, только у сорта Саратов-ская-42, как и во всех предыдущих вариантах, отмечено наличив' доминантных генов. Эти данные согласуются с результатами полученными в аналогичных исследованиях на рисе {Miak ег. а . 1985), з которых родитель с нулевой отзывчивостью показал преимущество доминантных генов. Наследование индукции морфогенеза у Г2 не эа~ вясело от среды.и происходило по типу неполного доминирования.

Генетические параметры признака морфогенеза диаллельных гибридов на изучаемых средах представлены в табл.5. Шказагель

имеет высокое значение во всех изучаемых случаях, что определяет доминантный эффект генов, отвечающих за способность формировать каллусы. Значение параметра "V4Ifflj+ ?/ F*. харак-

геризувщее соотношение доминантных я рецессивных генов у родительских форм, ниже единицы, что свидетельствует о превалирующей роли частоты рецессивных генов, контролирующих признак морфогенеза. Для поколения Р2 на ореде Ро4а*о~П этот показатель вше единицы (1,43). что свидетельствует о том, что доминантные гены

йблица 5

Генетические параметры признака морфогенеза диаллельша гибридов яровой мягкой пшеницы (1988-1991 гг.)

Генетические параметры л : р2 4* У

л Д Езмборга: Вэ*а&э~П % : 2,57 2.56 : Гам борга : В5 2.56 2.54

. А Р -2,51 -1.78 -3.91 1.20

% 21.98 96.29 16.55 4.72

18«, 66 80.39 13.37 3.75

п2 10,68 7,83 1.01 1.42

2,93 6*27 2.54 1,79

0.21 0.21 0.20 0.20

Ь2Л12 0,57 0.10 0.08 0.38

"\/4Ш11 + г;/ У4дн1 - р1 0.71 0.89 0.54 1.43

1 СМ} + У),); X 0.920 -0,030 0.980 0.630

играет решающую роль в способности образовывать каллусы на кар-, тофельной среде. Коэффициент корреляции между + Щ и их

х дает основание ответить на вопрос о том, какие гены, доминантные или рецессивные, отвечают за большее выражение цризнака. час-

на среде Гамборга В5 ;га средо Ро1а*о-11

Рис. 3 Генетика признака индукции морфогенеза

готы морфогенеза. Цри культивировании пыльников а Р2 на среде' Гамборга Вд и Р2 на Ро$а£о-П за большее выражение признака отвочавт рецессивные гоны. Отрицательное значение показателя указывает, что ва увеличение морфогенетических потенций отвечают дощдангные гены на среде Ро4а&)-П.

гаметомональная изменчивость сжяекциошж признаков дтпяоивдых линий

С целью выявления изменений по количественным признакам проводили структурный анализ раствнйй-регенерантов прошедших одно-, дпух- в трехкратное повторное культивирование пыльников дигоплоидов. Обнаружено,что регеяеранты имеют большой размах изшнчивосгвй по всем изучаемым признакам. Наблодалась тенденция уменьшения высоты стебля, массы верен с растения и массы Ю00-верен, повышение продуктивной кустистости у линий двух- в трехкратного культивирования. Коэффициенты вариаций у рвгеверангов были''выше по всем признакам, чзм у растений исходной форды*

у дигашгоид-

них линий изменялись'в зависимости ог кратности авдрогэнеза ¿н. ^¡¿ю . Гак, дана колоса у исходной линий и у дигаплзидов с одно- и двухкратном культивировании с высок®.? и средним значением коррелировала с числом колосков в колосе в массой зерна с колоса. В оглачяя от яюса у линии с трехкратным культивированием длина колоса и гл за зерен с колоса имела'слабое значение корреляции во все гол.: испытания. Отмечено, что высоких корреляционных связей меязду сзлекционнымг признаками у дягашюидов в процонтном отношении больше, чем у контроля.

ЙЯ^ЙУ^И^ПРИ электрофорезе гли-адинов установлено,что их спектр полностью идентичен таковым у

3S

Рис.4 ГМЮТЕНШ РЕЦИЛРОК НЫХ гибридов ДИГАПЛОЩЯ

ÂJ{-247(p$ и его исходном лит (стшш.<?-02, р2_ )

контроля. Однако в элекгрофореграше глюгенива у одной ив линий, прошедшей двукратное культивирование, обнаружено отличие от исходной фэрмк я донорной линии (ряс.4). В электрофорвтическом спектре этой линий отсутствует одна высокомолекулярная субьединнца глюгенива Ajj (белковая формула составлена на основа относительной электрофоретйчаской годвяяноотя компонента глютенина в спектре по дрописи БулатовойД985).

Дря злвкгрэфорвтяческом анализе семян F0 рецвцрокных гибридов проявился эффект доэы гена (Созинов и др.,1974). В случав, где мутангная линия служила в качестве катера, проявление признака составляло примерно I/з, В случав, где линия с мутацией служила отцом - 2/3 (ряс. 4). Отскда моано предположить, что в результате вторичного культивирования, произошла мутация генов, расположенных в локусе хромосомы одной ив первой гомологичной группы,огве-чавдей за синтез высокомолекулярной субьедкницы Ajj.

ВЫВОДЫ

I.Выявлено, что частота индукция авдрогенных структур и регенерация гаплоидных растений у разнохрошсомных вадов шеницы существенно различаются, црш этом, частота образования морфоген-ных структур вшз у твэрдых, а регенерация зеленых растений у мягких форгл.

2, Определен уровень отзывчивости по частоте индукции морфогенеза. и регенерации гаплоидов у районированных, перспективных и наиболее расцростраг чшос в Казахстане сортов яровой мягкой пшеницы. .Выявлены ни: о- й внсокоогаывчявые генотипы.

3. Наибольшую частоту образования морфогенных каллусов и экбриоидов, а также регенерации зеленых гаплоидов имеет сорта Каэахстанская-3, Казахстанская-4, Казахсганская-Ю и Казахстан-

ская-П.

4. Частота индукции морфогешшх структур у гибридов превышает этот показатель ах родительских сортов, в ^ а Р2 проявляется существенный гетерозис. Высокий процент альбинизма оплечен у

(70.81) по сравнение о (40.9!?).

5. Установлено, что использование для среды Ро£а4о-П сортов картофеля с повышенной ягодообразущей способностью, повышает ивдукцип морфогенеза в культура пыльников пшеницы, фи этом,влияние агара на морфогенез и рвгенврационную способность каллусов и эмбриоидов. полученных на этой среде, является существенным.

6. Определена продолжительность холодовой предобработки на образование андрогенных структур и зависимость индукции морфогенеза от различных сроков сева и условна взращивания донорныве растений. Холодовая предобработка в течении 10 суток при +4°С повышает частоту морфогенеза в 2-3.раза в зависимости от генотипа.

7. Выявлена сила ачаяния питательных сред и генотипов на ивдукцип морфогенеза у псе ниц. Доля участия в общем варьировании морфогенеза фактора питательной среды составляет у озимой пшеницы - 6.М и яровой - 21.К; генотипа - 49,4.и 35.Ш соответственно. Отмечена высокая зависимость индукции каллусогепеза от взаимодействия факторов питательной среды и генотипа (у озимой пшеницы - 44,33? и яровой - 42.ЗД.

8. Для оценки функционального состояния культивируемых тканей пшеницы и гамэгоклогальных вариаций рогенерантов эффективно

I использование биохимических маркеров.

9. Определено, что индукция морфогенеза и регенерация растений контролируется генами аддитивного действия и выше у гибридов, где родительскими фэрмаш служат генотипы с высокой комбинационной способностью по этим признакам. Высокой ОКС по образова-

нив морфогенннх структур и регенерации обладает сорт Казахстан-сквл-11,

10. Индукция каллусов я регенерация из них гаплоидов является генетически наследуемыми признаками в контролируются разными генами» Признак морфогенеза в культуре Ы уЦгв наследуется по типу свврадоминвдования» нешлного доминирования и комплементарного эпйсгаза. в зависимости от поколения гибрида и среды культивирования» При этомс аа большее выражение индукции морфогенеза во втором поколений отвечав? рецессивные гены, вне зависимости от среды,

II. Установлена гамагоклокальная изменчивость селекционных признаков авдрогенных лакай пшвнвдн а их вариабельность от количества ЕОаюршх нультивдаованвй. У дигаплоидннх линий отмечено уменьшение высоты расгениа4 сншкениэ ыассн зерен с растения и массы "1000' зерен, увеличение количества продуктивных стеблей. Изменяются корреляционные связи дадяу количественный! признаками.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

В целях новшэния вффекгидаосги практической селекции пшеницы рекомендуются:

1. Эффективные приема массового получения удвоенных гаплоидов озишй в яровой пшеницы применительно к сортам Казахстански*, агроэкогигов.

2. Использование для среды Ро^айо-П экстрактов приготовленных из сортов картофе с повышенной ягодообревупцей способностью, ' повышавших индукции морфогенеза в культуре пыльников пшеницы.

3. Использование биохимических: маркеров для оценки функционального состояния культивируемых тканей пшеницы и гаметокло-нальных вариаций реганерантов.

4, Цриалечение сортов о высокой ОКС и <ЖС (К-14620. Казахстанская-? я Казвхстанская-П) для получения высокогатерозиснис гибридов ю отзывчивости к андрогопэзу.

5, Применение генетической информация да насдодовашв признака морфоганева пря разработке перспективных селеквдонно-биотехнологических прохраш.

6. Использование в практической селекции созданных новых линий дягашоидов.

СПИСОК РАБОТ» ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

I; Абугаляев И.А., Шегебаев О.Ш., Искапав А.Р.. Еамбакин К.Ж. и др. Биотехнология экологической селекции сельскохозяйственных культур в Казахстане (БИОТЭССК). ВО ВАСХНИЛ. Алма-Ате. 1988.

2. Жамбакин К.2. Частота образования эмбриоядов и каллусов

у различных сортов яровой мягкой пшеницы в культуре тиышков // Твз.Всасовзн.конф. по биотехнологии злаковых кулыур.Алш-Ата, 1938. С.18.

3. Жамбакин К.Ж. , Нурквснмов Б'.Сомаклонапьная и гамеюклэ-нальнзя изменчивость количестваиных признаков мягкой пшеницы// Теэ.Всесоюзн.копф. ш биотехнологии злаковых культур.-Алма-Ата, 1988. С.74.

4. Жамбакин К.Ж. Создание гаплоидов пшеницы методом культуры пыльников // Тез. Республик.конф.молодых ученых "Теоретическио

и прикладные аспекты генетика и селекции животных, растений и кикроорганизшв. Ташкент. 1990. С.48-49.

5. Жамбакин К.Ж., Искаков А.Р.Технология получения дигашш-дов шэницы // Алма-Ата. йэзШИНКИ,1992.