Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Генетические аспекты солеустойчивости ярового ячменя и особенности подбора устойчивых к засолению форм in vitro

ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Генетические аспекты солеустойчивости ярового ячменя и особенности подбора устойчивых к засолению форм in vitro"

РГБ Ой

СЕЛЕЩСИНО-ГЕНЕГИЧНИИ ШСТИТУТ

на правах рунсшсу

Б1ломильцева _ -Г

Олена В1тал11вна

ГЕНЕТЮТ1 АСПЕКга СОЛЕСТ1ЙКОС1'1 ЯРОГО ЯЧМЕНЮ I ОСОБЛИВОСТ1 В1ДБОРУ СТГИКИС ДО ЗАСОШт ФОРМ 1№ 7Ш0

03.00.15 генетика

АВТОРЕФЕРАТ

дасертецП ка здобутгя втеного стуненя кандидата 01олог1ч1шх наук

ОДЕСА - 1993

Робота виконана на кафедр! генетики га молекулярно! ОЮлогП ОДУ

та в в1дд1л1 СЮтехнологП СГ1 (м.Одеса) в 19В9-1992 рр.

Науков1 кер1вники: доктор С1олог1чних наук,

проф.

Тоцьний В. К.

Оф1ц1йн1 опоненти:

кандидат ОХолоПчнзп наук 1гнатова 0.0.

доктор 61олог1чких наук, проф. '

Сиволап Ю.М.

доктор сГльськогосподарських

наук,

проф.

Лильнсв В.М.

Пров1дна орган1зац1я:

1нститут ро.слинництва 1м. В.Я.Юр'сва

/2 " у\ 993 р.

Захист вЛдбудеться в /й годин на зас1данн1 слец1ал1зовано1 ради Д 020.06.01 в Селекц1йно-генетичному 1нститут1 УААН (270036, Одеса-36, вул.0в1д1онольсъка дорога 3).

3 дасертацюю можна ознаЯомитись в 010л1отец1 1лституту Автореферат роз1олано Ъ?0 " ¿¿улМр^3 Р*

Вчений секретер ,

спец1ап18овано1 рада ; _

кандидат <ЗЮлог1чних наук . С^б^Ои^У^Оташшвач А.О.

ЗАГАЛЬШ. ХАРАКТЕРИСТИКА. РОБОТИ

Актуальн1сть гоми. На л1вдн1 Укра1нн велика к!льк!сть грунт1в б!лыое або меньше засолен1. Деяк! s них не використову-ються для землеробсгва, однак зростаягай деф!цит прояукт!в хар-чування вкмагас освоения 1 цих земель. Метода мел1орац11, як1 знжкуютъ р1вень сол1 в грунт! ! поливнШ вод!, дуже дорог! 1 не завжди ефектявн!, тому все 61лъте уваги прид!ляеться виведенню сорт!в с1лъскогоспод2рсьних культур, ст1£ких до засоления.

Поряд з градиШйними методами створекня новях сорт1в. в оо-танн!й час розвявасться налрямок селекцП на piBHi ткзнинних культур in vitro. На цей час за допомогою в!дбору на кл!тинному plBHi зид!лен! ст1йн1 до засоления форми багатьох с!льскогосподарськях культур. Однэк в1дсутн!сть знань про кл1тинн! та генетта! мехзн1зми солест1йкост! в значн!й м!р! стримус прогрес в ц1й облает!.

Мета та задач!. Мета досл!дкення нолягала у вивченя1 гене-тичного контролю ознаки солест!Якост! у ярого ячменю 1 можливос-т! вккористання метод!в культури tn vitro для в!дбору солест!йних форм.

В зв'язку з ним в задач! досл!дкення входило:

1) Вивчити генетитаий контроль ознаки содест1Йз<осг! у ярого ячменю, використовукзта анал!з вкх1дних сорт!в 1 г!бряд1в в д1алельних схрещуваннях.

2) 0лтим1зувати умсви для одеркання морфогенного калусу ! р=ге-верац11 рослзш !з зэродк1в ячменю.

3)..Вивчити м1нлив1сть рослин-регенерант!в за корфолог!чиими ! 0!ох1м!чнши ознаками.

4) РозроОити систему 1 провести селекд!и на соласт1Йк1сть в ка-лусн1й ! суспенз1йн1й культур!. Оц!нити ст^шисть до засоления одерканих рослин-регенерант!в.

Наукова новизна. Вперше для вивчення генетично! детерм1нац!2 солестйкост! у ячменю використана культура зародк!в In vitro. Показано, що в конгрол! ц1с! ознаки значну роль грактъ ефектх дом!нування 1' адитявност!, а також ефект" щиоплазматачних ген!в. У використаному набор! сорт!в лереважали дом!нгнтн! теки, як! ведуть до ослабления ознак, за якими оц!нювали солест!йк!сгь. Це- знижус ймов1рн!сть п1двжценая ст!Яхост1 г!0рид!в, отримашгх з участи них соргХв, до засоления.

Вперше за допомогою селекцИ в калуснИ* культур1, яка дспов-вое традзщ!йн! метода . селехцИ та дозволяс в1д0ира?и вар!анти, що переввдують за ст1Йк1стю до засоления вих1дн! форми, отримано регенерантк сорт1в Пал!дум 731, Крияичний 1 Романтик, як1 зОе-регли в 4-ому покол1ен1 стШ1сть до засоленкя NaOl; з суспензию! культури вид1лена кл1ткнна л1н1я сорту НЕ 3639, ст1йка до 2% вм1сту líaOl у середовиц!.

Виявлена висона ■ позитивна кореляц1я н1к 1ндукц!ею морфоген-. ного калусу 1 регенерац1сю рослин. Вивчення генетичноЗ детерм1нац11 проц«1в морфогенезу в культур! in vitro показало перевакну роль едаишшп ефент1в генЗв в контрол! обох ознак. У визчених .генот:ш1в ячменю в уловах досл1д!в культивування за утворення морфогенного калусу з незр1лих зародк1в в1дпов1дали рецесивн! гени, а контроль здатносИ до .регенерацИ рослин здШснювався генами з ненаправленим домйзуванням.

Практична ц1нн1сть. Б процес1 досл!даень оптим1зозан! умови одержання морфогенного калусу i регенераЩ! рослин ярого ячменю. Визначек! оптимальн1 розмХри незр!лих зарода1в (0,9-1,5 ш) i рередовшце для 1х культивування, (MS з 2 мг/л- 2,4-Д). Розроблена технолог 1я отримакня калусу 1 регенерацИ рослин 1з зр!лих за-родк!в ячменю. Виявлено, що генотш НЕ 3639 мае високу здатн1сть с до морфогенезу в калусн1й культур!. Розроблена система Ыдбору солест1Яких вар!дат!в в калусн!й та суспенз1йн1й культурах ячмени. Генотипа, як! в!дселектован! !з калуснol культури, передан! для подальшого вивчення у в!дд1л селекц11 та нас1нництва ячменю.

Алробац1я роботи. Основн! полокення дисертаЩйно! роботи "лпов1 дались на М1кнародному сишоз!ум! "Клеточные и генные Ода-технологии для зерновых злаков" (Алма-Ата, 1S89) I на Всёсоюзн1й Езуково-техн1чн1й конференцИ молодах вчених (Одеса, 1991). Ма-тер1али досертацИ опу0л1кован1 в шести друкованих роботах.

Структура 1 обсяг роботи. Дисвртац!я складаеться з 6 глав i м1стить 'л1тературний огляд, магер!али та метода, результата дос-л1дкень та 1х обговорення, зак!нчення, , висвовки, . описок л1терагури i до да ток. Робота викладена на 153 сторйшах машинописного тексту, м1стить 26 таблвдь i 20 малшк!в в основн!й ■чвотг'1 за 23 таблиц i 1 малинок в додатну. Список л!тератури вклотас 216 джерел (серед, них 166 публ1кац12. зару01кних ■ 8втор1а). ' - ' '

МАТЕРШМ ТА МЕТОДИ ДОСЛЩЕНЬ

Як вкх1дний матер!ал використовували 13 сорт1в ярого ячменю (И ответ \mlgpre Ъ.) контрастных по ст!?кост! до засоления 1 здатност! до калусогенезу 1 регенерацП рослин. Ц1 геноиши люо'язно сули надан! в!дд1лом "-легаш та нас!нництва отменю 1 лаборатор1св новкх кетод1в селелдП ячменю. Донорн! рослини ви-рощували в теплиц! 1 польових умовах (1989-1992 р.).

для екслерименПв а калусн!й культур! використовували незр1л1 зародки розм!ром в1д О,? до 3,0 мм. Стерил!зац!ю матер!алу проводили за методикою, яка розроблена в в!дд!л1 С!отехнолог1Х СИ (Лукьянш С.Ф., Игнатова С.А.,1980). П!сля стерил1зац11 зародки в!дд!ляли в!д ендосперму 1 висадкували на егаризовая1 середовища з солевою основою МЗ (МигазЬ^е Т. 1 Бко-Og Р., 1962) И % (СШ С.С., 1978) з 1-5 мг/Л 2,4-Х (2,4-даи-чорфенокс!оцтовэ кислота). Закрывали стакани стерильною синтетичною пл!вкою. Д|я 1ндуиц12 регенерац!! рослин калуси пере-саджували на середовище без гормоналыва добавок 1 виставляли на св!тло (3 тис. лше, 16-ти годанний фотоперюд). Одержан! росли-ни-регенеранти дорощували до зр!лого стану у вегетац!йних посудинах в умовах теплиц!.

Вивчення сомаклонально! м!нлкзост! проводили на матер1ал1, одерханому за сл1душою схемою: в!д одн!е1 рослини половина не-зр!лих зарода!в Сула вккористана для одержанной реге рант!в з калусно! культура, друга половина дозр1вала в польових умовах 1 використовувалась як контроль. Потомки цих рослин (Е, та Ид) пор?внювались за морфолог!чними та б!ох!м1чними показниками.

П!дб1р ионцентрац!й селективного агенту (КаС1) проводили на проростках, базуючись на даних л1тературшпс дже ре л.

При селэкцП в калусн1й культур! на солест1йн1сть в середо-вще додавали КаС1 в концентрац11 20 г/л. Калуси витримували на селективному середовищ! 1-1,5 м1сяця. п!сля чого одержували ре-генеранти рослин на середовтиЦ без НаС1. Б1д1бран! зразки тесту-вали на солест1йк!сть, пророщуючи нас1шя в 155 1 2,5% розчин1 N301. Оц!нку солестЫност! проводили на основ! вивчення дек!лькох показяик1в: довхина першого листа 1 кор1нц1в проросгк1в до 12-го дня в умовах 1Ж звголвння (Ж), 1нтенсивн1сть проростання нас!ння в 2,5» розчин! НвС1 1 к!льк!сний вм!ст

EsipíB та кал1в в проростках в умовзх 1%-го заоолення.

Для одеркання суспензШно! культура калуску масу пом1шгли в 100 мл колби з 20-30 мл р1дкого середовииа MS з 1 мг/л 2,4-Д. В1дношення oO'cmIb калусу I середсввда складало приблизно 1:5 в1дгов1дно. Колби розмйдали на шейкерах з частотою обертання 140 об/хв. Пасування на св!х;з середовжде проводили через кожнюс 10 дн1в культшзуваккя. Для селекцП кл1тин, ст1Яних до засоления, в середовкде' дсдавеж 20 г/л NaCl.

3 метою генегкчного визчення озиаки г.олест1йкост!, провели ряд схрегдувзнъ за ловкою. д18лельною схемою з використанкям 5-ти сор?1в ярого ячменю: Прер!я, Пал1дум 731, КЕ 3639, Ыуромець та Крикэтний. Щ сорта, за наша попереднъою оЩнкою в лабораториях умовах, выявились контрастами за солест!йк1ст», КастраЩл I за-шлювання рослкн проводили зэ загалъногркйнятою методикою. В 88ЛСХНОСГ1 в!д зав'язуемост! в кожн!й ком($1нац11 запиливали по 20-30 колос1в. Сорта i Пбркдк Р1 теетували на солест1йх1сть, пророадючк 25-декк1 зародни в умовах in vitro на середовиц! з пХдвиденим BMlcTOM NaOl. 1зольован1 зародки висадаували в х!м!чн1 стекани на стерильне агеризоване середовице MS, кке м!стило 10 г/л NaCl. 0ц1нка солэст12кост1 проводилась п1сля 14 дя1в культквувацня зародк1в на сб!тл!. Анал1з даних дХалельних схрещуЕЗЕЬ проводили за методиками В.Grilling' (1956) i В.J.Hay-nan (1954) з урахуванням рекомендаций М.А.СедХка та 1н.(1980), Н.В.Турбхна та 1л.(1974), В.А.Драгавцева та 1н. (1934) i К.Мазе-ра та 1н. (1985).' ..

Ус! одержан! дан! обробляли статистячно на ЕОМ СМ-4, IBM РО з використаннш пос1бккк1в з С1ом8тр;шо1 статистики.

РЕЗУЛЪТАТИ ТА IX ОЗГОВОРЕННН

11| Характеристика солбот1йкост1 ярого ячменю на основ! д1алельнкх огрецувань

Для Еквчення характеру успедвування солвст1йкост1 Судя проведен! д1аяельн1 схрещування 5-ти сорт!в ярого.ячменю.. Еисаовок про солест1йк!оть вих1днйх форм i г1брид1в, робили ш . 1нтенсивност1 проростання. зародкХв в'умовах In vitro з 1% засолениям NaCl. В . процес1 проведения генетичного. анал!зу i вкзначення комб1нац1йно1 здатноет! досл1дауванз5х сорт1в врахували м!ру виразност! tícS чи IhhoI ознаки в пор1внянн1 s контролем (!&).

За ефектами эвгально! номб1яац1йяо2 здатност1 (ЗКЗ) (Табл.1) по "1нтенсивност1 прорастания зародк1в", Лдовяин1 -листа", "доз-жин1 порАнив" проростк!в вид1лясться сорт НЕ 3639, який мае високу ЗКЗ. По ик1лькост1 нор1нц1в" сама висска ЗКЗ у Нринично-го, низьку загальну комб1ззц1йну здатк1с?ь за вс!ма чотирма оз-наками мав сорт Пал1дум 731.

Габгщя 1

0ц1яка ефзкПв БЕЗ сорт!в ярого ячмени

Сорт- 1нтенсивн. проростання зарода!в Довкина листа Довяика кор!нц1в К1ЛЬК1СГЬ корШ1в

КЗ 3639 10,02* . 4,19* 5,74* -0,20

Муромець -2,16* -2,43* 3,71* ' ,50*

Прер1я -6,67* -1,05* 5,47* -2,76*

Криничний -0,,73 -0,23 -4,58* 6,65*

Пал1дум 731 —0,47 -0,45 -10,33* ' -5,39*

. *. -. достов1рно в!др1знясться в!д О.

0ц1нка зар!анс загальяо! та сяециф1чно£ яомб1наи1йно1 здат-ност! (СКЗ) для "1нтесивносИ проростання зародк1зя 1 "к1лькостЗ. кор1нц!в" в умовах засоления Еказус на перевагу ефект1в дом1нування 1 ейстазу в контрол! цих ознак. Ознгки "довзгина листа" 1 "довкина кор!нц1в" газначалась як вдитквко-^мгнанткимк ефэктами, так 1 ефэктами дом!нування та мозшквого епЮтазу. В ц±лому по вс!м чотирьом ознакам в1дм!чена переЕага ефект!в дом!нування, як1 призводять до зниження рХвня експресИ озяака (р1зниця м!к середа1м значениям гЮрид1в (Р1) 1 загальносередн2м батьк1вських форм (Р) у вс!х вкладках в1д'смна). III дан! св!дчать про неефективн1сть вЩбору зз фенотипом.

Генетичлий аяал!з за ознанами "доБзаша кор!нц1з" " "1нтенсяБн1сть проростання зародк1в" в умовах зесолекня показав , недостов!рн1сть об'еднаяного ноеф!ц1снту регресП, що мене спри-танятася значит розс1ювакням точок на гра£'-<у УуЧр. Ця обета-вина не дозволяс Штерпретувати результат ц^ого анзл!зу.

Подо "дов^гиш! листа" в умовах засоленяя, то гр8ф1чшй анал1з Поквзаз, цо ознака визначасться аднтавно-дом1нантноа генетачноа системою (коеф!ц1снт регрес11 достов!рно не в!др1знясться в!д

одшпщ!). Перетин л!н!сю регресП (Мал.1) додатньо! п1вос! И?г вказус на те, що середн!й ступЗяь дом1нування майке за вс1ма ло-кусами непознкй, тоОто у Бизначеш?! ознаки головна роль налекитъ едитивним ефектам гек1в (Н.,/Д = 0,77).

Розтаиування сорт!в на граф!ку регресИ вказус на те, що Прер!я, Пэл1дум 731 1 Криничний мають найб!льшу к!льк!сть дом1нантнш а лелей, як1 визначають довжину листа в умовах засоления. А сорт БЕ 3639 мае, в основному, рецесивн! алел! за декою ознакою. У сорта Ыуромець в!до1чеко як дом!нантн!, так 1 рецесивн! ефекти.

листка" в умовах засоления у ярого ячменю.

(1 .Криничний; 2.Прер1я; З.Пал!дум 731; 4.Муромець;

5.НЕ 3639).

Коеф!ц!снг кореляд!.. м1ж р1внем прояву ознаки ! в!дпов1даюти значенняш (У?г+ Уг) - невисоккй позитивний (0,40). Це св!дчить, що дсм1нентн! гени, в основному, викликають зменшення "довзини листа" в 'умовах засолення, але у вивчених сорт!в с також дом1нантн! алел!, що з01льшуигь р1венъ прояву ознаки. Сорт НЕ 3639 мае рецесивн! алел!, як! эб!льшують ознаку, а Муромець -рецесивн! алел1, як1 12 зменшують. НайО!лып сильней ефект дом1яування, який приводить до зб!льшення "довжини листа", в!дм1чеяо у Циничного.

Можливо, що кЬмб!нац1я Муромца, який мае рецесивн! алел1, як! змешують оэнаяу, з НЕ 3639,. який мае рецесивн! алел!, як! зо1льпують "довнину листа" в умовах засолення, моке дещо эб1лышти ознаки за рахунок додавання ефект!в (адатквност!).

ГенетичниЯ анал1з "к1лькост1 кор!нц!в" в умовах засоления (Ме .2) показав прксутн!сть в контрол! ц!е" ознаки ефект!в комплементарного эп!стазу (Ь = 0,73).

Коеф1ц!ент кореляцП м!я р!внем лрояву ознаки 1 б!дпов!днкми значениями Уг) - висошй погитивний (0,98). Це св!дчигь про те, що дом1нактн1 алел1 Еикликають зменшення к1льхосг! кор1нц1в у проростк1в в умовах засоления. Сорта Пал1дум 731 та КршичниЯ, як! характеризуются найб1льш в- соким р1внем прояву ознаки, ма-ють найб!льшу к1льк!сть'рецесивних алел±в, а сорта Прер1я, Муро-мець 1 НЕ 3639 - дом!нантних.

1500

1000

500 ■

1 Ь = 0,73 1 1

1УШ ¡¿иш .

Мал. 2. Граф1к рвгресП для ознаки "к!льк!сть кор!нц1в" в умовах засоления у ярого ячмени \ (1.Криничний; 2.Прер1я; 3,Пал!дум 731; Муромець; 3.® 3539). '

Щлком. 1мов1рно, но добитися п1дви5ення експресИ дано! ознаки мокливо т1льки використовуючи в схрещуваннях сорти, як1 мають дом1нантн! алел1, що п!двищують к1льк1сть кор1нц!в проростка в умовах засоления.

. На приклад1 вс1х чотирьох ознак в!дм!чено значний внесок ефект1в цитоплазматжчнйх ген!в у контроль солест1йкост1 досл1дасуваних сорт1в.

Анал1з показав, що схрещуваняя використаних в д!алельн!й схем! сорт1в в бЗлыгост! випадк1в не призводять до п!двищення солест1йкост1 1х нащздк!в внасл!док тереваги ефект1в дом!нування, як! в б1льп!й м!р! ведуть до зникення експрес!! вивчених нами ознак. Для п!двищення сг1йкост1 до засолення в схрещування сл!д вклшати новий матер!ал, а такок використовува-

ти в!дб!р п!сля переводу гЮридного матер!алу на гомозиготний р!вень, цо значно зб1льшус обсяг робота. В цьому вкладку може бути норисним 1нгпШ илях Мдаищекня солест!йхост1 ц!нного селек-щакого материалу - в1дб!р стййаа до засоления вар!ент1в в культур1 in vitro за доломогою селективних середоввд.

2.0птим1зац!я умов одерказня могфогекного калусу 1 регенерацИ рослин у ячменю ■

Нами Оулк ггроЕеден1 дослШення по оптим1зац!1 умоз отриман-ня калусно! i суспеяз!йж>1 культур з метою подальао* селекцП солест!йккх форм in vitro.

В результат! ьквчення влливу генотал!в донорних рослин на частоту !ндукцИ морфогенного калусу ! регенерацИ рослин в!д!брали дек1лька ферм для подалызого використання в селекцП на солест!Йк!сть. Був п!д1брзклй оптимальнкй для культизування розм!р незр!лих зародк!в досл!джуваншс сорт!в ячменю (0,9-1,5 мм) i ггсшвне середовище для яулыивування ( MS з 2 мг/л 2,4- Д).

Таблица 2

Кореляц12н! в!дношення м!к етаяами морфогенезу незр!лих зародк!в ячменю in vitro

Озкани.цо пор!вндагься ьэефщюнти кореляцп дои ёксшшнт1в, одеряаних

в уковах штучного кл1мату В польових умовах

Частота калусогенезу 1 частота регенерацИ рослин 0,14 0,49

Частота калусогенезу 1 ч-стота 1ндукцП морфогенного келусу 0,51 -0,66

Частота ЗэдукцП мопфогенното калусу 1 частота регенерацИ рослин « 0,88 0.78

Лак' кореляЩйного анал!зу вродес!в морфогенезу (Табл.2) показал;:, и;о Частота 1н1ц!ац!2 калусу !з незр!лкх зародк!в нз пов'язана н1 з процессы 1ндукц!Х морфогенного калусу, н! з провесом регенерацИ рослин. Це св!дчить про контроль них ознак р!зними генетичниш' система®!. Досить висока позитивна нореляЩя м!к частотою 1ндукцП морфогенного калусу та регенерацИ рослин, яка була одержана в наших досл!дах, дозволяс припустите

зпекнЛсть цих лроцес!в 1 1х контроль якцо не одн!сю, то дек1лькома т1сно поеднаними генеткчними системам*.'

Для вивчення генетичноЗ! детерм!нац12 ознзк "1ндукц1я морфо-генного калусу" та "регенерац1я рослин" використовували дан1 неловко! д!алельно2 схеми (НЕ 3639, Кркничнкй, ГелЮс, Прер1я та г1брида ?1 в зпрямкх схрещуваннях).

За ефекгами ЗКЗ вад1лястьгт сорт НЕ 3639, яккй мае внеоке значения цього поназнина. По з1дноиення о|кз до о^кз у сорт!в НЕ 3639 1 ГелПссу головну роль в успадкувэнн! обох ознак гравть гевд з адитивними ефектачи, а у ПрерП I Циничного - гени з дом!нантними та, мокливо, ел1статичними ефектами.

тот— зш ;" бот

Мал.З.ГрафХк регресП Ит/^т для ознаки "1ндукц1я морфоген-ного калусу" . (1 .НЕ 3639; 2.ГелЮс; З.Прер1я; ,4.Криничний)

¿ГО зао'г Мал.4.Гргф1х регресП Яг/Уг для ознаки "рзгекерацХя рослин"

(1.ЕЕ 3639; 2.Гел о; З.Пре-р!я; 4.Криничнкй)

, Граф1чний анал!з (Мал.З 1 4) обох ознак показав, що вони визначаються адятквно-дом1нантнимя генетичними системами. Висо-кий позитивней коеф1ц1снт кореляцИ м!к "1ядукц1си морфогенного калусу" 1 в!дпов1дними значениями (7!т+ Уг) (0,74) св1дчить про те, що дом1нантн1 гени, в основному, визначають знжкення р1вня експресН ц1с£ ознаки.". Сорта Прер1я 1 Гел1ос, як! мзють найб1лышй дом1лантний ефект - виявляють досить низьку частоту утворення морфогенного калусу, а сорт НЕ 3639 з самими силькими рецесивними ефекгами -' кращнй -за р1внеу вираження ознаки. Коеф1ц1снт кореляцИ и!и "регенерац1св рослш" та (ТСГ+ Уг) -невисокий 'позитивней (0,47.), що св1дчитъ про присутнЮть нена-правленого дом!нувавня.

Коеф1ц1енти успадкування-в широкому розум!нн! (Мал.З;4) по-

казали, по "1ндукц!я морфогенного калусу", в основному, залехить в1д геноишу, а регенерата рослян мохна зб!льшти, Шдбираючи умови культивування для кокного генотипу окремо. Доля'адативних ефект!в ген!в в успадкуванн! обох ознак ск-ладас 87,5% i 95,2%, в!дпов!дно, зэедяки чому моклкзий в1дО!р за фенотипом генотип1в з п1двиценою експрес!сю цих ознак. .

З.Со?^акдональна д?1нлив!стъ рэгенет>8нт1з ячменю за морфолог1чнши 1 б!ох!м1чниш ознакаш

3 метоэ Еиявленя сомаклонально! мШивост!, яка викикае в проке с! культивування тканин in vitro,- проведено пор!вняльне Еивчення потомства регенерант!в (Rg 1 Eg) десяти пар рослин ячменю сорт1в Пал1дум 731, Муромець та Ж 3639.

В таблиц1 3 наведен! пор!вняльн! результата структури вршаю регекерант!в 1 вих!дних форм ячменю по 14-ти показниках.

За довхйкою як головного, так ! бокового колосу у вивчених нами форм за двз роки досл!джень не в!дм1чено стаО!льних зм!н.

ОСчислювання загальноЕ ! продуктивно! кущистост! показало значну шИльнЮть дано! ознаки в звлежност! в!д погодних умов вегетац!йного пер!оду. Якщо в 1991 роц! регенеранти НЕ 3639 (7) . перевщували вих1дн1 форми за дзними поквзниками, а Муромця (10) поступались 1м, то в 1992 род! картина зм!лшалась на проти-лекну. СтаМльне зб1льшення продуктивно! кущистост! за два польових сезони в1дм!чено лише у регенерант!в НЕ 3639 (6).

За к0мп8ктн1стх) колосу вид!ляеться НЕ 3639 (3), регенеранти якого показали зниження щЛлькоот! бокевих колос!в'на протяз1 двох вегетаЩйних сезон!в. В рейт! вар!ант!в не в!дм!чено стаб!льних зм!н.

Значим зб!льшенням к1лькост! зерен а головного колосу ха-рактеризувались на протяз! двох рок!в регенеранти Муромця (8) 1 (10), у ре'генерант1в Муромця (2) в1дм!чаеться зниження цього поназнжа. К!льх!сть зерен в Ооковлх колоссях зб1лъшилась nopiBE но з вих1дною формою т1льки у регенерант1в Муромця (10). ( 0таб1льне зб!льшення маси зерна з головного колосу в!дм1чено у регенерантЗв НЕ 3639 (6), а зниження - у Муромця (2) (мохливо за рахунок зыеншення к1лькост1 зерен з колосу). За к1льк!стю 1 массю зерен s одн!сХ рослини ввд!лянться регенеранти Муромця (8), як1 продемонстрували достов!рне з01льшення даних показник1в порХвняно з вих1дним матер!алом на протяз! двох рокив.

.. . ■ ■ • . Таблиц* 3

Пор1вняльн1* результата структури врою ярого ячменю за 1991 та 1992 роки ( i )

Генотип Ознаки: I : : 2 . : 3 : : 4 . 5 : 6 : : 7 : 8 : : 9 : 10 : II : 12 : 13 : 14

НЕ 3639 3 + 0 0 - 0 0 0 0 0 - — 0 - t 0 0 0 0 0 + 0 0 0 0 0 0 0

НЕ 3639 6 0 0 + 0 + 0 + + - 0 0 0 0 0 + 0 0 + 04 + + 0 + 0 + 0 +

НЕ 3639 7 0 - 0 0 + - + - - + - 0 - 0 0 0 0 0 0 - 0 - 0 - + - 0 -

иуроиець-2'.;:'' - 0 0. 0 - о - 0 0 - 0 - 0 - - - 0 - 0 - — 0 - 0 - 0 0

Муроивць 8 0 +. 0 0 0 0 0 0 + 0 + 0 + - - + + + 0 * + + 0 + 0 ■» + 0 0

Муроыець 9 + 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Муромецв 10 - + 0 0 - 0 - + 0 - ■ 0 0 0 - + + 4- -t- - + 0 + .0 + 0 + - 0

Пал1дуы 73II - о - 0 0 0 + 0 0 0 - + - 0 + - 0 0 +• - 0 - 0 0 + - ó

Пал1дум 731 2 0 +" 0 0 - 0 0 0 0 - 0 - 0 - 0 0 0 0 0 0 - 0 - 0 - 0 - 0

ПалIдум 731 9 - 0 - 0 0 0 - 0 + 0 0 0 0 0 + 0 - 0 - 0 и о - 0 - 0 - 0

"+" - збЬяыпення о знаки у регенерант1в лор1еняш з бих1днкш формами; - аменшення ознакирагенеравтХа порТвняно з вкх1днкми формами;

8. К1льк1сть зерен а головного колосу

9. К1льк1сть зерен з бокових колосс1в

10. К1льк1сть зерен з I рослини

11. г,laca зерен з головного колосу

12. Maca зерен я бокових колосс1в

13. Maca зерен з I рослини

14. Maca IODO зерен

Перше значения - результата 1991 р. друге - 1992 р.

U' - достовХрних в1ди1н не спостерхгалось. Оанаки: «

1. Довжина головного колосу

2. Довжина бокових колосс1в

3. Загальна ку1цист1сть

4. Продуктивна кущист1сть

5'. Кошгактн1сть головного колосу

6. Компактн1сть бокових колоссГв

7. Середня компактн!сть колосу

За масою 1000 зерен в 1Э91 роц! мозкна в1дм!тити НЕ 3639 (7), у ре^енерант1в якото даний показник зИльзився на 12%, однак в 1992 роц! маса 1000 зерен регенерант!в цьсго зразку значно ниж-ча, His у контроля (на 27,3%). У решти гекотжйв значних В1дм1н за масою 1000 зерен не спостер1галось.

Сл 1д такох в!да1тити Мурокець- (10), регенеранти якого за довжиною головного колосу 1 продуктивною кущистЮтю в 1991 роц1 Е1дстазали в1д вих1дного кэтер1алу, а в 1992 рощ достов1рно перевкдували його, що позначилось на. врожайност!. Ц1 два роки значно в1др1знялисъ р1внем опад1в, но могло викликвти под!бн! коливання.

Регенеранти зразк1в НЕ 3639 (6), що виявили стаб!льне зб1льшення продуктивно! кущгстост!, маси зерен з головного колосу 1 маси 10ОО зерен, 1 Муромця (8), . як! достов1рно зб1лылували к1льк1сть зерен з головного колосу та к1льк1сть 1 масу зерен з одк!с2 рослини, монуть бути використан! для подаль-шого вивченая 2х практично! ц!нност1.

Таким чином, sci морфэметричн! показники, за якими проведено анал1з структури врокаю, зазнали зм!н при умов1 попереднього проведения рослин через культуру In uttro. У рослин, як! пройшли культуру, в1да!чен1 зм1ни як в сторону зй!льшення, так 1 в сторону змениення експрес!2 kojxho! ознзки.

Дуке ц!каво, ¡до за тих же умов електрофоретичний анал!з гор-де!н1в у регенерант1в 1 вих1даих форм в парних зразках не виявив будь-яких в1дхиленъ.

За результатами наших досл1де;ень мокна прийти до висновку, що зм1ни у рослин, як! культивувались In vitro, ненаправлен! 1 носягь вшадковий характер. Стаб!льн1сгь деяких вар!ант!в (за п1дсумками двох рок1в випробувань) дозволяс попередньо в1днести ix до розряду "соманлональних".

Мокна ввакати, що використання селективного середовища дозволяс отримати сомаклональн! з;.'1ни бажаних ознак, !, зокрема, п!двищитк ст1?л1сть ячменв до засоления.

4.3икористання культури in vitro для селекцИ ячменю уь еоле'ст1йк1сть ■

Знасл1док селекцИ з калусн!й культур! були одержан! реге-неранти сорт1в Пал!дум 731, Криничний 1 Романтик (регенеранти "R", одержан1 на середовкц! без селективного агента, "S" -п!сля селекцИ на солест1йк!сть, "SS" - як! пройшли два цикли селекцИ).

ТестуЕання регенерант!в на ст!йк1сть до засоления показало, цо п1сля селекцИ в культур1 1п vitro частота проростання нас1ння в 2,5% розчкн! NaCl у Пв.Идума 731 "S" ■ ! "SS" зб?/тьэувалась пор1вняно з вих1дним сортом (Табл.4). Для Романтика та Криничного м!ж регенерантами 1 вих!дними сортами достов!рних в1дм1н не знайдено, хоча мозкна в!до1тити тенденЩю до зб1льпення частота проростання нас1ння в умовах засоления у в1д!браних зразк!в.

Таблиц.. 4.

1нтенсивн!сть проростання нас!ння ячменю в 2,5% розчин! NaCl

Генотип Частота пворостання нас!ння (%)

без засолення засолення NaCl

Пал!дум 731 89,0±3,3 11,1*3,3

Пал1дум 731 "S" 83,3*4,2 27,5*5,0

Пал!дум 731 "SS" 87,3*3,2 43,4*4,8

Романтик 95,4*2,1 30,8*4,5

Романтик "R" 97,5*1,5 30,2*4,5

Романтик "S" 96,3*1,7 35,5*4,3

Криничний 70,4*4,6 27,2*4,5

Криничний "R" 68,3*4,7 30,4*4,4

Криничний "S" 74,0*4,6 38,8*4,9

1снуе думка (Строганов Б.П., 1962; Rains D.W., 1981; Гlowers T.J. and Уео А.Я., 1989), що засоления б1льше пригн!чус ростов! процеси His здатнЮть нас1ння до проростання. Враховуючи це, ст1йк!сть до засоления оц1нювали ще й по 1нтенсивност1 росту у 14-дэшшх npopociKiB ячменю в 1% розчин! NaCl пор!вняно з кон-' тррльнш вар!антом (%) (Табл.5).

Зг1дао з оц!нкой ознак "довашна листа" та "довкина кор1нця" прор'остк1в шх1даих сорт1в 1 регенерант1в, як1 пройшли селекЩш на ст1йк1сть до На И, знайдено суттсве збЗльшення показник1в у

Р1СТ проростк1в ячменю в умовах 1% засоления !ГаС1 (14 дн1в)

Таблипя 5

До.вжина листа проростку (мм) , Довжина кор1нця проростку (км)

без К'аС1' ; эасоленнл : % до конт- : без ГаС1 : засоления : % до конт-(контроль) : 1ГаСГ ; ролю : (контроль) : 1,"еС1 : ролю

Пал1дум 731 134,б±4,2 39,142,2 27,641,7 83,5±1,7 .'63,511.5 76,141,8

11ал1дум 731 "5" 104,3±2,1 57,8±0,9 55,440,9 75,840,5 74,941,0 98,841,2

Пал1дум П 126)5-5,2 46,6*1,8 38,941,4 80,9±1,4 бб,5±1,7 82,3±2,1

Романтик 127,245,2 52,1±1,6 41,0*1,3 76,7±1,1 70,6*1,6 92,142,1

Романтик "Я" П6.8±3,5 55,5±1,3 47,6*1,1 86,4*2,0 69,841,7 80,841,9

Романтик "5" 97,1±4,3 63,5±1,9 65,442,0 76,341,2 . 75,3±1,3 98,741,6

Криничний 126,343,1 29,442,4 23,341,9 79,141,2 42,0*1,5 53,1±1,9

Криничний "К." ; 131,742,9 25,(¿2,0 19,041,5 84,941,3 . 40,841,7 48,042,0

Криничний "5" 101,845,4 44,742,2 43,942,2 65,940,9 53,541,6 81,242,4

в1д1браши форм. Повторна селекц!я в культур1 in vitro не приз • вела до зб1льшення цих поназник1в, 1 значения "доейянк лист та "довнини кор1нця" проростк1в Пал1дум 731 "SS" дещо нккч!, н!ж у Пал1дума 731 "S".

ОЩнка солесг!йност1 за ьмЮтом натр!» 1 нзл!ю в 12-денних проростках показала, що поглш.ання кал1ю при 1« засоленк' не зм!нюеться як у вих1дних сорт1в, тэк i у в!д1рраних регенерант1в. За bmIctom натр!м з1дселектоввн! зразта сорту Пал1дум 731 перевхщували вгх!дни2 „орт. У Романтика та Крушинного вм1ст натр1к в проростках 01льш шгзький гор!вняно з вих!дним сортом та регенератами, отрицания! на середевиц! без Еихорис-тання селективного агента.

Таким чином, оц1нка солест!йхост! одернавдх регенерант1в приводить до зисновку, що селекц!я в культур! In vitro дозволяс п1двищти ст1Ек!стъ до засоления у вихористених reHoizniB.

СелекцИо. на солест1Ск1сть проводили таксж в суспенз1Ян1й культур! ячменя.

. Головна перевага використання суспензП для селекдП в тому, що вс1 кл!тини знаходяться у под!бних умовах ! однаково доступн! селективному агенту. У одержано! суспенз1йно! культури ячмени було вивчено данамзиу росту 1 розм!р агрегат!в.

, —<—. ( '.„—.—.—.—.—.—.—.—.—

f 2 3 Ц 5 6 7 8 9 Л 11 ¡Hi' ,

Мал.7. Крив! росту суспенз!йно1 культури на протяз! одного па сажу

На граф!ку (Мал.7) пскязан1 крив! росту суспенз1йно! культура, яка одержана 1з незр!лях зародн1в трьох генотип1в ячменю. Незалежно в!д генотипу культура приростала в 2 рази за ,10 дн!в. -Гака стабильно ростуча суспенз!я Оула використана для селекИ на ст!Як1сть до ИаС!.

Таблица 6

Р!ст кл!тинних агрегат1в на середовищ! з р!зними концентрац!яыи КаС1 за 14 дн!в

1.- в!дселектован1, 2. - нев!дселектован! агрегата

Конц. NaCl г/л ¿¡агиоель агрегат!в(«) ючатковия розм1р агрегат!в (мм) кхнцевий розмгр агрегйтгв (мм)

1 2 ■ 1 2 1 ! 2

О 11,6 10,7 2,24*0,38 2,7810,14 . 6,56*0,36 , 4,63*0,29

5 10,0 70,4 2,81*0,13 2,82*0,15 5,42*0,29 4,00*0,27

10 20,0 69,0 2,82*0,12 2,93*0,13 4,25*0,17 4,00*0,26

15 3í,0 61,5 2,71±0,12 3,23*0,30 4,63*0,25 4,73*0,43

20 37,1 93,3 3,14*0,19 2,60*1,19 4,31*0,24 4,00*0,64

■ В результат! сэлекцП на солест!йк!сть в суспенз!йн1й куль-тур1 була вид1лена кл!тшша л!н1я сорту НЕ 3639. Для тестування Щс! л1н1Х на ст1йк1сть до засоления агрегати кл1тин переносили на середовтде, яке мютило MaCl, с р!зних кондентрвцш. В1дм1чали прир!ст та частоту загкбел! агрегат!в в!дселектовано! 1 неселектовано! л!н12 (Табл.6). Р1зниця виявйлась уже за наяв-ност! в середовищ! 5 г/л líaC-1. При концентрац11 сол! 20 г/.; спо-стер1галось в!даирання майже вс!х кл1тш контрольно! л1нП i т1льки 37% в!дселентовано1. У -контрольно! л1н11,-зустр!чались окрем1 калуси, 1нтенсивн!сть росту яких не поступалась в1дселектованим. Найб!лып ймов1рно, що вони виникли в результат! сомаклональних зм1н в сторону, зб!льшення. 1х ст1йкост! i були в!д!бран1 за допомогоа селективного середовкца 1з досл1даого зразку.

Висковки та пропозицИ:

1. Генетичний контроль солест!йкост1 у вивчених генопш±в ячменю зд1йснясться як ядерниш, так 1 цитоалазматичними генами. Встановлено'р!зний генетичний контроль ознак, за якими оцИшвали солест1йк!сть: частота прорастания зародк1в, довжини листа, дов-ши i к!лькост! кор!нц!в в умовах засолешя, що моке обумовлю-

вати неоднаков! механ!зми солест!йкосг1 в р1зних органах росли-ни.

2. Головну роль в контрсл1 солест1йкост! досл!дкуваних гено-тш1е ячменю грають ефекти дом1нування, як1 призЕодять до зни-хення прояву ц1с! ознаки. У деялшх геноткп!з в контрол! досл!дкуваних сзнак проявляються адитивн! ефекти ген1в.

3. 0птим!зовано умови одержания морфогенного калуоу 1 регенерацИ рослин ячменю. Вкявлен! корелятивн! в!дношення м1я про-ростанням експлэнт!в та утворенням з них мсрфогенного калусу. В контроль "1ндукцП морфог :нного кзлусу" 1 "регенерацИ рослин" зн'чний вклад вносять адитизн! ефекти ген!в. За умоз досл1ду виникнення морфогенного калусу детерм1нустъся рецесизними генами, а здатн1сть до регенерацИ рослин вигначасться ненапрзвленим дом!нузаннгм.

4. Рослини ячменю, регенерован! In налусних культур, за параметрами янал1зу структурк врожаю виявляють наявн!сть м1кливост! за вс1ма доел !дкувешая ознакаш. Стаб1льн1сть деяких зм1н (за результатами двох рск!в випробування) дозволяе в!днести 1х до "сомаклональних". За гсрде1новими спектрами 1стотних в!дм!н в контрольно-досл!дгеа парах не виявлено. Регенеранти Муромця (8) I'(10). та НЕ 3539 (S) з Ютотко зм1неними ознакамн структури врожаю мохуть бути використан! в практичн1й селекцН.

5. 0птим1зовако склад селективних середовид, необх!дких для в1дбору 1 тестування на солест1йк1сть вхкористаних в робот! ге-

botctlb. .

6. В результат! селекцИ на солест!йк1сть в калусн1й культу-pl одержан1 регенеранти сорт1в Пал1дум 731, Криничний та Романтик. 0ц!нка вид1лених зразк!в показала достов1рне 301льшзння Ix солест!йкост1 пор!вняно з вих1даими сортами 1 регенерантамн, як1 були отр "мал! на серэдовищ! без сэлекцИйгого агента.

7. Розроблени® метод одержання сусяенз!йннх культур ячменю дозволяе проводити селекЩю на солэст1йн!сгь на кл1тинному piEni. Вид1лена ст!йка до' Z% HaOl MinfflHa л!н!я генотипу НЕ 3639, .

За темою дисертацП опубликовано роботи:

1 .Беломыльцева Е.Б., Тощей В.Н., Игнатова O.A. Селекция ячменя в каллусных и суспензионных культурах на устойчивость к .засолению. // Экологическая генетика растений, животных и чело-

века. Тез. докл. 1У Всес. научн. конфер. Кишинев, Штиинца,-

1991.- С.402.

¿.Беломыльцева Е.В., Черников Г.Б., Чидживадзе H.A. Изучение каллусогенеза и морфогенеза соматических тканей ярового ячменя с целью селекции на солеустойчивость. // Современные проблемы генетики и селекции с/х растений. Одесса, ВСГИ. - 1991.- С.123.

3.Беломыльцева Е.В., Тоцкий В.Н., Игнатова С.А. Получение морфогенного каллуса из зрелых зародышей ячменя. // Научно-технический бюллетень БОГИ.- 1991.- Ш, 79.- 0.39-43.

4.Беломыльцева Е.В. Изучение сомаклональной изменчивости у ячменя. // Актуальные проблемы физиологии растений и генетики. Тез. докл. конф. мол. уч. Киев.- 1992,- 0.123.

5.Тоцкий В.Н., Беломыльцева Е.В. Получение солеустойчивых клеточных линий ячменя.// Методы биотехнологии в селекции сельскохозяйственных растений. Сборник научных трудов СГИ.- Одесса.-

1992.- С.59-62.

6.Беломыльцева Е.В., Игнатова С.А., Линчевский A.A. Изменчивость морфометрических признаков у регенерантов ячмейя. // Науч-'Ео-технический бюллетень СГИ. - 1992.- Х2, 62.- С.35-38.