Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Генетические особенности андрогенеза и эмбриокультуры in vitro в процессе создания аллодигаплоидов тритикале и пшеницы

ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Генетические особенности андрогенеза и эмбриокультуры in vitro в процессе создания аллодигаплоидов тритикале и пшеницы"

АКАДЕМИЯ НАУК БЕЛОРУССКОЙ ССР ИНСТИТУТ ГЕНЕТИКИ И ЦИТОЛОГИИ

lia правах рукописи

СОРОКИН Александр Павлович

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ АНДРОГЕИЕЗА И ЭМБРИОКУЛЬТУРЫ Ш VITRO В ПРОЦЕССЕ СОЗДАНИЯ АЛЛОДИГАПЛОИДОВ ТРИТИКАЛЕ И ПШЕНИЦЫ

03.00.15 — Генетика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Минск 1991

Работе выполнена в отделе биотехнологии и гецегики Бе лору со ко го НИИ веиледелия и кориов.

Научный руководитель - доктор биологичеоких наук

И.А .ГОРДЕЙ.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук

Решетников В.Н.,

кандидат биологичеоких наук Орлов U.A.

Ведущее учреждение - Белорусская сельскохозяйственная академия .

ващитв диссертации аостоигся " /Р" 1991 г.

в." " чесов на заседании опециалиацрованного совета К.00б.02.01по ва щите диооертвций на ооиснаниа ученой отепени кандидата биологичеоких. наук по специальности 03.00.15 - Генетика в Институте генетики и цитологии АН БССР по адресу: 220734> г.Минск, ул.Ф.Скоринч, 87. ' ,

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке ии.Я.Колаоа АН БССР.

Автореферат рааоолан " ? " в&Г/'/А^/г1991 г.

Ученый оекретврь специализированного/? . Г

оовета К,00б.02.Ш, к.б.н. г- Е.В.Лобанок

©Институт генетики и цитологии АН БССР,1991

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТ

Актуальность дроблены. Использование методов культуры клеток и тканей для ускорения селекционного процесса и обогащения генофонда зерновых ала коз? приобретает в современных условиях особое значение. Уникальная способность растительной клетки воспроизводить в условиях in vitro целостный организм открывает боль-вше возможности экспериментального получения гаплоидных растений в культуре пыльников и эмбрионультурэ in tntro и обеспечивает быстрое получение гомогенных '(константти)ливий из гетерогенных гибридных популяций, утилизацию уникальных генотипов, элиминирующих на ранних этапах жизненного цикла, получение уникальны1!; реком-бинантных, з я мощенных и дополненных линий, источников и доноров ценных признаков и свойств, ускоренного размноязния наиболее цепных селекционных форм. Эти методы перспективны также и в генетических исследованиях: геномном анализе, получении анеуплоидов, изучении действия генов на клеточной уровне.

Однако, несмотря не перспективы методов культуры пыльников и -эибриокулмуры in vitro , использование их на. многих культурах, в честности на аерновых злаках, ограничено. Эти ограничения связывают, прежде всего/:высокой гонотипической зависимостью процессов андрогенеза и эибриокулмуры ih vitro , т.е. не вое генотипы-способны индуцировать новообразования и дифференцированные зародыши ( Heberle-Eora . , 1990; Foroughi-Wehr . 1982,1990} Рахимбаев, 1990). Не разработана эффективная система массового получения гаплоидов при культивировании пыльников различных'генотипов зерновых культур. Не-решены проблемы регенерации и альбинизме. Исследования этих методов были направлены на оптимизацию .питательных сред и условий культивирования (Лукьянюк и др., 1988). Генетические основы методов культуры пыльников в ззродыией остаются еще недостаточно изученными. В связи о-эхин первостепенное значение для широкого практического использования андрогенеза и эмбриокуль-туры in vitro в.солекционной процесса имеют изучение роли генетических факторов, обуславливающих-развитие микроопор от га-метобитяого к спорофитному пути* установление Закономерностей вступления неорганизованной каплусной ткани » процессы дифференциации, определение генетической детерминации эмбриогенеза и рвге~. нерации* решение проблемы ильбииизмо,

' • ' ' Г

Шль и авдач^' рослддрврдай,. Целью настоящей работы являлось изучить видоопецифичеокие и гейотипические особенности процессов андрогеневе и аибриокультуры in vitro , усовершенствовав метод культуры пыльников и зародышей и соадать новый исходный материал для селекции озимой мягкой пшеницы и озимого гексаплоидно-го тритикале.

В ооотгэтотвии о поставленной целью в задачи исследований входило: •

1. Изучить видоопецифические и генотипические особенности аибрио- и органогенева в культура пыльников и зародышей гексапло-идных тритикале и мягкой пшеницы.

2. Изучить влияние генов К* генетической системы оовцести-ыооти .пшеницы о рожью на эффективность гапловродукции при андрогеневе 1» Tit*» и оедективной элиминации хромосом.

3. Изучить роль генетических оистем ядра и циюплааиы, а также ядерно-цитоплазмат-меоких вваииодействий в эмбриоганвой и ре-генервционной способности тритикале, а также в зцбриокулыуре

la vitro .

4. Выявить оптимальные среды а условия культивирования зародышей и пыльников для повышения эффективности используемых методов,

5. Изучить эффективность иетодов андрогеневе и аибриокультуры íb vi-tro , получить аллодигаплоиды тритикале и пшеницы, провео-ти их селекционное-генетическое изучение.

Научна вдуирвв и практическая аначимооть работы.

Впервые проведено сравнительное научение роли ядра и цитоплаз-иы, мехгеноиных и ядерно-цитоплааматических взаимодействий, а также отдельных генетических систем в андрогеневе и эмбриокульту-ре in vitro в процессе соаданиа аллодигаплоидов тритикале и пшеницы. Установлена видовая и генотипвчеокая специфичность процессов андрогеневе и аибриокультуры in vitro . Впервые выявлен аллоплазматиче.окий эффект и эффект ядерно-цитоллазматичеоких вааимодействий в культуре пыльников и зародышей тритикале. Предложен опособ получения аллодигаплоидов в культуре пыльников тритикале и пшеницы. Установлен положительный эффект рецессивных аллелей кг -генов на выход зиготических гаплоидов в процессе селективной элиминации хромосом в эмбриокультуре in vitro отдаленных гибридов.

Дана сравнительная оценка эффективности методов эмбриокульту-

ры и андрогенеза 1м ?1Лго в процессе индукции аллодигаплоидов тритикале и пшеницы, Получе0ы аялодягаплоиды паеницы я тритикале, обладающие высокой андрогйяетэтвской способностью,.ценными признаками й овойотиамй для сеяейцпи тритикале и пшеница.

Апробдиия равультатоВ.. Основные результаты исследований доложены на Республиканской йзучйо-*ехнйчеой>ой конференции молодых ученых "Мгтода интенсификации селекционного процесса" (Одесса, 1990), йа I Республиканской рабочем совещании по биотехнологии (Минск* 1990), на Всесоюзной научно-технической конференции молодых ученых "Современные проблемы генетики и селекции сельскохозяйственных растений" (Одесса, 1991).

Публикации; По материала« работа опубликовано 4 статьи.

це машинописного текста и ооотоит из введений, обзора литературы, материала и методов, экспериментальной части, заключения, выводов и описке использованной литературы. В работе приведено 26 таблиц и 10 рисунков. Список литературы.включает 205 наименований, в том числе 172 иностранных источников.

Экспериментальные исследования выполнены в отделе бйотехйоло- . гии и генетики Белоруоского НИИ земледелия й кормов в 1988-1991гг. Для работы использовали сорта озимых гексаплоидных паейиц Роазоа, Урожайная, Мироновская 806, Березина и получений на йх основе гибриды Р2 ~ р4» 8 также гибриды Р2~ Р4 озимых тоаплойдкых тритикале, созданные йэ оояове.выаеуказанных сортов и гибридов пшеницы С иопопьзованиеи в качестве отцовских компонентов скрещиваний различных сортов озимой ржй.

Для изучения ролк Rr - генов совместимости пшеницы с рожью в процеосах аадрогенезв и эмбриоиуяьтуры in vitro использовали оорт озимой пшеница Роаэон - носитель реЦеосйвных аллелей to? X И to 2, 8 ianxe гибриды Pg - Р4 пшеницы и Тритикале, полученные на его основе. Источником доминантных айлейей & I и far (2: сяужили сорта-озимой пшеницы Урожайная, Мироновская 608, Березина и их гибридные формы.

С целью изучения влияния цитоплазмы и ядра, ядерно-цитоплазма-тических взаимодействий на процессы андрогенеза и эмбриокультуры In -vitro использовали аллоплаэматическуга форму озимого гек-

Диссертеция изложена не 141 стрэни-.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

сапвоидного трити«<?да Л160, полученную на основе цитоплазмы ржи (Вераоень х АД 206). •

В качеотве гвплопродюсера при селективной элиминации хромосом в эмбрнокультуре in vitro использовали рваличныв клоны ячменя бульбуаного ( Hordeum bu.lbosum ь. ), репродуцированные в отделе биотехнологий и генетики. ,

Для посадки пыльников орезали колосья донорных растений.микроопоры яоторых.находились на поздней одноядерной стадии или в {я-, ае первого пыльцевого митоза. С целью ловымвиия индукции эмбриогенеза проводили обработку срезашцх колосьев пониженными температурами (4°С) в течение 3-5 суток. После стерилизации материала 3%-ным ре створом хлороцина пыльники выделяли и переносили для культивирования, на орады iotato 2 и te б ( Chuang et «а,

1978$ 0h4 /, 1978). Культивирование осуществляли в темно--

те при температуре 3I°C ± I в течение 4-6 недель до появления новообразований, после чего их переносили на безгормональную среду Я8 для регенерации.

Физиологически активные вещества (гаметоциды, брассинодлиды, габбереллины, олигоаденилаты) вводили в питательную среду в концентрациях 10 , 10 , ,

Для обработки семян донорных растений лучами лазера использовали установку "Урожай" ( Л » 632,8 нм, Р « 50 мВт/см2, вкспот аиция 20 мин.), гамма-лучами - установку ЛВД- У -1м (цезий 137) мощностью 3000.Р/мин.

Выделение зародышей из гибридных зерновок осуществляли на 1618 день после опыления, когда они достигали разиеров 0,8-1,2 мм. Посла стерилизации зерновок 5%~вш раствором хлороцина дифференцированные зародыши помещали нэ среду В8, о недифференцированные - на среду 18 о дабавкой 0,1 мг/л абсцизовой кислоты. Культивировали в темноте до появления пророотков. Полиплоидизацию полученных гаплоидов проводили методами вакуум-инфильтрации или Белла ( Bell , 1950).

Результаты исследований подвергали статистической обработке (Доспехов, 1979). j

I. Г'енотичеок|№ особенности аштогенвзд_

озимых гекоаплошшых тритикале и методы повышения э<Ы;ектиБНости создания аллодигап'лоидов

В результате исследований установлено, что тритикале проявляли

бол,ее высокую отзывчивость на культуру пыльников по сравнению.о исходными формами пшеницы^на основе которых они были получены.У пшеница не удалось получить аеяеных гаплоидных растений-ре геяв-рантов.

Видовая специфичность проявилась уже на первом этапе андроге-неза in vitro - индукции новообразований. Лишь из некоторых формах пшеницы (Урожайная, Урожайная х Роазон) получены новообразования. Сорта Мироновская 80В, Березина, Роазон и И линий, полученных на их'основе, оказались неотзывчивыми на нультуру пыльников, несмотря на использование, различных питательных сред. Эмбри-огенная .способность тритикале варьировала от 4,3 до 72,2^ (табл.1). Новообразования и растения -регенеранты получены у всех походных форм тритикале, однако лишь 5 генотипов из 9 были способны продуцировать зеленые растения. Общая доля зеленых регенеран-тов составила'0,5-1,5 растений на IGO высаженных пыльников. Таким обрезом» выявлена различная видовая реакция иоследуэиых форм на процессы андрогенеэв . in vitro заключающаяся в наличии или отсутствии генетических ректоров, детерминирующих отзывчивость в культуре пыльников.

Немаловажную роль в появлении новообразований играет генотип донорных растений ( Dunwell ,1987; Foroughi-wehr

1982). Об этом свидетельствует широкая вариабельность средй сортов и.форм в пределах одного вида ло отзывчивости в культуре пыльников. Полученные результаты (табл.I) свидетельствуют о явной ге-нотйпйчвскоЙ специфичности процессов андрогенеэв in vitro у тритикале. Гибриды, созданные на основе одних и тех же материнт ских форм, но с различными отцовскими компонентами скрещиваний, существенно различались по выходу новообразований и регенерации . растений. Из этого следует ', что различные этапа андрогв-йезв In vitro . находятся под разным генетическим контролем.

В результате исследований установлено, что Rr -гена генетической системы совместимости лшейицы о рожью.не оказывали существенного, влияния не. процессы аядрогенеза 1» vitro у тритикале и пшеницы. По способности продуцировать, каллусы или айбриоиды, по <асюте регенерации растений каждой форме присуща геноспецифиче-зкая реакция. Специфичность генетической системы является опреде-. 1яющим фактором в детерминации отзывчивости на культуру пыльников.

С целью изучения цитоплаяшзтйческого эффекта и влияния ядерно-

Таблица X

Ге но типическая специфичность каллусо- и органогенеза

в культуре пыльциков оаицмх гексаплоидных тритикале

Урожайная, х Харьковская 790 13,8 3^,8 33,0 М Роазон X Харьковокая 78 805 30,4* 72,2* 15,9 1,2

х Ровзон} х

790 4,4

220 3,6

350 2,5

560 4,6

6,3

8,5 4,3 21,6?

14,9 0,0

11,8 0,0

6,6 0,0

26,7^ 1,2

/Дружба 2 х Роазон) х Рада1ма

(НЕ 270/115 х Роазон)х Харьковская ТВ

(Урожайная х Роааон) х Таловскан 12

(Дружба 2 х Роаэо.н) х Харьковокая 78

(НЕ 270/115 х Роааон) х Радэ1иа • .

Л160 (Вераоевь х АД 206) 880 31,7* 41,8* 37,3* 1,5

* Р ■ 0,05

700 5,6 10,0 10,0 0,0 420 И,7 И,9 30,2* 0,5

15,6

6,9

8,8

цитопдазцатичеоних взаимодействий на процессы андрогенеаа ана-ливироввли гбвотиоическую специфичность культуры пыльников озимых тритикале, полученных на основе цитоплазмы пшеницы и рай. Аллоплазмэтическая линия тритикале, полученная на основе оаииой тетрапдовдной ржи Верасень. (Верасень х АД 206), отличалась высокой способностью продуцировать цовообравования ив микроопор и высокой долей эмбриогешшх пыльников.

По этим показателям она превысила большинство эуплазматиче-сиюс линий на пшеничной цитоплазме, используемых в'наших исследованиях (табл.1-2)..В процессе исследований по ля в ни реципрок-ныв гибриды Ру (твбл.З) между аллоплазматической динией Л160 и еуплааматичеокиыи линиями тритикале. У гибридов следовало ожидать проявления промежуточной между родительскими формами отзывчивости на культуру пыльников при отсутствии эффекта цитоплазмы или увеличения ее у гибридов, полученных на основе цитоплазмы

Таблица 2

Генотипичесная специфичность зу- и вйлоплвзматичеоких форм тритикале в культуре пыльников

Указатели Л160 Л301 JT509 Л374- К2 та

-I

(ысажено Пильняков, шт. 500 500

1олучено новообразований,^ 82,3 24,0 0,0 ¡астотэ регенерации, ¡¡8 , 42,1 41»7 0,0 1ояучено всего растений,

шт.

I т.ч. альбиносов зеленых

104

96 8

10 10 О

о о о

500 . 500 400

0,0 55,4 4,5

0,0 -27,8 38,9

0 77 7

0 68 7

0 9 0

¡оличество зеленых растений ia 100 растениЙ-регейеран- " •ов,% 7,7

количество эмбрйогенных

!ыльнийов, %

0,0 0,0 41,0 13,0 0,0

0,0 0,0

11,7 0,0 15,6 2,2

им. Наибольший выход.новообразований получен у гибридов с цито-[лазмой пшеницы (табл.3). Гибрид» на цитоплазме пшеницы в основ-юм превысили родительские формы по'этому показателю. Реципрок-гаё гибриды проявили различные эффекты зйбриогенных процессов в [уяьтуре пыльников. Что можно объяснись ядерш-цитонлазматически» 1ааимодействием на клеточном и оргаризменном уровнях.

На основании экспериментальных данных выделено 3 группы реци- ' ipoRtmx гибридов по выходу новообразований:

- гибриды Р| на цитоплазме пшеницы превышали по выходу новооб-18В0В8НИЙ рвципрокные гибриды на цитоплазме рящ

- гибриды на цитоплазме пшеницы уступали по .выходу новообра-юввйий реципрокным гибридам не цитоплазме рли;

- гибриды Pj на цитоплазме пшеницы и ржи не отличались по от-1ЫВЧИВ0СТИ на процессы андрогенезэ in vitro.

Таким образом выявлена существенная.роль ядерно-цмтоплаамати-юских взаимодействий в ключевых процессах андрогенезэ in vitro ■ способности микроспор продуцировать эмбриоиды и зеленые расте-:ия.

Генотипичесная зависимость и альбинизм регенерантон являются [аиболее лимитирующими факторами в использований метода культуры ¡ыльнико» зерновых злаков. Изучалась возможность индукции каллу-

СС

"Таблица 8

Амоплавматвчесвий аффект з культуре пнльвввов решшрокньа гибридов Pj тритикале

Показатели

к

к к к к v к ■ к о \Z4r4 MR 14 Ен

Ом юо «-»О Ovo §8 WIO ffiO ovo ио»и 1160 Л374- «да t-vo «Nt-I о vo t-KW ГЧ!*: sai-г

«м

Высватано пыльников, от. . Получено новообразований, % Частоте регенерации,% Получено всего растений, вт. в т.ч. альбиносов зеленых

Количество велеянх: растений на 100 растений-регевервктов, %

Количество амбриогенных пыльников, %

300 200 126,3 429,0 41,7 47,0 ISB 403 145 375 13 28

г® 200 400 300

€9,5 175,5 24,5 44,3

50,2 37,3 38,8 32,3

42 Ш 38 43

40 1Ш 31 37

2 30 7 6

300106,3 36,7 117 106 П ■

400

27,5'

42,7

47

36

п

loo: газ,

115,0 122,5 .40,0 32,6 46 80 44 74

2 б ■

8,2 6,9 4 »8 22,9 18,4 13,9 10,7 58,5 28,0 55,0 11,5 23,3

7,5 23,4 4,3 7,5 48,7 IB,5 47,0 42,7

5 8 10

Рис Л,

К 5 8 10

доев облучения (кР)

} 1- Л160 Ш-га 340

К - контроль

Влияние гамма-облучения семян донорных растений на выход новообразований и зеленых растеиий-регёнерантов у тритикале

согенеаа и регенерации зеленых растений различными фиаичеокими . факторами. Нами предложен метод повышения индукции каллуоогеневе и выхода зеленых растений-регбнерантов при облучении семян донорных растений гамма-лучами в дозе 5-10 кР. Наиболее оптимальной оказалаоь доаа.5 кР. При атом выход новообразований у тритикале увеличился в 1,3-3,3 раза по сравнению о контролем (pHQ.I), в у пшеницы о 0 до 16%, Обработке семян гамма-ля8ми (5 кР) позволила увеличить выход зеленых раотений-рагенарантов у тритикале. ЛбО о 2,7 до 25 растений на 100 высаженных пыльников.

Таким образом, предлохенний метод позволяет индуцировать процессы эмбриогенеза и регенерации зеленых растений у генотипов,неотзывчивых на культуру in vitro , повышает эффективность получения аллодигзплоидов в культуре пыльников тритикале и пшеницы.

2. Геяргцчеоки<? рсновы эффективности методе селективной 8ЛИЦ11НВНИИ хромосом межродовых гибридов в ИНДУКЦИИ аллодигаплв-рдрв пшеницы я грятиквде

Изучали влияние рецессивных аллелей гаюв кг I и кг 2 на скрещиваемость озимых тритикале й пшеницы с н. ЪигЪопшп и эффективность метода селективной элиминации хромосом в эмбриокуль-туре in vitro отдаленных гибридов. Полученные результата свидетельствуют ой эффективности генетической сиотемЫ' кг -генов для преодоления неокрещйваемости пшеницы (табл.4) и тритикале (табл.5) с ячменем бульбозньш. По завязываемости гибридных зерновок и по выходу аллодигаплоидов линии с рецессивными аллелями kr. I и кг 2 на порядок превысили формы с доминантными аллелями. Выявлен положительный аллоплазматическйй эффект на вы- • ход зиготических аллодигаплоидов у тритикале.Скрещйваеиооть Л160 и гибридов на ее основе с н. bulboaum была выше таковой с вуплазиатическвми fcr -линиями тритикале, что указывает ив ввх-ную роль цитоплазмы в совместимости видов и родов.Таким образом, использований генетической система совместимости пшеница с рожью (рецессивные аллели kr I и кг 2) и аллоплаэмзтическйх форм существенно повышает эффективность метода селективной элиминации хромосом.

3. Эффективность методов вядрогэдеза и .селективной элиминации хромосом и свлекцисинр-генетическая характеристики полпенни* аллодигаплоидов тритиквло и паенииы

Одной ив задач наших исследований являлось экспериментальное обоснование эффективности методов,используемых для созданий эл-яодигаплоидов озимых гексаплоидных тритикале и пйеницы.Для этого определяли основные показатели.характеризующие эффективность дельных этапов эмбриокультуры и андрогенеза in vitro (табл.б). Эффективность используемых методой в значительной степени определяется видовой специфичностью культуры. Метод культуры пыльников у озимой пшеницы оказался неэффективным вследствие нвотзывчивос-ти испольвуемых Генотипов на процессы, андрогенеза in vitro и низкого выхода зеленых растеНий-регенерантов. Яо эффективности индукции аллодигаплоидов у пшеницы метод селективной элиминации хромосом с использованием i качестве гаплопродюсера ячменя буль-бозного имел преимущество по сравнению с эндрогенезом in vitro й позволил получить 9,7 аллодигаплоидов на 1000 опыленных цветков.

У

Эффективность индукции аплодигэцлоидов озимой мягкой пшеницы методом селективной элиминации хромоео»

Таблица 4

~вг

с о со со а в о р рРЧ о. я К

18

Показатели

к о а зк со н

а

«

та к о

я -§8 а®

ш X

к

&

ГС

о

К

к

ш

»я

33 о аз га П то оо РЛ

К си

Ш 93 О О * Л

си о «сц

ю

м

м _

О о

С4- ю (V со И о ас^

в ш

к

о аз я о Ога Ьч то

СО -О

ш

з(

о аз

<о &

в в ¡а о • ю

аз аз а о «Оч О

Опылено цветков, шт. . 5702 752 172 4512 1982 2120 2066 1644 1346 774

Получено зерновок, шт. 14 3- I. ' 139 46 36 30 26 29 25

Завязываемость,% - . 0,4 0,4. 0,6 зд*. 2,3* 1,7х 1,4* 1,6* 2*2* 3,2х

Получено зародыией, шт. 5 2 0 99 40 30 17 23 аз гг

диффе ре ндиров а иных 4 2 0 92 35 24 Ю гг 24 18

не да ффере нцирова иных. I . 0 . 0 ? 5 6 7 2 Л 4

Получено алдодигапяоидвв,

ИТ. 2 I 0 70 21 19 9 22 24 16

к Р •« 0,05

Таблица 5

Эффективность индукции аллодигаплоидаа озимого гексаллоидаого тритикале методом селективной элиминации хромосом

Показатели НЮ со в:« (П о она «г о ю.као а.® *-> о И-1 »4 из ГС сч 14 « а а МО в» ио О »00 аз л сот о. а аз ЙН ((урожайная х Роэзон) X Чувпан А1 х м в м-« о со «кто воя И т о о со с: Р. о со »<£¡0* ч-' о из (Ч « 3 « X а чо м »4 Г ? ПГ» и» X О УО 1-» Р? «Л <ч 14 X § м ж , .

(Пылено цветков, шт. 4403 492 588 4132 2002 1758 5612 2958 1230 3658 '

Получено зерновое, ах. га 3- б. 71 23 19 215 40 32 98

Завязьшэемость, % 0,4 0,6 1,0й 1,9* 1,1й 1,1я 3,8* м* 2,9х 2,7я

Подучено зародышей, шт. 15 3 5 47 17 14 171 33 22 90 •

дифференцировзвных 13 3 3 41 12 14 168 2В ■ 18 .85

недифференцированных. г 0 г 6 5 0 3 5 4 5

Получено аллода гаплоидов, и. б 2 а 21 15 12 106 20 2Г 84

* Р.» 0,05

Таблица б

Эффективность индукции аллогаплоидов гексаплоидных тритикале методами культуры пыльников и зародышей

Показатели

Культура пыльников

Культура зародышей

Количество использованных цветков, шт. 820 Г5641

Получено гаплоидных растений, всего шт. 1226 211

в т.ч.зваеных - 123 2И

Выход зеленых растений на 1000 цветков,шт. 150,0 13,5

Получено всего растений на 1000 цветков,

ат. 1495,1

Получено всего зародышей на 1000 цветков,

шт. . 15,7

Для тритикале более аффективным оказался метод культуры пыльников,который позволил получить до 150 заленых гаплоид ¡ни растений на 1000 цветков, в то время как методом селективной элиминации .хромосом било получено всего лишь 13,5 аллогаплоидов (табл.6).Объем использованного материала для культивировании пыльников при этом в 19,1. раза меньше, чем для эмбриону льтуры, а выход зеленых растении на 1000 цветков более чем в II раз превысил выход зиготических аллогаплоидов.

Обращает на себя внимание различная ^активность методов культуры пыльников и зародышей у тритикале.Потенциал метода культуры пыльников в нвших исследованиях составил 1495 гаплоидных растений на 1000 использованных цветков, а метода селективной элиминации хромосом - 15,7 гаплоидных растений при доведении всех полученных рогенерантов до кианеспособшхх растении.

Характеристика рвете »^й-рогнне рантов. Аллодигаплоиды характеризовались относительно высокой внравпенностыо .по анализируемым признакам. Электройгаретичоский анализ выявил кодоминантный характер наследования глиадинов у полученных андроганетичеоких и зиготических аллодигаплоидов. Изучение полиморфизма запасных белков внутри аллодигаплоидных линий не обнаружило изменчивости по спектрам глиадинов, что свидетельствует о5их гомогенности и возможности использования как "константных линий в селекционном процесса.

Таким образом, методы индукции аллодигаплоидов из репродуктивных органов зерном« злаков позволяют в короткие сроки выдо-

пить из гетерогенных гибридных популяций константные селекционные формы, что и определяет перспективность их использования в ускорении селекционного процесса.

ВЫВОДЫ:

1. Установлена видовая специфичность процессов каллусо-, эм-брио- и .органогенеза при культивировании пыльников тритикале и пшеницы. Тритикале является более отзывчивый на культуру пыльников, чем гексэплоидные пшеницы. Наличие геноме R в полигено-мо тритикале благоприятно сказывается на процессах андрогене8В in vitro.

2. Показана генотипическая специфичность каллусо- и органогенеза в культуры пыльников озимых гзксадлойдных ТрИТИКЭЛЕЦ для каждого генотипа характерна специфичность реакции на выход алло-гаплоидов. Не выявлено существенного влияния рецессивных аллелей кг -генов на процессы вндрогенвза in vüro тритшалв и пшеницы.

3. Индукций новообразований й тптвпгт.о эмбриогенньк пыльников генетически детерминированы. Их генетический контроль .осуществляется монотонно (доийнвнтным или рецессивным гонами), а. также полигенн'ьш и ядерно-цитоплазматически'м взаимодействиями. Вшсод новообразований коррелирует с количеотвом эмбриогенньк пыльников ( t * 0,65-0,88).

4. Установлен положительный алдоплазиатический эффект на вв-дрогвнеа' in vitro у о за mix гексаплоиднмх тритикале. Аллоплаэ-матиЧеская форма, полученная на цитоплазма р*и, а также гибридные Форш на ее основе отличались высокой эмбриогоНной способностью и проявили гейоТИпическуй стабильность на Всех этапа* андрогенеза, что связано с яДерНо-йлэаматическййи взаимодействиями.

5. Выявлено влияние физических факторов на эмбриогенез in vitro и выход зеленых растений-регенерантов при культивировании пыльников.Обработка семян донорных растений га ммэ-лучами в доза

5 кР позволила увеличить вьЬсод новообразований у оЭймого тритикале в. 1,5-3 раза, у пшеницы с 0 до Í6J5, 8 выход зеленых растений-регенерантов на 100 высаженных пыльников у тритикале с 2 до 25*

6. Использование физиологически активных веществ (гаметоцидов, брасоиноллидов^гибберепивой, ояигоэденилатов) позволило достоверно увеличить выход новообразований и зеленых растений при культи-

вировашш пыльников озимых тритикале.

7. Установлен положительный эффект генетической системы совместимости пшеницы с рожью (рецессивных аллелей kr I и 'kr 2) на выход гаплопродукции у озимых гексаплоидних тритикале и пшениц при селективной элиминации хромосом, в змбриокультуре отдаленных гибридов тритикале и пшеницы о н, ыаъовии .Выявлен аллоплазматический эффект на выход аллогаплоидов у озимых тритикале, полученных на цитоплазме ржи.

8. Показана видовая специфичность эффективности иопольэова-ния методов андрогенеэв и эмбриоиультуры in vitro D индукции аллогаплоидов пшеницы и тритикале. Для получения аллодигаплои-дов пшеницы целесообразнее использовать метод эмбриокультуры, для озимых тритикале более эффективным оказался метод культуры пыльников.

9. Проведено селекционно-генетическое изучение полученных вл-лодигаплоидов тритикале и пшеницы. Выявлена вариабельность рас-тений-регенерантов по числу хромосом; элементам продуктивности колоса и морфологическим признакам. Показана гомогенность алло-дигаплоидных линий по полиморфизму запасных белков. Полученные андрогенетические й.'зиготические аллодигэплоиды используются в качестве исходного материала, генетических источников высокой андрогенетической способности, ценных признаков и овойств в селекции тритикале и пшеницы.

(jmiCCK ПУБЛИКАЦИЙ

1. Гордей И.А.,Сорокин А.П.Генотипическая специфичность реакции каллусогенеэа в культуре пыльников тритикале на воздействие различными факторами/ Методы интенсификации селекционного процесса. - Одесса: ВСГИ, 1990.- С.90.

2. Гардзей Х.А.,СарокХн А.П. ГенагыпЛная олецыфХчнвсць анд-рагенезу I эмбрыянультуры in vitro пры стварэнн! дыгаплоХдеу трыц1кале I пшанХцы// Весц1 АН БССР. Сер.б1ял.навук.-1990,-К«б.-С.12-16.

3. Гордей И.А.«Сорокин А.П. Аллоплзэматичеокий эффект в культуре пыльников гексаллоидных тритикале// Генетикая-Х991.-Т.27.-

№ З.-С.565-567. ■ •

4. Сорокин А.П.«Гордей H.A. Ядерно-цитоплазматическое взаимодействие в андрогенезе in vitro озимых гексаплоидних тритикале/ Современные проблемы генетики.и селекции сельскохозяйственных растений. -Одесса: ВСГИ, 1991. - C.I44.