Генетика пшенично-ржаных гибридов и первичных октоплоидных тритикале

Тихенко, Наталья Дмитриевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Генетика пшенично-ржаных гибридов и первичных октоплоидных тритикале
ВАК РФ 03.02.07, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Генетика пшенично-ржаных гибридов и первичных октоплоидных тритикале"

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ТИХЕНКО Наталья Дмитриевна

Генетика пшенично-ржаных гибридов и первичных октоплоидных

тритикале

Специальность: 03.02.07 — «генетика»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

2 8 ИЮЛ 2011

Санкт-Петербург 2011

4851835

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном университете на кафедре генетики и селекции, в лаборатории генетики и биотехнологии растений Санкт-Петербургского филиала Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН.

Научный консультант: доктор биологических наук

Анатолий Васильевич Войлоков, Санкт-Петербургский филиал Института общей генетики им. Н.И. Вавилова, РАН

Официальные оппоненты: доктор биологических наук

Константин Васильевич Квитко, профессор каф. микробиологии Санкт-Петербургского государственного университета

доктор биологических наук Ольга Павловна Митрофанова, Зав. отделом ГР пшеницы ГНУ ВИР им. Н.И. Вавилова РАСХН, Санкт-Петербург

доктор биологических наук Галина Александровна Макарова глав.н.сотр. лаб. экофизиологии растений Агрофизического научно-исследовательского института, РАСХН

Ведущее учреждение: Ботанический институт им. В.Л. Комарова РАН

Защита состоится 4О <%0У/ в на заседании

совета Д 212.232.12 по защите докторских и кандидатских диссертаций при Санкт-Петербургском государственном университете по адресу: 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7/9. Санкт-Петербургский государственный университет, кафедра генетики и селекции, ауд. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке им. М.Горького Санкт-Петербургского государственного университета Автореферат разослан 2011

Ученый секретарь диссертационного совета

д.б.н. Л.А. Мамон

Введение

Актуальность проблемы. Полиплоидия, особенно аллополиплоидия, объединение наследственного материала двух различных видов в одно генетическое целое с новыми признаками и свойствами - является одним из наиболее важных эволюционных процессов в растительном мире, в конечном счете, приводящим к формированию новых таксонов. Тритикале являются синтетическими аллополиплоидами, возникшими в результате удвоения хромосом у пшенично-ржаных гибридов. Эти синтетические амфидиплоиды объединяют в себе хромосомы различных видов пшеницы (чаще всего гексаплоидных или тетраплоидных) и ржи (как правило, Seeale cereale L.). В этом случае два полных набора генов, выполняющих более или менее схожие функции у родителей должны найти пути кооперации друг с другом за короткий период. Тритикале, являясь успешной новой зерновой культурой, в тоже время могут быть модельным объектом для изучения эволюции полиплоидных видов (Lelley, 2006).

Далеко не всякое скрещивание между пшеницей (тетраплоидной или гексаплоидной) и рожью позволяет получить жизнеспособный гибрид. При получении пшенично-ржаных гибридов и первичных тритикале описаны многочисленные случаи несовместимости геномов родительских форм (Müntzing, 1979; Lelly, 1996, 2006; Oettler, 1998). Одним из первых, кто высказал предположение, что в основе несовместимости геномов разных видов лежит идея о различиях по единичным генам специфического действия, как причине постзиготической несовместимости, был Г. Д. Карпеченко (1935). В целом, процесс генной адаптации, возникающей в результате совмещения геномов разных видов в одно целое у отдаленного гибрида, реализуется как бесчисленные взаимодействия, и понимание механизмов, функций и их значимости находится еще в зачаточном состоянии (Wendel, 2000; Ozkan et al., 2001; Liu and Wendel, 2003; Feldman and Levy, 2005; Chen, 2007). Пшенично-ржаные гибриды и первичные тритикале дают уникальную возможность наиболее близко подойти к пониманию, что является необходимым для определения путей становления нового вида, возникшего в результате отдаленной гибридизации.

Пшеница (твердая и мягкая) - самоопыляющаяся культура и природный аллополиплоид, что предполагает аддитивное действие генов в формировании признаков. Рожь - строгий перекрестно опыляемый диплоидный вид с гаметофитной системой самонесовместимости, обеспечивающей высокую генетическую изменчивость и жизнеспособность отдельных особей сортовых популяций. Внутрипопуляционная изменчивость ржи может быть выявлена путем преодоления самонесовместимости и создания инбредных линий на основе мутаций автофертильности, позволяющих зафиксировать в гомозиготном состоянии широкий спектр доминантных, а также рецессивных аллелей, скрытых в гетерозиготном состоянии. Получение пшенично-ржаных гибридов и первичных тритикале на основе одного генотипа пшеницы и большой серии инбредных линий позволяет выявлять и изучать особенности взаимодействия г

родительских видов, контролирующих широкий спектр хозяйственно ценных признаков, и генов, определяющих механизмы межвидовой репродуктивной изоляции.

Цель исследований - используя уникальную Петергофскую генетическую коллекцию инбредных автофертильных линий ржи и оригинальный вариант гибридологического анализа изучить особенности проявления и взаимодействия генов родительских форм у пшенично-ржаных гибридов и первичных тритикале, разработать новые подходы к решению научных и практических задач, возникающих при работе с аллополиплоидами.

Задачи:

1) изучить проявление и взаимодействие генов родительских форм, участвующих в формировании ряда качественных (устойчивость к патогенным грибам) и количественных (высота растения, фертильность) признаков, выявить признаки, специфически проявляющиеся у пшенично-ржаных гибридов и тритикале;

2) изучить генетический контроль эмбриональной летальности и гибридной карликовости, возникающих при скрещивании мягкой пшеницы с отдельными линиями ржи;

3) с помощью серии рекомбинантных инбредных линий (РИЛ) и серии нулли-тетрасомных линий установить хромосомную локализацию генов эмбриональной летальности;

4) разработать методы, позволяющие преодолеть эмбриональную летальность и получить пшенично-ржаные гибриды с «летальным» генотипом;

5) на основе собственных и литературных данных проследить параллелизм в формировании барьеров постзиготической репродуктивной изоляции у цветковых растений.

Научная новизна. Показано, что специальная генетическая модель, основанная на использовании двух генетических коллекций: инбредньге автофертильные линии из Петергофской коллекции ржи и генетические линии мягкой пшеницы сорта Chinese Spring и сам сорт, с участием которых получали пшенично-ржаные гибриды и первичные тритикале, по оригинальной схеме скрещиваний (Voylokov, Tikhenko, 1998), является универсальной моделью, позволяющей выявлять, картировать и изучать взаимодействия генов родительских форм в геноме аплополиплоидов.

Впервые выявлены и проведена хромосомная локализация генов Eml-R1 ржи и Ет1-А1 пшеницы, отвечающих за эмбриональную летальность пшенично-ржаных гибридов. Показано, что взаимодействие генов Eml-Rlb ржи и Ет1-А1 пшеницы приводит к остановке развития и последующей деградации апикальной меристемы у 16-дневных гибридных зародышей. Разработан эффективный метод культуры тканей незрелых зародышей для преодоления данной эмбриональной летальности у пшенично-ржаных

гибридов, позволяющий получить растения с «летальным» генотипом. Впервые получены результаты, позволяющие оценить влияние мутаций автофертильноети в локусах несовместимости ржи 5, 2 и Т на фертильность первичных октоплоидных тритикале.

При оценке устойчивости линий тритикале к патогенным грибам выявлены различные эффекты взаимодействия геномов родительских форм: фенотипическое проявление или подавление устойчивости, проявление устойчивости в результате взаимодействия геномов восприимчивых форм. Впервые проведена оценка устойчивости инбредных линий ржи к темно-бурой листовой пятнистости и корневой гнили, вызываемых патогенным грибом В/ро/ага яогокМапа. Изучен генетический контроль устойчивости к темно-бурой листовой пятнистости у инбредных линий ржи и показано, что устойчивость определяется рецессивными аллелями двух генов.

Систематизированы данные, позволяющие утверждать о наличии параллелизма в формировании барьеров постзиготической репродуктивной изоляции у цветковых растений.

Теоретическое и практическое значение работы. Результаты работы содержат новые знания по генетике пшеницы, ржи и тритикале и имеют значение для частной и сравнительной генетики злаков, селекции пшеницы и тритикале.

В работе реализован подход по обнаружению и картированию генов, специфически проявляющихся у пшенично-ржаных гибридов и тритикале, что позволило идентифицировать новые гены у ржи и пшеницы. Установлено, что аллели генов отвечают за

несовместимость геномов при отдаленной гибридизации пшеницы и ржи. Показано, что хромосомы 1 В, Ш и 6В мягкой пшеницы несут гены, присутствие которых необходимо для развития гибридного зародыша, т.е. обеспечивают стабилизацию структуры и функций генома в ходе эволюции на основе отдаленной гибридизации. Показана возможность преодоления гибридной эмбриональной летальности методом индукции первичного каллуса из аномальных зародышей с последующей индукцией регенерации и получением пшенично-ржаных гибридов с «летальным» генотипом. Предложена модельная система для изучения дифференциальной экспрессии генов постзиготической несовместимости родительских видов на одинаковом генотипическом фоне.

Создана коллекция первичных октоплоидных тритикале из 55 линий и проведена ее комплексная оценка по хозяйственно значимым признакам. Первичные октоплоидные тритикале АсГ7а, Ас!7Ь, Ас117 выделенные как устойчивые к бурой ржавчине пшеницы, рекомендуются в качестве новых источников устойчивости к этой болезни. Линии Ас176 и Ас139 обладают устойчивостью к обыкновенной корневой гнили и рекомендуются в качестве новых источников для использования в селекционных программах тритикале. Автофертильные линии ржи Л6, 478, 410 рекомендованы как новые источники короткостебельности для получения тритикале с высотой

соломины 60-90см. Линия JI6 содержит в своем генотипе как новый ген короткостебельности, так и ген(ы) устойчивости к обыкновенной корневой гнили, проявляющиеся у первичных тритикале.

Результаты работы расширяют теоретическую и практическую базу для проведения исследовательских работ студентами и аспирантами кафедры генетики и селекции СПбГУ.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. оригинальная схема генетического анализа позволяет выявлять, картировать и определять характер взаимодействия генов не только у пшенично-ржаных гибридов и первичных октоплоидных тритикале, она также может быть использована в качестве универсальной генетической модели, для изучения генетики любых отдаленных видов, у которых есть генетические коллекции;

2. выявлены сходные ряды изменчивости систем постзиготической изоляции у растений согласующиеся с законом гомологических рядов наследственной изменчивости Н.И. Вавилова.

3. эмбриональная летальность, возникающая при скрещивании мягкой пшеницы с отдельными инбредными линиями ржи является результатом комплементарного взаимодействия аллели Eml-Rlb ржи и Eml-Al пшеницы; каллусогенез в культуре in vitro незрелых аномальных пшенично-ржаных зародышей позволяет преодолеть данный тип летальности и получить растения-регенеранты с «летальным» генотипом;

4. использование отдельных инбредных линий ржи с мутациями автофертильности в локусе Т в качестве отцовского компонента позволяет значительно повысить фертильность первичных тритикале;

5. устойчивость к темно-бурой листовой пятнистости (возбудитель В ¡polaris sorokiniana) у ржи определяется рецессивными аллелями двух генов, устойчивость к корневой гнили у первичных тритикале может быть результатом взаимодействия генов восприимчивых форм.

Апробация работы: Материалы диссертации были представлены на следующих отечественных и международных совещаниях, конференциях и симпозиумах: Всесоюзном совещании по цветению, опылению и семенной продуктивности растений (Пермь, 1987); Конференциях молодых ученых и студентов ЛСХИ (Ленинград, 1988, 1990); на V и VI Всесоюзных съездах ВОГиС им. Н.И. Вавилова (Москва, 1987; Минск, 1992); Всероссийской научно-производственной конференции «Интродукция нетрадиционных и редких сельскохозяйственных растений» (Пенза, 1998); 4-ом и 5-ом Международных симпозиумах по Тритикале (Канада, 1998; Польша, 2002); Международной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения академика Н.В.Цицина (Москва, 1998); 3-ем, 4-ом, 5-ом Международных симпозиумах «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования», (Пущино, 1999, 2001; Москва, 2003); 2-ом и 3-ем Всероссийских съездах ВОГиС (Санкт-Петербург, 2000; Москва, 2004); 1-ой

Центрально-Азиатской конференции по пшенице (Алматы, 2003); Международной конференции по отдаленной гибридизации (Москва, 2003); 3-ем Международном конгрессе «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва, 2005); Международном симпозиуме по генетике и селекции ржи (Германия,2006); Международной Конференции «Генетика в России и мире» (Москва, 2006); 2-ой Вавиловской международной конференции «Генетические ресурсы культурных растений в XXI веке» (Санкт-Петербург, 2007); Международная конференция памяти E.H. Синской «Генетические ресурсы культурных растений» (Санкт-Петербург, 2009); Вавиловском семинаре в Институте генетики и селекции растений ((IPK) (Германия, 2010); 8-ой Международной конференции по пшеницы (Санкт-Петербург, 2010).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 40 печатных работы, из них 22 в сборниках и ведущих отечественных и международных журналах, в том числе 9 в изданиях, рекомендованных перечнем ВАК. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, включающей материалы и методы, результаты и их обсуждение, заключения и выводов, а также списка цитированной литературы, насчитывающего 507 источников. Работа изложена на 313 страницах машинописного текста, включая приложение, иллюстрирована 20 рисунками и 50 таблицами.

Содержание работы Материалы и методы исследования

В основу генетических исследований, представленных в данной работе, положена оригинальная схема генетического анализа, разработанного в лаборатории генетики растений СПбГУ (Voylokov, Tikhenko, 1998), позволяющая выявлять, картировать и определять характер взаимодействия генов родительских форм у пшенично-ржаных гибридов и первичные октоплоидных тритикале. Данная схема генетического анализа предполагает использование генетической коллекции инбредных линий ржи и одного сорта мягкой пшеницы, обладающего рецессивными аллелями генов krl и кг2, обеспечивающих высокую завязываемость семян при скрещивании с рожью.

Первым этапом такого анализа является получение гибридов и первичных тритикале на основе пшеницы, выбранной в качестве материнской формы, и возможно большим числом инбредных линий ржи. На этом этапе выявляются различия между гибридами или первичными тритикале в проявлении ранее установленных у ржи генов или различия в признаках, которые могут объясняться специфическим взаимодействием генов ржи и пшеницы в генотипе гибрида или тритикале (схема 1).

Вторым этапом предлагаемого подхода является анализ расщепления для установления числа, эффектов, характера взаимодействия и картирования

генов, полиморфизм которых был выявлен на первом этапе при сравнении Fj или амфидиплоидов. Для проведения этого анализа линии ржи с различным проявлением установленных генов ржи у пшенично-ржаных гибридов F| или тритикале скрещиваются между собой для получения межлинейных

Генетический анализ F| пшенично-ржаных гибридов (п) и первичных октоплоидных тритикале (2n) (Voylokov, Tikhenko, 1998)

Схема 1. Получение и изучение особенностей развития пшенично-ржаных гибридов и первичных тритикале (2п) Пшеница х Инбредные линии ржи

AABBDD [RR(1/1)*, RR(2/2)*, RR(1/1) ....]

F,(n): ABDR(l), ABDR(2),......

(2n): AABBDDRR(1/1), AABBDDRR(2/2),.... *1 и 2 аллели генов ржи, ответственных за альтернативное проявление признаков у пшенично-ржаных гибридов и тритикале

Схема 2. Анализ расщепления по анализируемым признакам у Fj пшенично-ржаных гибридов (п) и первичных тритикале (2п) Пшеница х Межлинейный гибрид ржи

AABBDD RR(l/2)

Ожидаемое расщепление F,(n) 1 [ABDR(l)]: 1 [ABDR(2)] (2n) 1 [AABBDDRR(1/1)] : 1 [AABBDDRR(2/2)] 1 и 2 аллели генов ржи, ответственных за альтернативное проявление признаков у пшенично-ржаных гибридов и тритикале

гибридов ржи. Пыльцой этих гибридов опыляется та же материнская форма пшеницы (схема 2). Необходимое число пшенично-ржаных амфигаплоидов и/или первичных тритикале, полученных на их основе, используется для проведения анализа расщепления по качественным и количественным признакам. В обоих случаях подразумевается использование молекулярных маркеров, полиморфных у ржи в такой степени, что две неродственные линии ржи различаются по маркерам, перекрывающим все хромосомы ржи (Korzun et al., 2001). Таким образом, можно идентифицировать и картировать соответствующие гены ржи, а также оценить их взаимодействие с генами пшеницы при формировании анализируемого признака у пшенично-ржаных гибридов и первичных тритикале.

В работе были использованы также следующие методы: методы классического гибридологического анализа, оценка устойчивости пшеницы ржи и тритикале к патогенным грибам родов Puccinia и Bipolaris по общепринятой методике (Михайлова и др., 2000); гистологический анализ пшенично-ржаных зародышей и апикальных меристем у проростков и растений пшенично-ржаных гибридов; in situ гибридизации геномной ДНК (GISH); тест на апоптоз; цитофотометрический анализ количества ДНК в

ядрах клеток пшенично ржаных зародышей; анализ полиморфизма фрагментов ДНК (SSR-маркеров); методы культивирования незрелых зародышей in vitro; методы вариационной статистики, дисперсионный анализ, метод входящие в пакет программ STATISTICA for WINDOWS (версия 5.0).

В работе использованы следующие сорта, линии и гибриды: 8 форм и сортов мягкой пшеницы, серия нулли-тетрасомных линий мягкой пшеницы сорта Chinese Spring (CSNT), любезно предоставленная John Innés Centre, Norwich, UK; три пшенично-ржаные линии CS, дополненных по хромосоме 6R (WRA6R, WRA6RS и WRA6RL) из коллекции IPK (Gatersleben, Germany); инбредные поколения 116 автофертильных линий ржи лаборатории генетики растений СПбГУ, серия из 79 рекомбинантный линий (РИЛ) ржи, межлинейные гибриды ржи, полученные путем индивидуальных скрещиваний между отдельными растениями инбредных линий с альтернативным проявлением признаков. В ходе выполнения работы было получено и проанализировано 67 линий первичных октоплоидных тритикале.

Автор приносит благодарность коллегам: A.B. Войлокову, Н.В. Цветковой, Л.Г. Тырышкину, В.Г. Смирнову, О. Добровольской, Т. Руттену (T. Rutten) , А. Хоубену (A. Houben), А. Бернеру (А. Börner), H.С. Ростовой, С.Н. Прияткиной, принимавшим участие в данной работе, что отражено в публикациях.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Анализ влияния генотипа инбредных линий ржи на формирование количественных признаков первичных октоплоидных тритикале

Для изучения генетики тритикале был предложен оригинальный вариант гибридологического анализа (Voylokov, Tikhenko, 1998), который позволяет выявить изменчивость и картировать гены ржи, отвечающие за все возможное разнообразие признаков у тритикале, полученных на основе одного и того же генотипа пшеницы. Очевидно, что выявляемые при этом различия между гибридами Fi и/или амфидиплоидами, в конечном счете, определяются различиями между генотипами родительских линий ржи.

Высота растения

Высота растения - сложный количественный признак. У отдаленного гибрида высота растения может определяться как генами материнской формы, так и отцовской, а также их взаимодействием. Все вовлеченные в анализ первичные октоплоидные тритикале были получены на основе одной материнской формы Chinese Spring (CS), которая не несет известных генов короткостебельности. Линии ржи, использованные нами в качестве отцовского компонента, можно разделить на две группы: короткостебельные - носители доминантной аллели гена Ddwl, и высокорослые - носители рецессивной аллели этого гена. Таким образом, мы получили возможность

изучить проявление гена Ddwl на генотипических фонах, включающих один и тот же генотип пшеницы и генотипы ржи, различающиеся по генам, контролирующим высоту растений. Кроме того, на формирование высоты растения значительное влияние оказывают погодные условия. За годы изучения, средние значения высоты растений у полученных первичных октоплоидных тритикале варьировали от 60,0 до 125,1см в 1998 году и от 33,5 до 104,0см в 1999 году. У материнской формы пшеницы CS высота растений составила в среднем 99,0см в 1998 и 98,5см в 1999. Особенно наглядно влияние внешних условий на высоту растений проявляется при сравнении ранжированных данных 1998г. по 25 линиям тритикале с данными по тем же линиям, полученными в 1999г. (рис. 1). Так, у линий тритикале, имеющих в своем генотипе доминантную аллель гена Ddwl, высота растений составила 60,0118,2см в 1998г. и 33,5-73,0см в 1999г., а у линий тритикале с рецессивной аллелью этого гена 78,7-125,1см и 58,5-104,0см соответственно. Полученные результаты свидетельствуют, что у амфидиплоидов различия по признаку "высота растения" могут быть обусловлены иными генетическими факторами ржи помимо главного гена Ddwl. Эффект генов-модификаторов и использование инбредных линий ржи, несущих доминантную аллель гена короткостебельности Ddwl, позволяет получить в скрещиваниях со среднерослой пшеницей Chinese Spring первичные октоплоидные тритикале высотой менее 70см, высотой 70-90см и среднерослые с высотой растения 90118см.

К низкорослым тритикале, помимо тритикале с генами короткостебельности от ржи, можно отнести еще три образца: Ad 19, Ad35 и Ad47 (рис. 1). Эти тритикале получены на основе линий ржи JI6 (Ст190-2/60),

Рис. 1. Распределение первичных октоплоидных тритикале по высоте растений (ось ординат): 0 - линии с аллелью Ddwl 1998г., [] - линии аллелью ddwl, 1998г., I - линии с аллелями Ddwl или ddwl 1999г.

478 (Б-26/58) и 410 (БВКуО-9/72) (Смирнов, Соснихина, 1984), имеющих по 7-9 поколений строгого инбридинга. Все эти линии разного происхождения и не несут известных аллелей генов, обусловливающих короткостебельность

Таким образом, линии Л6, 478 и 410, несут не идентифицированные ранее ген(ы) ржи, специфически экспрессирующиеся у тритикале и приводящие к снижению высоты растений. Эффект этих генов проявляется на фоне гомозиготности по аллелям высокорослости ddwl. Он сопоставим по величине с действием доминантной аллели теш. Ddwl (рис. 1).

Продуктивность главного колоса

Продуктивность главного колоса является сложным признаком, основными составляющими которого являются такие признаки как длина колосовой оси, число колосков, число цветков в колоске и фертильность колоса. В наших исследованиях большинство линий тритикале в течение двух лет превосходили материнскую форму пшеницы по длине колоса и числу колосков. Сравнительное изучение в течение трех лет (1998-2000 гг.) длины колоса и числа колосков в нем у 10 наиболее озерненных линий тритикале подтвердило, что длина главного колоса и число колосков в нем у данных линий достоверно превышали материнскую форму пшеницы (табл. 1). Эш позволяет предположить, что основной вклад в формирование данных признаков вносит генотип родительских линий ржи.

Таблица 1.

Длина колоса и число колосков в колосе у 10 наиболее озерненных первичных октоплоидных тритикале и мягкой пшеницы Chinese Spring (CS)

Номер Длина колоса Число колосков в колосе**

линии 1998 1999 2000 1998 1999 2000

тритикале X±Sx X±Sx

7а 10,4±0,2 9,9±0,2 10,4±0,3 24,8±0,3 21,4±0,2 22,3±0,6

7Ь 10,9±0.2 9,8±0,2 10,1±0,4 25,5±0,2 21,7±0,3 19,3±0.7

17 11.3±0.3 10J2±0,2 10,9±0,4 25,9±0,5 22,5±0,2 20,1±0.7

40а 10,6t0,2 9,8±0,2 8,7±0,3* 23,1±0,2 21,7±0,4 19,3±0,7

49 11,4±0,2 10,3±0,2 9,7±0,4 24,9±0,3 21,3±0,3 21,7±0,7

52 11,1±0,2 10Д±0,1 11,4±0,3 23,7±0,3 20,0*0,3 22,8±0,4

73 11,0±0,1 9,7±0,1 9,4±0,5 25,1±0,4 21,7±0,2 19,0±0,9

30 10,1±0,3 9,6±0,1 10,7±0,3 21,6±0,4 19,7±0,1 19,5±0,3

65 11,3±0.2 10,4±0,3 11,7±0,3 25,8±0,4 21,9±0,6 22.1±0,4

50Ь 10,8±0,2 10.5±0.3 12,2±0,2 25,1±0,2 22,3±0,3 24,5±0.3

CS 8,2±0,1 7,2±0,1 7,4±0,1 17,6±0,3 18,9±0,1 16,8±0,3

* - различия с контролем не достоверны при Р > 0,05; ** - различия с контролем достоверны при Р< 0,05

Фертильность колоса. Многочисленные исследования показали, что у первичных гексаплоидных тритикале ранних поколений (СрСз) завязываемость выше, чем у октоплоидных (Гордей, 1992; ОеШег, 1991; КЫгшпвкауа е! а!., 1998). Однако даже у эуплоидных растений первичных

гексаплоидных тритикале более поздних поколений (С4-С5) она колеблется от 23 до 76% и в среднем составляет 59% (Ье11еу, &тЬе1, 1989). По нашим данным, первичные октоплоидные тритикале, полученные на основе различных инбредных линий ржи и гексаплоидной пшеницы СБ, также значительно различались по уровню фертильности. У полученных нами линий октоплоидных тритикале среднее число зерен в главном колосе фертильных растений колебалось в 1998г. от 0,3 до 25,3 и в 1999г. от 0,4 до 25,1. У мягкой пшеницы в 1998г. формировалось 48,3 и в 1999г. 49,4 зерна на колос. Как видно из полученных данных, все образцы первичных октоплоидных тритикале уступали по числу зерен в колосе материнской форме пшеницы.

В литературе отсутствуют данные о влиянии мутаций автофертильности ржи на завязываемость семян у первичных тритикале. У двадцати семи из шестидесяти одной инбредной линии ржи, используемых в нашей работе, идентифицированы мутации автофертильности (мутации я/), которые нарушают функционирование системы несовместимости. У 17 из 27 линии ржи мутации автофертильности были локализованы с помощью генетического анализа (Егорова, Войлоков, 1998), у остальных 10 - по родословным. Таким образом, мы получили возможность сравнить завязываемость семян у первичных тритикале, полученных с использованием автофертильных линий, несущих мутации sf в различных локусах несовместимости 5 (Ш), 7(2Н) или Т(5Я). Обсуждая связь между мутациями автофертильности у родительских линий ржи и завязываемостью семян у более высоко озерненных первичных тритикале, можно сделать предположение о положительном влиянии мутаций в локусе Т, по сравнению с мутациями я/в локусах Я и Ъ. В среднем завязываемость семян у тритикале с мутациями я/в локусах 5, 2 и Т составляет соответственно 7,9, 5,2 и 13,8% в 1998г. и 10,5, 11,7 и 27,4% в 1999г (табл. 2). Предположение о положительном

Таблица 2.

Средняя завязываемость семян у первичных октоплоидных тритикале, полученных на основе инбредных линий ржи с идентифицированными __мутациями автофертильности (.?/)_

мутации Завязываемость семян, %

1998 г. 1999 г.

у линии число тт- Х<р* число шш- Х<р*

ржи в линий тах линий тах

локусе трити кале трити кале

9 0-20,5 7,9(2,6-15,6) 9 0-28,4 10,5 (4.1-19,4)

2 8 0-13,7 5,2(1,8-10,2) 9 0,1-18,2 11,7 (6,1-18,9)

Т 14 0-30,8 13,8 (8,2-20,6) 13 7,4-44.7 27,4 (20,2-35,3)

* доверительные интервалы рассчитаны с помощью (^-преобразования Фишера (Урбах. 1963)

влиянии мутации в локусе Т на озерненность тритикале подтверждается следующим. Во-первых, тем, что большей завязываемостыо семян обладают тритикале, полученные на основе линий ржи, несущих разные, независимо выделенные мутации я/в этом локусе. Во-вторых, большинство этих линий неродственны и, следовательно, значительно различаются по генотипическому фону, сопровождающему эти мутации (табл. 3).

Таблица 3

Завязываемость семян (в %) у 10 наиболее озерненных первичных октоплоидных тритикале и мягкой пшеницы Chinese Spring

Номер линии тритикале Год изучения

1998 1999 2000

7а(7Т)* 21,0±13,5 32,9 ±2,9 13,4 ±1,0

7Ь(7У) 24,2 ±2,1 40,9 ± 4,4 22,6 ± 0,5

17(77) 26,7 ± 2,6 40,6 ± 3,7 24,1 ±2,6

40а(?) 14,9 ±3,2 23,4 ±2,7 6,6 ± 2,8

49(7/') 7,6 ±1,4 25,4 ±3,2 5,0 ±1,9

52(7/) 30,8 ± 3,4 44,7 ±4,0 15,0 ±0,7

73(7) 11,8 ±2,6 22,5 ±1,9 5,3 ± 1,6

50Ь(7У) 19,1±3,0 30,9 ± 3,2 13,5 ±2,4

30(7/) 28,0 ±2,6 39,2 ±3,2 17,0 ±0,6

65(7) 28,4 ± 3,0 31,7 ±3,7 26,0 ±0,6

Chinese Spring 89,5±1,6 84,5 ± 0,6 85,7 ±1,2

*В скобках указаны аллельные мутации автофертипьности в Г-локусе, полученные от одного и того же или разных (Т/, Т/, Т/) источников автофертильности; ? — неидентифицированная мутация я/

Часть образцов тритикале с низкой завязываемостью семян (менее 10%) Ас19, А<145, Ас146, Ас149 и одна стерильная линия тритикале Ас114 также несет в своем генотипе мутации в локусе Т. В связи с этим ясно, что наличия только этой мутации недостаточно для повышения завязываемости семян у тритикале. Очевидно, что высокая стерильность амфидиплоида может быть следствием как нерегулярного течения мейоза, так и нарушений в процессе гаметогенеза. С этой точки зрения, несомненно, большой интерес представляет тритикале Ас155. Изучение мейоза и гаметогенеза у этого полностью стерильного тритикале в поколении С], не имеющего отклонений в формировании вегетативных органов, позволит получить новые данные о взаимовлиянии хромосом пшеницы и ржи у отдаленного гибрида.

Устойчивость первичных октоплоидных тритикале и их родительских форм к патогенным грибам

Поскольку тритикале объединяют в своем генотипе наследственный материал двух разных родов злаков, то устойчивость к болезням, вызываемым патогенными грибами может определяться как генами одного

из родителей, так и взаимодействием генов обеих родительских форм. Для выявления всех эффектов взаимодействия нами был проведен анализ устойчивости не только самих амфидиплоидов, но и родительских форм.

Возделываемые сорта ржи, как правило, не поражаются бурой ржавчиной пшеницы. В литературе имеются единичные сообщения о восприимчивых генотипах, обнаруженных при изучении сортовых популяций (Bócsa, Kiss, 1966; Rubliales et al., 1993). Г. Муса с коллегами (Musa et al., 1984) для изучения генетического контроля устойчивости инбредных линий ржи к Puccinia recóndita sp.f. tritici использовали восприимчивую автофертильную линию ржи. Это позволило им установить, что устойчивость к бурой ржавчине пшеницы контролируется у шести устойчивых линий ржи различным числом генов от одного до трех (Musa et al. 1984). Полученные нами результаты свидетельствуют о том, что среди линий ржи Петергофской генетической коллекции имеются генотипы восприимчивые к этому патогену. Оценку устойчивости к ржавчинным грибам и Bipolaris sorokiniana проводили по методике JI.A. Михайловой с соавторами (Михайлова и др., 2000). При анализе устойчивости к бурой ржавчине пшеницы из 96 инбредных линий ржи только 41 линия были устойчивы к этой болезни, а у растений шестнадцати линий ржи отрезки листьев сильно поражались ржавчиной, балл поражения 3-4 по пятибалльной шкале (табл. 4). Полученные нами результаты дают основания предположить, что у ржи могут присутствовать генетические факторы восприимчивости к болезни неспецифичной для этого рода, которые не проявляются у сортовых популяций вследствие высокого уровня гетерогенности популяций и гетерозиготности отдельных растений.

Таблица 4.

Устойчивость инбредных линий ржи к грибным болезням

Возбудитель Изучено линий Из них с реакцией

R RS S

Puccinia recodita(6ypan ржавчина пшеницы) 96 41 39 16

Р. dispersa (бурая ржавчина ржи) 91 4 28 59

Bipolaris sorokiniana (темно-бурая листовая пятнистость) 97 16 52 29

Bipolaris sorokiniana (обыкновенная корневая гниль) 94 6 16 74

*-R-ycTOÜ4HBOCTb, S- восприимчивость, RS- гетерогенность - здесь и далее в других

таблицах

Проведенное нами исследование устойчивости инбредных линий ржи к природной популяции бурой ржавчины ржи (Puccinia dispersa) также показало, что изучаемые формы бедны устойчивыми генотипами,

выделились четыре устойчивые не родственные друг другу линии (572, Н9, Н8, Н6).

Устойчивость инбредных линий ржи к возбудителю темно-бурой листовой пятнистости и обыкновенной корневой гнили (Bipolaris sorokiniana) была предварительно обнаружена нами в совместных исследованиях с Л.Г. Тырышкиным (Тырышкин и др., 1998) при тестировании небольшого числа автофертильных линий ржи из Петергофской генетической коллекции. В настоящей работе при анализе устойчивости к этим болезням 97 инбредных линий ржи мы выделили 6 (Л6, 515, 516, 474, Ф14, Н2) устойчивых к обыкновенной корневой гнили и 16 линий (Т5, Фб, Ф21, Ф32, Ф40, 490, 489, 517, 479, 559, 401, 423, 384, 410, 541, 543) устойчивых к темно-бурой листовой пятнистости, балл поражения 0-2 по 7 бальной шкале (Михайлова и др., 2000). Из проанализированных линий ржи не выделено форм с устойчивостью одновременно к двум болезням, вызываемым грибом В. Sorokiniana (табл. 4). Это может свидетельствовать о том, что устойчивость к каждой из этих болезней контролируется у ржи различными генами. На отсутствие корреляции между устойчивостью к темно-бурой листовой пятнистости и обыкновенной корневой гнили у 17 сортов яровой пшеницы указывал Р. Коннер (Conner, 1990).

Таблица 5

Расщепление по устойчивости к темно-бурой листовой пятнистости в F2 от скрещивания устойчивых и восприимчивых инбредных линий ржи

Комбинация скрещивания Т pea род фо ип к;ци и ител. рмы Число семей f2 Соотношение фенотипов R:S Гены устойчивости х2 3:1 15:1*

Pi Р2 F факт F 1 mpop

453р.3хф14р. 1 R S 10 30:410 30,1:409,9 2 рецессивных 0,001*

453р.6х518р.3 R S 3 5:29 8,5:25,5 1 рецессивный 2,0

453р.7х518р.3 R S 10 30:111 35,3:105,7 1 рецессивный 1,07

518р.6хТ5р.1 S R 13 18:357 23,4:351,6 2 рецессивных 1,33*

518р.5хТ5р.1 S R 10 23:450 29,6:443,4 2 рецессивных 1,55*

2 22:58 20:60 1 рецессивный 0,25

518р.7х517р.1 S R 9 2:84 5,4:80,6 2 рецессивных 2,28*

Ф14р.2х517р. 1 s R 5 12:173 11,6:173,4 2 рецессивных 0,01*

У ряда линий ржи идентифицирована гетерогенность по устойчивости к патогенным грибам. Нами выдвинуто несколько предположений о возможной природе гетерогенности инбредных линий ржи: 1) отсутствие отбора по устойчивости, в результате чего ряд растений в пределах линии могут сохранять исходную гетерозиготность по аллелям гена (генов), определяющих реакцию на заражение грибом. Сохранение этой гетерозиготности наиболее вероятно в случае линий с малым числом инбредных поколений; 2) полигенное наследование устойчивости с аддитивным действием «малых» генов; 3) неполная пенетрантность и вариабильность экспрессивности генов, контролирующих реакцию на заражение грибом.

Результаты проведенного гибридологического анализа показывают, что устойчивость к темно-бурой листовой пятнистости у трех линий ржи контролируется взаимодействием двух рецессивных генов (табл. 5). Расщепления в семьях F2 комбинаций (453р.6x518р.3, 453р.7х518р.3, 518р5хТ5р. 1) указывают на то, что восприимчивая инбредная линия ржи 518 содержит растения гомозиготные (р.З) и гетерозиготные (р.5) по рецессивным аллелям одного из генов устойчивости. Полученные данные свидетельствуют о том, что у инбредных автофертильных линий ржи может сохраняться гетерогенность по генам устойчивости.

Использование разработанного нами оригинального варианта генетического анализа (Voylokov and Tikhenko, 1998) позволило показать, что в результате взаимодействия генов Triticum aestivum и Secale cereale, возникает разнообразие в отношении реализации признака устойчивости тритикале к фитопатогенным грибам, поражающим и пшеницу, и рожь.

Для создания тритикале в скрещивания был вовлечен один генотип мягкой пшеницы сорт Chínese Spring, восприимчивый к Puccinia recóndita. Однако линии первичных октоплоидных тритикале, полученные от скрещивания CS с устойчивыми к бурой ржавчине пшеницы инбредными линиями ржи, показали различную реакцию на заражение возбудителем этой болезни. У трех линий тритикале (Ad7a, Ad7b, Adl7) наблюдалось проявление устойчивости ржи. Устойчивость, привносимая геномом ржи, проявляется у линий тритикале Ad7a и Adl7 и в поздних инбредных поколениях (С2- С4). В остальных комбинациях скрещиваний восприимчивой к бурой ржавчине пшеницы CS с устойчивыми линиями ржи не отмечено проявление генов устойчивости. Таким образом, можно предположить, что один из геномов пшеницы А, В или D является носителем генов, которые специфически взаимодействуют с генами устойчивости ржи, т.е. показано генотип-специфическое подавление устойчивости.

Наше исследование показывает, что получение тритикале устойчивых к бурой ржавчине пшеницы зависит от комбинации исходных родительских форм и является следствием взаимодействий между геномами исходных родительских форм пшеницы и ржи. От скрещивания восприимчивой пшеницы (CS) и восприимчивых инбредных линий ржи не наблюдали появления устойчивых первичных тритикале, поэтому для получения

устойчивых к бурой ржавчине пшеницы линий тритикале необходимо вовлекать в скрещивания устойчивые линии ржи. В нашей работе показано, что для получения тритикале, устойчивых к бурой (листовой) ржавчине, вызываемой возбудителем Puccinia recóndita f.sp. tritici, в фазе проростков и фазе кущения на основе сорта Chínese Spring могут служить две родственные инбредные линии ржи 377 и 371.

Устойчивость тритикале к физиологической форме бурой ржавчины, поражающей рожь, обусловлена генетическими факторами, привносимыми пшеницей. Однако появление восприимчивых растений у некоторых линий тритикале позволяет предположить, что эта устойчивость может подавляться генами ржи.

Известно, что тритикале поражаются темно-бурой листовой пятнистостью и обыкновенной корневой гнилью, поэтому выделение и вовлечение устойчивых к В. sorokiniana форм ржи для получения тритикале можно рассматривать как один из способов создания устойчивых сортов этой новой культуры. В связи с тем, что дикорастущие формы тритикале в природе отсутствуют, необходимо расширять число доноров этого признака, вовлекая в скрещивания устойчивые родительские формы. В нашем исследовании материнская форма пшеницы восприимчива к темно-бурой листовой пятнистости. Инбредные линии ржи имели различную реакцию на это заболевание (табл. 4). Среди первичных тритикале, полученных нами на основе устойчивых или гетерогенных к темно-бурой листовой пятнистости линий ржи, не выделено устойчивых форм. Кроме этого нами показано, что использование устойчивости от ржи, контролируемой рецессивными генами, неэффективно для создания устойчивых форм тритикале. Линии тритикале Ad37 и Ad82, полученные на основе инбредных линий ржи 517 и Т5 были высоко восприимчивы к темно-бурой листовой пятнистости в фазе проростков.

Особое значение имеют результаты анализа устойчивости первичных октоплоидных тритикале к обыкновенной корневой гнили, возбудителем которой также является B.sorokiniana. Появление устойчивых растений тритикале от скрещивания восприимчивых родительских форм позволяет сделать предположение о комплементарном взаимодействии генов пшеницы и ржи, приводящим к устойчивости у отдаленного гибрида (табл. 6).

Анализ двух последовательных поколений потомства устойчивых растений Ci линий Ad76 и Ad39 показал расщепление изучаемых семей на восприимчивые и устойчивые, что свидетельствует о сложной природе этого признака у тритикале. Нами показано, что генетические факторы, обусловливающие устойчивость линии ржи Л6 к корневой гнили, могут проявляться в геноме отдаленного гибрида. Линия Adl9, полученная от скрещивания CS с линией ржи Л6, характеризовалась устойчивостью к обыкновенной корневой гнили.

Для всех изученных болезней у ряда линий тритикале при анализе семей была выявлена гетерогенность по устойчивости: либо отмечали различия в устойчивости отдельных семей, либо даже отдельных растений внутри семьи.

Таблица 6.

Устойчивость первичных октоплоидных тритикале и родительских линий ржи к обыкновенной корневой гнили (В.БОгокШапа)

Линия тритикале Число семей с реакцией Исходные инбредные линии ржи Реакция линий ржи

S RS R

17 10 2 0 377 RS

84 2 0 2 N21 RS

39 2 5 2 393 RS

97 5 0 0 396 RS

76 0 0 1 А40 S

93 0 0 4 515(2) S

89 2 3 3 N39 S

65 11 0 0 Ф9 S

Возможно несколько гипотез, объясняющих это явление:

1) Неполная пенетрантность и вариабильность экспрессивности устойчивости в результате действия генов-модификаторов у ряда линий. Для проверки этой гипотезы необходим дальнейший посемейный анализ гетерогенных семей.

2) Потеря хромосом ржи, в которых локализованы генетические факторы, обусловливающие устойчивость к болезни. Для проверки этой гипотезы необходимо провести цитологическую оценку растений соответствующих линий тритикале.

3) После удвоения числа хромосом у линий тритикале могут происходить генетические перестройки, которые приводят к изменению проявления устойчивости. Теоретически потомство одного колхицинированного растения в генетическом отношении гомозиготно. Однако появление гетерогенности у линий тритикале дает основание предполагать, что это может быть связано как реорганизацией родительских геномов в пределах растений Со, так и в результате перестроек генетического материала в последующих инбредных поколениях. Это явление известно у аллополиплоидов, полученных в скрещиваниях Triticum (aestivum, durum) и Seeale cereale (Xue-Feng et al., 2002), Triticum и Aegilops ((Liu et al., 1998; Ozkan et al., 2001; Shaked et al., 2001).

В большинстве случаев устойчивость изученных нами линий первичных октоплоидных тритикале к облигатным патогенам обусловлена генами одной из родительских форм. Сопоставление полученных в нашем исследовании результатов по изучению устойчивости линий первичных октоплоидных тритикале к патогенным грибам (ржавчине пшеницы, ржавчине ржи, темно-бурой листовой пятнистости и обыкновенной корневой гнили) и исходных родительских форм, позволило нам выделить следующие

взаимодействия генов пшеницы и ржи в комплексном геноме отдаленного гибрида:

1) фенотипическое проявление генетических факторов устойчивости либо ржи, либо пшеницы.

2) генотип-специфическое подавление устойчивости.

3) проявление устойчивости у амфидиплоидов от скрещивания восприимчивых родительских форм, в результате специфического взаимодействия генов.

Взаимодействие генов пшеницы и ржи в процессе формирования барьеров постзиготической изоляции.

Выявление форм Triticum aestivum L., имеющих в своем генотипе рецессивные аллели генов krl и кг2, позволяющих преодолеть презиготические барьеры несовместимости и обеспечивающие высокий процент (более 50%) завязывания семян при скрещивании с рожью, значительно облегчило задачу по отдаленной гибридизации между этими культурными злаками. Однако не всякое скрещивание между гексаплоидной пшеницей и рожью реализуется в жизнеспособное потомство (Jung and Lelley, 1985). За последнее столетие накоплены сведения, описывающие различные типы проявления постзиготической изоляции между пшеницей и рожью на разных этапах онтогенеза пшенично-ржаных гибридов (обзоры Müntzing, 1979; Lelley, 2006). Однако до настоящего времени не было предложено метода, позволяющего выявить все многообразие взаимодействия генов родительских форм, возникающее в результате объединения их геномов, в том числе и участвующих в формировании межвидовых барьеров. Оригинальный вариант гибридологического анализа разработанный и использованный нами (Voylokov and Tikhenko, 1998, 2002) позволил выявить широкий спектр новых генов ржи и пшеницы, как участвующих в формировании барьеров позтзиготической репродуктивной изоляции, так и генов, способствующих сбалансированному функционированию родительских геномов в генотипе гибрида. С помощью данного анализа были идентифицированы инбредные линии ржи, которые несут гены, вызывающие формирование различных аномалий у пшенично-ржаных гибридов F] (отсутствие нормального зародыша в гибридных зерновках, слабость и стерильность гибридов, аномалии морфологии листа и колоса, гибридная карликовость). Всего нами выявлено семь различных эффектов взаимодействия генов мягкой пшеницы CS с генами ржи (табл.

7).

Присутствие соответствующих генов (аллелей) в геноме ржи не имеет аномального фенотипического проявления в пределах вида Seeale cereale L., но обнаруживается при отдаленной гибридизации. Таким образом, эти гены можно отнести к генам специфически экспрессирующимся у пшенично-ржаных гибридов или первичных тритикале. Наиболее подробно нами были изучены фенотипическое проявление и генетический контроль эмбриональной летальности (Embryo lethality), возникающей при

скрещивании мягкой пшеницы с четырьмя линиями ржи (Л2, ЛЗ, 564 и 535), а также фенотипическое проявление и генетический анализ гибридной карликовости, возникающей при скрещивании мягкой пшеницы с двумя неродственными линиями ржи Ф1 и Ф10.

Таблица 7

Новообразования, выявленные у пшенично-ржаных гибридов И) (п) и

Морфологическое Уровень Число линий Возможность

проявление плоидности отдалённого гибрида* ржи получения потомства

Эмбриональная п 4 -

летальность

Гибридная карликовость п 2 -

Гибридная слабость п 2 -

Сближенные междоузлия п 1 -

Луковые листья и п 2 -

редукция колоса

Луковые листья 2п 2 +

Хлороз и некроз (деталь) п 3 -

Хлороз и некроз нижних п, 2п 4 -, +

листьев

стерильность 2п 8 -

*п - пшенично-ржанной амфигаплоид (F|), 2п - первое поколение пшенично-ржаного амфидиплоида (Ci) на следующий год после колхицинирования.

Эмбриональная летальность и карликовость пшенично-ржаных гибридов

При изучении эмбриональной летальности и гибридной карликовости пшенично-ржаных гибридов наиболее полно проявились преимущества оригинального варианта генетического анализа (Voylokov and Tikhenko, 1998) позволяющего выявлять, изучать и картировать гены родительских видов, взаимодействующие в генотипе гибрида и приводящие к формированию барьеров постзиготической репродуктивной изоляции. Как показало изучение эмбриональной летальности, развитие эндосперма гибридных зерновок, полученных от скрещивания мягкой пшеницы с линиями ржи, носителями гена Eml-Rl, не отличается от гибридных зерновок, полученных в контрольных скрещиваниях (Тихенко и др., 2005) и, следовательно, нарушения в развитии эндосперма не могут быть основной причиной аномалии в развитии гибридного зародыша в скрещиваниях CS х Л2 и CS х 535. Использование метода гибридизации геномной ДНК in situ (GlSH-анализ) и теста на апоптоз (TUNEL-тест) позволили установить, что остановка развития не связана с элиминацией хромосом одного из родителей или деградацией и фрагментацией хроматина ДНК в ядрах гибридных зародышей как на ранних (5 дней после опыления), так и на более поздних

этапах эмбриогенеза (10 и 16 дней после опыления). Темпоральная фиксация гибридных зародышей и их гистологическое изучение позволили выявить время возникновения и характер аномалии, вызываемый мутацией Ет1-Я1. У 10-дневных аномальных и нормальных гибридных зародышей не выявило значимых морфологических отличий. Изучение зародышей старшего возраста показало, что в контрольном скрещивании морфогенез зародыша заканчивается к 16 дню после опыления. Зародыши, полученные от скрещивания СБ с линией ржи Л2, являющейся носителем гена Ет1-Ш, имеют четкие отличия от зародышей, полученных в контрольных скрещиваниях. В возрасте 16 дней после опыления у них полностью отсутствует апикальная меристема. На ее месте находится небольшое число деградирующих клеток. Щиток слабо развит и имеет несформированную проводящую систему, однако зародышевый корешок имеет типичное строение и размеры и покрыт корневым чехликом. Таким образом, нами было показано, что мутация Ет1-Я1, блокирует развитие апикальной меристемы в гибридном зародыше и не влияет на развитие корневой меристемы (Т11сЬепко с1 а1, 2008).

Таблица 8

Расщепление по степени развития зародыша в гибридных зерновках от скрещивания двух сортов мягкой пшеницы с межлинейными гибридами ржи

Родительские формы Степень развития зародыша ЭС*

Пшеница Гибрид ржи дифференцированный недифференцированный 1:1

Chinese Spring Л2хЛ6 63 67 74 71 0,73 0,12

Л6хЛ2 66 343 82 319 1,73 0,88

Л2 х Л7 91 90 0.00

Л7 х Л2 66 76 0,70

Приекульская 421 Л2 х Л6 104 101 0,04

Л7 х Л2 132 84 144 87 0,52 0,51

Всего по линии JI2 F, 1016 1044 0,38

Chinese Spring Л6 х 535 130 149 1,29

Всего по двум линиям ржи F, 1146 1193 0,94

Генетический анализ (табл. 8) с использованием межлинейных гибридов ржи показал, что нарушения в развитии апикальной меристемы пшенично-ржаных зародышей обусловлены взаимодействием гена ржи,

названного нами Eml-Rl (Embryo lethality) с генетическим материалом мягкой пшеницы. Хромосомная локализация мутантного гена ржи Eml-Rl была проведена с использованием отдельных растений 75 рекомбинантных инбредных линий ржи (РИЛ) пятого поколения, полученных на основе гибрида F2 (Л7хЛ2), путем анализа расщеплений по каждому маркеру отдельно для двух групп растений: группы растений F5 (Л7 х Л2), которые при скрещивании с мягкой пшеницей давали только семена с нежизнеспособными зародышами и группы, дающей семена только с жизнеспособными зародышами. Тест на сцепление был основан на анализе расщепления по молекулярным маркерам в исходной популяции растений F2 (Л7хЛ2), разделенной на группы согласно генотипу по гену Eml-Rl, установленному при анализе гибридов растений F5 с пшеницей. В случае тесного сцепления маркера и гена Eml-Rl это сцепление сохраняется в ряду поколений, что должно вести к отклонению в расщеплении по этому маркеру среди растений с разными генотипами по гену Eml-Rl. Таким образом, тест на сцепление может быть проведен как %2-тест на гетерогенность в расщеплении по маркеру между группами растений с разными генотипами по Eml-Rl, либо как ^2-тест на соответствие расщепления по моногибридной схеме в каждой из трех групп (гомо- и гетерозигот по гену Eml-Rl). Для хромосомной локализации гена Eml-Rl были использованы данные по 42 кодоминантным маркерам, расщепление по которым было учтено в популяции F2 (L7xL2). Только для двух микросателлитных маркеров Xgwmll03 и Xgwm732, локализованных на хромосоме 6R, было получено ожидаемое отклонение Расщепление определялось среди потомков поколения F2 для двух групп растений, выделенных на основании анализа генотипов растений поколения F5 - гомозиготных по аллели Eml-Rl и гомо- и гетерозиготных по аллели «дикого типа», объединенных вместе. Таким образом, можно утверждать, что ген Eml-Rl расположен в районе двух микросателлитных локусов Xgwmll03 и Xgwm732 (Tikhenko et al., 2007).

Анализ наследования эмбриональной летальности, возникающей при скрещивании мягкой пшеницы с отдельными инбредными линиями ржи, показал, что существует, по крайней мере, две функционально различных аллели этого гена. Одну аллель, аллель «дикого типа», обеспечивающую нормальное развитие пшенично-ржаного зародыша, несут линии Л6, Л7 и большая часть протестированных нами линий. Эта аллель была обозначена нами как Eml-Rla. Другую, мутантную аллель, несут линия Л2 и другие три линии (ЛЗ, 564 и 535) Петергофской генетической коллекции (Tikhenko et al 2007). Она была обозначена нами как Eml-Rlb. Согласно частоте их встречаемости у линий генетической коллекции и проявлению у пшенично-ржаных гибридов Fi аллель Eml-Rla (линии Л6, Л7 ...) может быть названа как нормальная (аллель дикого типа), а аллель Eml-Rlb (линии Л2, 535) как мутантная, аномальная. Поскольку была установлена хромосомная локализация гена Eml-Rl в хромосоме 6R ржи, у нас появилась возможность изучить проявление доминантно-рецессивных взаимоотношений между мутантной аллелью и аллелью дикого типа, совместив их в одном генотипе в

гетерозиготном состоянии. В эксперименте были использованы пшенично-ржаные линии CS (WRA6R, WRA6RL и WRA6RS), дополненные по хромосоме 6R ржи от сорта Imperial (Driscoll and Sears, 1971), являющимся носителем аллели дикого типа Eml-Rla. Перед скрещиванием материнские растения дополненных линий и сорта CS были протестированы с помощью молекулярных маркеров на наличие или отсутствие дополненной хромосомы 6R или ее плеч. Все гибридные зерновки, полученные от скрещивания CS и линий WRA с линией ржи JI2 имели аномальные недифференцированные зародыши, тогда как 77,8 -93,1 % гибридных зерновок, полученных от опыления этих же растений с линиями ржи J16 или J17, имели нормальный дифференцированный зародыш. Таким образом результаты данного теста позволяют утверждать, что мутантная аллель Eml-Rlb линии JI2 является доминантной, а аллель дикого типа - рецессивной Eml-Rla.

Генетический анализ гибридной карликовости показал, что инбредные линии ржи Ф1 и Ф10 являются носителями мутантной аллели гена Hdwb (Hybrid dwarfness) ржи, проявляющейся на генотипическом фоне мягкой пшеницы (табл. 9). Остальные (99) протестированные нами инбредные линии ржи имеют в своем генотипе аллель Hdw" (аллель дикого типа), обеспечивающую нормальное развитие пшенично-ржаных гибридов.

Таблица 9

Расщепление по фенотипу «гибридная карликовость» у пшенично-ржаных гибридов от скрещивания двух сортов мягкой пшеницы с

межлинейными гибридами ржи

Родительские формы Пшенично-ржаные гибриды Fi

Пшеница Гибрид ржи Количество растений Фенотип 1 X 1:1

норма карликовость

CS Ф1 х Л4* 41 22 19 0.22

Ф1 х Л4* 21 13 8 1,22

Ф1 х Л4* 42 25 17 1,52

Приекуль-ская 421 Ф1 х Л4 128 64 64 0,0

Л4 х Ф1 63 33 30 0,14

Всего по линии Ф1 295 157 138 1,22

CS Л7 х Ф10 111 55 56 0,01

Всего по двум линиям ржи 406 212 194 0.88

* - результаты получены в разные годы

Одним из важных этапов для разработки модели, позволяющей начать изучение молекулярных механизмов взаимодействия генов у отдаленных гибридов, было изучение аллельных отношений между мутациями эмбриональной летальности, и мутациями гибридной карликовости, выявленных нами у неродственных линий ржи. Для тестов на аллелизм для мутаций, приводящих к эмбриональной летальности, был получен межлинейный гибрид ржи Р] (535хЛ2), для мутаций гибридной карликовости - гибрид Р] (Ф10хФ1). Пыльца отдельных растений данных гибридов

использовалась для опыления мягкой пшеницы CS и Приекульская 421. В случае использования пыльцы гибрида ржи Fi (535xJI2) все гибридные зерновки (1878 шт.) содержали аномальный недифференцированный зародыш, а в случае опыления данных сортов пшеницы пыльцой гибрида Fi (Ф10хФ1) - все (409) гибридные проростки имели карликовый фенотип. Таким образом, было показано, что как в случае эмбриональной летальности, так и в случае гибридной карликовости мутации у независимо выделенных линий ржи аллельны.

Проявление «нового» признака у гибридов Fi, в том числе и у пшенично-ржаных гибридов, предполагает комплементарное взаимодействие между генами родительских видов (Карпеченко, 1935). Согласно модели Добжанского-Мёллера (Dobzhansky, 1937; Müller, 1942) гибридная стерильность и летальность являются следствием серии взаимодействий «комплементарных генов» родительских форм и могут проявляться как на межвидовом, так и на внутривидовом уровне . Мы предположили, что аллель Eml-Rlb ржи может быть комплементарна соответствующей аллели пшеницы. Хромосомная локализация гена (генов) мягкой пшеницы, комплементарно взаимодействующего(их) с геном Eml-Rlb ржи, была осуществлена с помощью скрещиваний линии Л2 с серией нули-тетрасомных линий CS. В соответствии с проверяемой моделью гомеоаллели пшеницы комплементарно взаимодействующие с Eml-Rlb алеллью ржи могут быть локализованы во всех трех гомеологичных хромосомах (например, 1А, 1В и 1D) двух из трех (например, 1А и 1В) или только в одной (например, 1А). В первых двух случаях во всех комбинациях скрещиваний будут получены невсхожие зерновки, что не позволит установить хромосому пшеницы несущую ген(ы) комплементарный(е) гену Eml-Rlb ржи. В последнем случае, если этот комплементарный ген (аллель) несёт только одна хромосома в любом из гомеологичных геномов - А, В или D, в комбинациях скрещивания нуллисомных линий по хромосоме, несущей комплементарную аллель, с линиями ржи Л2 или 535 должны формироваться нормальные, всхожие зерновки. Мы провели скрещивание 37 нулли-тетрасомных линий CS с линиями ржи Л2, Л6 с последующим анализом гибридных зерновок. Нормальное развитие гибридных зародышей наблюдали только в зерновках от скрещивания линии Л2 с двумя нулли-тетрасомными линиями N6AT6B и N6AT6D, у которых отсутствует хромосома 6А. Этот результат позволяет утверждать, что хромосома 6А пшеницы несет ген, комплементарный гену ржи Eml-Rlb. Ген пшеницы, комплементарно взаимодействующий с аллелью Eml-Rlb и приводящий к эмбриональной летальности у пшенично-ржаных гибридов, мы назвали Eml-Al, руководствуясь правилами для обозначения генов пшеницы (Mcintosh et al., 2008).

Эксперимент по скрещиванию серии нули-тетрасомных линий с инбредными линиями ржи позволил не только выявить и установить хромосомную локализацию гена пшеницы, комплементарного аллели Eml-Rlb ржи, но и позволил выявить группу генов в геноме мягкой пшеницы, присутствие которых является необходимым или синхронизирует работу

геномов исходных видов при их объединении в гибридном геноме. Если ген Ет1-А1 пшеницы, взаимодействуя с аллелью Eml-Rlb ржи, блокирует развитие апикальной меристемы пшенично-ржаного зародыша, то хромосомы IB, ID и 6В мягкой пшеницы, несут генетические факторы (гены) необходимые для формирования гибридных зерновок в скрещиваниях мягкой пшеницы с рожью. Нуллисомия по этим хромосомам приводит к остановке развития гибридных зародышей в контрольных скрещиваниях на ранних этапах эмбриогенеза. Эти гены, как и гены постгамной несовместимости, проявляются, как правило, при взаимодействии с генами другого вида. Можно предположить, что в процессе видообразования происходит фиксация, как генов репродуктивной изоляции, так и генов, действие которых нормализует функционирование генов родительских форм в генотипе отдаленного гибрида. Следовательно, вполне правомерно ставить вопрос о выделении таких генов в особую группу и отнести их также к «видообразующим генам».

Преодоление эмбриональной летальности у пшенично-ржаных гибридов

Разработка методов, позволяющих преодолеть барьеры постзиготической изоляции при отдаленной гибридизации, является одним из основных этапов изучения механизмов видообразования и поиска подходов для выявления генов-кандидатов, определяющих формирование репродуктивной изоляции у растений. Мы изучили возможность преодоления эмбриональной летальности пшенично-ржаных гибридов как методами прямой регенерации при культивировании in vitro незрелых аномальных зародышей на среде Kruze, так и через индукцию первичного каллуса с использованием различных сред и световых режимов. Было установлено, что при культивировании на среде Kruze часть аномальных зародышей (70%) формируют зародышевый корешок длиной 2-Змм и не образуют проросток. Таким образом, преодолеть данный тип эмбриональной летальности методом культивирования незрелых аномальных зародышей на среде Kruze не представляется возможным, так как у аномальных зародышей отсутствует апикальная меристема.

Вторая серия экспериментов была направлена на изучение возможности индукции каллуса у пшенично-ржаных зародышей, не имеющих апикальной меристемы и возможность получения жизнеспособных растений-регенерантов с «летальным» генотипом. Работа по культивированию незрелых пшенично-ржаных зародышей проводилась в два этапа. На первом этапе был осуществлен подбор сред и условий для индукции первичного каллуса у аномальных зародышей. На втором этапе был осуществлен подбор сред и оптимальных условий, способствующих индукции морфогенеза в клетках первичного каллуса, и получению жизнеспособных растений-регенерантов с «летальным» генотипом. Было показано, что число регенерационных событий определяется в первую очередь условиями культивирования на первом этапе. Наибольшая регенерационная способность была получена у 16-дневных зародышей при

использовании светового режима (16ч свет/8ч темнота) на среде, содержащей сахарозу (30 г/л) в качестве источника углерода на первой стадии (индукция каллуса). Такой режим культивирования позволил получить 6,8 регенерационных событий (адвентивные почки (4,7) + растения регенераты (2,1)) на один первичный эксплант у 95,5% аномальных зародышей. Регенерационная способность 16-дневных нормальных гибридных зародышей при таком режиме культивирования была несколько выше и составила 9,7 регенерационных событий (адвентивные почки (6,9) + растения регенеранты (2,8) на один первичный эксплант у 100,0% зародышей.

Наши эксперименты по разработке методов преодоления эмбриональной летальности преследовали несколько целей. Во-первых, нам удалось показать возможность преодоления данного типа эмбриональной летальности методом индукции первичного каллуса из аномальных незрелых зародышей с последующей индукцией регенерации. Получение растений-регенерантов «летального» генотипа свидетельствует об изменении экспрессии генов репродуктивной изоляции в результате дедифференцировки и вторичной дифференцировки клеток каллуса. Во-вторых, возможность получения жизнеспособных пшенично-ржаных гибридов «летального» генотипа позволяет нам приступить к созданию модельной системы (рис. 2) для изучения дифференциальной экспрессии генов постзиготической несовместимости у каждого родителя на идентичном генотипическом фоне.

Модельная система

Блокировка развития гибридного зародыша

Оплодотворение ¡n vivo и культура зародышей методом прямой регенерации

Культура зародышей через каллусогенез с последующей регенерацией

на среде с цнтокининами

Преодоление эмбриональной летальности через морфогенез в культуре ¡п уКго

Рис. 2. Модельная система для изучения взаимодействия генов Ет1-А1 и Ет1-ЮЬ в генотипе отдаленного гибрида

Эта «модель» включает изучение морфогенетичееких событий и экспрессии генов при:

а) развитие зародыша при гибридизации пшеницы и ржи в результате двойного оплодотворения - обе несовместимых аллели {Eml-Al и Eml-Rlb) присутствуют и взаимодействуют в генотипе гибрида - апикальная меристема отсутствует;

б) формирование «зародышей» в культуре каллуса - двойное оплодотворение отсутствует - обе несовместимых аллели (Eml-Al и Eml-Rlb) присутствуют и взаимодействуют (да или нет?) в генотипе гибрида -апикальная меристема нормально развивается;

в) развитие зародышей у тритикале с «летальным генотипом» (процессы формирования гамет, возможность процесса оплодотворения и развития зародыша пока не изучены).

В-третьих, преодоление постзиготических барьеров, несомненно, представляет большой интерес для исследователей, так как открывает возможность преодоления несовместимости отдельных видов и тем самым расширяет возможности отдаленной гибридизации, как метода интрогрессии ценных признаков от одной формы в другую или получения новых полиплоидных форм. Таким образом, разработанный нами подход, включающий в себя оригинальный вариант гибридологического анализа для выявления и изучения генов ржи, специфически экспрессирующихся на фоне генома пшеницы, и методы, позволяющие изменять экспрессию этих генов в генотипе отдаленного гибрида, является эффективным инструментом для изучения генов, участвующих в формировании постзиготических барьеров при отдаленной гибридизации растений.

Полученные нами результаты и имеющиеся в научной литературе сведения свидетельствуют, что в основе формирования барьеров репродуктивной изоляции у растений различных систематических групп лежат механизмы, проявляющиеся в сходных фенотипах, т.е. наблюдается проявление Закона гомологических рядов в наследственной изменчивости (Вавилов, 1935). Иллюстрацией к данному обоснованию может служить таблица 10, в которой показана гомология наследственной изменчивости по фенотипическому проявлению постзиготических барьеров при межвидовой и межродовой отдаленной гибридизации. В данной таблице отражен только очень небольшой спектр данных для поколения Fi, накопленных в результате более чем столетней истории отдаленной гибридизации растений. Более того, даже у представителей разных классов (двудольных и однодольных) мы встречаем параллелизм - гомологию по проявлению генов постзиготической репродуктивной изоляции. Так, например, гибель гибридных зародышей на ранних этапах эмбриогенеза в стадии 6-8 клеток описана как при межвидовой гибридизации в родах Nicotiana (Kostoff, 1930; McCray, 1932), так и в роде Gossypium (Gerstel, 1954). Сходные нарушения в развитии гибридного эндосперма были описаны у межвидовых гибридов табака (Kostoff, 1930; McCray, 1932), арабидопсиса (Bushell et al„ 2003), межвидовых и межродовых гибридов злаков (Sax, 1921; Sharma, 1995).

Проростковая летельность со сходным фенотипическим проявлением, зависимая от температуры окружающей среды, была описана при гибридизации Crepis capillaries L. с С. tectorum L. ( Hollingshead, 1930), у гибридов Nicotiana suaveolens x N. tabacum (Yamada et al., 2000) и N. glutinosa х N. repanda ( Marubashi et al., 1999), на стадии проростков у растений пшеницы дисомных по транслокации 2RS/2BL (May and Appels, 1984). Очень часто несовместимость геномов родительских форм проявляется в виде гибридной слабости, карликовости или гибридного некроза

Таблица 10

Закон гомологических рядов наследственной изменчивости Н.И. Вавилова в проявлении репродуктивной постзиготической изоляции

у растений

Фенотип Поколение Nicotiana Phaseolus Oriza Gossipium Пшенично-ржаные гибриды

Эмбриональная летальность Fl + + + + +

Нарушения эндосперма Fl + + - + +

Гибель проростков Fl + + + + +

Гибриная карликовость Fl - + - + +

Гибридная слабость Fl - + + + +

Гибридный некроз Fl + + + ~~1 + +

Гибридный хлороз Fl - + - + +

Сближенные междоузлия Fl - + - + +

Луковые листья Fl + + - + +

Стерильность И * Fl + - + - +

* - при наличии регулярного мейоза или после удвоения хромосом

Знаком «плюс» обозначаются фактически установленные формы к моменту написания

данной работы, (2010г.).

(обзор Stebbins, 1958). Фенотипически гибридный некроз, гибридная карликовость и гибридная слабость схожи по проявлению у двудольных и однодольных, у гибридов внутри различных семейств, родов, или внутривидовых гибридов, как это описано для риса (Oka, 1957) или мягкой пшеницы (Thompson, 1928; Hermsen, 1962; Moore, 1966).

Исходя из закона гомологических рядов наследственной изменчивости, следует принять, что если, например, будут идентифицированы последовательности ДНК для генов Eml-Rl ржи и Eml-Al пшеницы, блокирующие развитие апикальной меристемы у пшенично-ржаных гибридов, и установлен молекулярный механизм их взаимодействия, то это значительно расширит наши познания о генах, участвующих в формировании апикальной меристемы не только пшенично-ржаного гибридного зародыша, но и у зародышей цветковых растений в целом. Поэтому можно ожидать, что при дальнейшем детальном изучении каждого

конкретного случая будет установлено как число генов, участвующих со стороны обеих родителей в формировании репродуктивного барьера, так и изучен его механизм. В перспективе это позволит создать стройную систему, описывающую взаимодействие генов различных видов на разных этапах онтогенеза гибридного растения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Классический вариант гибридологического анализа представляет собой специфический метод и является одним из основных в генетике. Метод гибридологического анализа, заключающийся в гибридизации и последующем учете расщеплений, в законченной форме был предложен Г. Менделем. Им были сформулированы непреложные правила, которым следуют все генетики. Первое правило гласит: «Скрещиваемые организмы должны принадлежать к одному виду» (Инге-Вечтомов, 2010). Разработанный нами вариант гибридологического анализа для отдаленных гибридов представляет собой систему скрещиваний, позволяющих выявлять, изучать и картировать гены родительских видов, участвующих в формировании конкретного признака. Ключевая особенность данного варианта гибридологического анализа заключается в том, что серия отдаленных гибридов создается на основе одного генотипа материнской формы, например мягкой пшеницы, и большой серии «константных» форм второго вида, большого (100 и более) набора, например, инбредных автофертильных линий ржи, используемых в качестве опылителя. Такой подход позволяет провести сравнительный анализ экспрессии генов ржи на фоне одного и того же генотипа пшеницы и идентифицировать генотипы, различающиеся по отдельным генам и их взаимодействиям, контролирующих как качественные, так и количественные признаки в генотипе отдаленного гибрида. На втором этапе этого варианта гибридологического анализа, инбредные линии ржи, с альтернативным проявлением признака в генотипе гибрида, скрещиваются между собой. Такой межлинейный гибрид Р; далее используется в качестве опылителя для того же самого генотипа материнской формы, что позволяет проанализировать расщепление у гибридов, установить число генов и характер наследования изучаемого признака. Картирование идентифицированных генов можно проводить с использованием серии РИЛ, полученных на основе данного гибрида Рь Данный подход может быть использован и для выявления полиморфизма генов мягкой пшеницы, специфически экспрессирующихся в генотипе пшенично-ржаного гибрида, что было показано нами при скрещивании серии нули-тетрасомных линий СБ с отдельными линиями ржи. Эта задача значительно будет облегчена, если будет выявлен генотип ржи с измененной системой презиготической изоляции, позволяющей пыльцевым зернам ржи успешно преодолевать презиготические барьеры на рыльце и в тканях пестика пшеницы.

Наше исследование продемонстрировало, что взаимодействие генов (геномов) пшеницы ТгШсит аеъйтт и ржи БесаЬе сегеа1е, может приводить к появлению наследуемой изменчивости по устойчивости к болезням, вызываемым как патогенными грибами пшеницы, так и ржи. Гены устойчивости обоих родительских видов, объединяясь в комплексном геноме тритикале, не дают простого суммарного эффекта в результате экспрессии генов устойчивости обоих видов. С другой стороны, полученные нами устойчивые к корневой гнили первичные тритикале, являются продуктом гибридизации двух восприимчивых генотипов. Это наглядно подтверждает ранее высказанное предположение, что устойчивость тритикале к грибным болезням в ряде случаев определяется именно взаимодействием генов пшеницы и ржи (Ригин, Орлова, 1977). Тоже самое надо отметить и в отношении количественных признаков, например высоты растения и фертильности первичных тритикале. Несомненно, идентификация данных генов и их картирование в геномах пшеницы и ржи будет иметь большое теоретическое и практическое значение.

Одним из перспективных и важных направлений является изучение взаимодействия геномов пшеницы и ржи в отношении экспрессии у тритикале генов, контролирующих запасные белки эндосперма зерновки. Важность этой работы вытекает из ведущей роли этих белков в определении кормовых и пищевых достоинств зерна пшеницы, ржи и тритикале. Начатые нами исследования по изучению спектров запасных белков первичных тритикале, выявили наряду с кодоминантным типом наследования, как репрессию отдельных генов, так и появление новых белковых продуктов (Эггеиаеск! е1 а1., 2008). Развитие этих исследований позволит получить информацию о механизмах регуляции гомеологичных генов у аллополиплоидов.

нормального развития пшенично-ржаных зародышей. Выявление, изучение и картирование генов первой группы позволит изучить генетической контроль основных этапов морфогенеза, как гибридного растения, так и общих закономерностей морфогенеза цветковых растений. Выявление, изучение и картирование генов второй группы позволит продвинуться в понимании процессов стабилизации геномов и неаддитивной экспрессии генов, являющейся молекулярной основой для гетерозиса и фенотипической изменчивости у полиплоидов.

ВЫВОДЫ

1. С помощью оригинального варианта гибридологического анализа, основанного на использовании генетических коллекций автофертильных линий ржи и линий мягкой пшеницы сорта Chinese Spring, показана возможность использования пшенично-ржаных гибридов и первичных тритикале в качестве модели для выявления взаимодействия генов родительских форм, определяющих качественные, количественные признаки, и генов (аллелей), отвечающих, как за формирование барьеров репродуктивной изоляции, так и генов (аллелей), обеспечивающих нормализацию функционирования геномов родительских видов у аллополиплоидов.

2. Установлено, что у инбредных линий ржи присутствуют гены, аллели которых действуют как в направлении снижения, так и увеличения высоты растений первичных тритикале в присутствии доминантной аллели гена короткостебельности ржи Ddwl. Идентифицированы три линии ржи с генами, детерминирующими снижение высоты растений тритикале в присутствии рецессивной аллели этого гена.

3. Показано положительное влияние мутаций автофертильности {ф в локусе несовместимости Т ржи на фертильность первичных тритикале по сравнению с мутациями в двух других локусах несовместимости S и Z. В среднем завязываемость семян у тритикале с мутациями sf в локусах Т, ShZ составляет соответственно 20,6,9,2 и 8,5%.

4. Впервые установлено, что устойчивость к темно-бурой листовой пятнистости (возбудитель Bipolaris sorokiniana) у ржи определяется рецессивными аллелями двух генов, устойчивость к корневой гнили у первичных тритикале может быть результатом взаимодействия генов восприимчивых форм.

5. Доказано, что эмбриональная летальность, возникающая при скрещивании мягкой пшеницы с линиями ржи Л2, ЛЗ, 564 и 535 является результатом комплементарного взаимодействия доминантной аллели Eml-Rlb ржи и гена Eml-Al пшеницы, которые блокируют развитие апикальной меристемы гибридного зародыша, но не влияют на развитие корневой меристемы. Скрещивание дополненных по хромосоме 6R и 6RL дисомных линий CS с линией Л2 ржи позволило оценить проявление мутации ржи Eml-Rl в гетерозиготном состоянии

и показало, что мутантная аллель Eml-Rlb от линии Л2 является доминантной, а аллель дикого типа (Eml-Rla) - рецессивной..

6. Установлена аллельность для двух мутаций эмбриональной летальности, выявленных у неродственных линий ржи Л2 и 535 и двух мутаций гибридной карликовости, выявленных у линий Ф1 и Ф10.

7. Впервые установлена хромосомная локализация генов эмбриональной летальности пшенично-ржаных гибридов. Хромосомная локализация гена Eml-Rl в хромосоме 6R ржи была осуществлена с помощью анализа молекулярных маркеров в поколении F2 и учета развития зародышей у пшенично-ржаных гибридов, полученных на основе растений F5 одного и того же межлинейного гибрида Л7хЛ2. Для выявления и хромосомной локализации гена Eml-A 1 была использована серия нулли-тетрасомиых линий CS.

8. Впервые показано, что хромосомы мягкой пшеницы 1В, 1D и 6В несут генетические факторы необходимые для формирования гибридных зерновок в скрещиваниях мягкой пшеницы с рожью.

9. Предложен метод получения растений с «летальным» генотипом, несущих гены Eml-Rlb ржи и Eml-A 1 пшеницы, приводящих к эмбриональной летальности. Разработана система для изучения дифференциальной экспрессии этих генов на одинаковом генотипическом фоне.

10. Выявлены сходные ряды наследственной изменчивости в проявлении барьеров репродуктивной изоляции у растений различных систематических групп, отражающие проявление Закона гомологических рядов в наследственной изменчивости Н. И. Вавилова.

Список основных публикаций по материалам диссертации: в журналах рекомендованных ВАК

1. Цветкова Н.В., Ростова Н.С., Тихенко Н.Д. Изменчивость признаков колоса у первичных яровых октоплоидных тритикале // Сельскохозяйственная биология. 2002. №5. С. 23-28.

2. Тихенко Н.Д., Цветкова Н.В., Войлоков A.B. Анализ влияния генотипа родительских линий ржи на формирование количественных признаков у первичных октоплоидных тритикале. Высота растения Н Генетика. 2003. Т.39. №1. С. 64-69.

3. Тихенко Н.Д., Цветкова Н.В., Войлоков A.B. Анализ влияния генотипа родительских линий ржи на формирование количественных признаков у первичных октоплоидных тритикале. Фертильность колоса // Генетика. 2003. Т.39. №3. С.370-375.

4. Тихенко Н.Д., Цветкова Н.В., Войлоков A.B. Генетический контроль эмбриональной летальности при скрещивании мягкой пшеницы с рожью // Генетика. 2005. T.4I. №8. С.877-884.

5. Tikhenko N., Rutten Т., Voylokov A., Houben A. Analysis of hybrid lethality in Fl wheat-rye hybrid embryos // Euphytica. 2008. 159: 367-375.

6. Цветкова H.B., Войлоков А. В., Тихенко H. Д. Петергофская генетическая коллекция первичных октоплоидных тритикале: современное состояние и перспективы изучения // Вестн. С.-Петерб. Ун-та. Сер. 3. 2009. Вып. 4. С. 82-91.

7. Войлоков A.B., Тихенко Н.Д. Генетика постзиготической репродуктивной изоляции у растений // Генетика. 2009. Т. 45 (6): 637- 650.

8. Tikhenko N., N. Tsvetkova, A. Voylokov, О. Dobrovolskaya, К. Zaynali Nezhad, М. Röder & А. Börner. Embryo lethality in wheat x rye hybrids -mode of inheritance and the identification of a complementary gene in wheat// Euphytica. 2010. Vol. 176. P. 191-198.

9. Tikhenko N., N. Tsvetkova, S. Priyatkina, A. Voylokov & A. Börner. Gene mutations in rye causing embryo lethality in hybrids with wheat - allelism test and chromosomal localization// Biol. Plant. ACCEPTED (2010).

в иностранных журналах и материалах международных конференций

10.Voylokov А.V., Tikhenko N.D. Identification and localization of rye polymorphic genes specifically expressed in Triticale // The Proceedings of 4th International Triticale Symposium, July 26-31, Red Deer, Alberta, Canada, 1998. V.l. P. 290-296.

11.Voylokov A.V., Tikhenko N.D. Triticale as a model for study of genome interaction and genome evolution in allopolyploid plants // Proc. of the 5 th International Triticale Symposium, Radzikow, Poland, 2002. V.l. P. 63-69.

12.Tikhenko N.D., Tsvetkova N.V., Tyryshkin L.G., Smirnov V.G., Voylokov A.V. Diseases resistance in primary octoploid Triticale created with use of inbred rye lines // Triticale Topics (Journal of the International Triticale Association). 2003. V.19. P. 27-33.

13.Тихенко Н.Д., Цветкова H.B., Войлоков A.B. Первичные тритикале как модельный объект для изучения взаимодействия геномов у аллополиплоидных растений // Отдаленная гибридизация. Труды Международной конференции по отдаленной гибридизации. Москва, 2003.С. 275-279.

14.Цветкова Н.В., Тихенко Н.Д., Тырышкин Л.Г., Смирнов В.Г., Войлоков A.B. Анализ устойчивости к грибным болезням первичных октоплоидных тритикале, полученных на основе автофертильных линий ржи // Отдаленная гибридизация. Труды Международной конференции по отдаленной гибридизации. Москва, 2003. С. 295-299.

15.Tikhenko N., Tsvetkova N., Boerner A., Voylokov A. Genetic study of embryo lethality in wheat-rye hybrids // In: Internat Symp on Rye Breeding and Genetics, Groß-Lüsewitz, Germany, Vorträge fur Pflanzenzüchtung. 2007. 71: 253-256.

16.Voylokov A., Smirnov V., Sosnikhina S., Mikhailova E., Tikhenko N., Priyatkina S., Tsvetkova N., Smirnov A., Lovtzus A. The study of rye genetics

in St. Petersburg University // In: Internat Symp on Rye Breeding and Genetics, Groß-Lüsewitz, Germany, Vorträge fur Pflanzenzüchtung. 2007. 71:52-53.

17.Drzewiecki J., Tikhenko N.D., Tsvetkova N.V. Wspôldziatanie gcnomôw pszenicy Chinese Spring i linii wsobnych zyta w pszenzycie na przyktadzie ekspresji genöw koduj^cych prolaminy ziarniaköw// Biul. IHAR , 2008, 249:85-99.

18.Тихенко Н.Д. Изменчивость систем постзиготической репродуктивной изоляции у растений//Труды Международной конференции памяти E.H. Синской «Генетические ресурсы культурных растений. Проблемы эволюции и систематики культурных растений», 9-11 декабря, 2009г. Санкт-Петербург, С. 128-130.

другие основные публикации

19.Тихенко Н.Д. Экспрессия геномов пшеницы и ржи в процессе цветения и опыления у тритикале// Сб. науч. тр. ЛСХИ. «Морфогенетические показатели продуктивности растений и использование их в селекционно-семеноводческой работе», Л., 1988. С.62-68.

20.Тихенко Н.Д. Гетерогенность сорта АД 206 по высоте растений // Сб. науч. тр. ЛСХИ. «Морфогенетические показатели продуктивности растений и использование их в селекционно-семеноводческой работе». Л., 1990. С. 34-37.

21.Цветкова Н.В., Тихенко Н.Д. Анализ зерновой продуктивности первичных октоплоидных тритикале // Роль научного обеспечения в реформировании АПК, Санкт-Петербург, 2000. С.96-97.

22.Цветкова Н.В., Тихенко Н.Д. Использование генетической коллекции ржи для совершенствования методов селекции тритикале// Тр. БиНИИ СПБГУ, 2008, вып. 54, С.36-52,

Подписано в печать 03.06.2011г. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,9. Тираж 100 экз. Заказ №2104.

Отпечатано в ООО «Издательство "ЛЕМЛ"» 199004, Россия, Санкт-Петербург, В.О., Средний пр., д. 24 тел.: 323-30-50, тел./факс: 323-67-74 e-mail: izdjema@mail.ru http://www.lemaprint.ru

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Тихенко, Наталья Дмитриевна

ВВЕДЕНИЕ

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Глава 1. Тритикале - синтетический аллополиплоид и новая зерновая культура.

1.1 История создания.

1.2. Особенности проявления генов пшеницы и ржи у тритикале

1.2.1. Высота растения. —'.21!

1.2.2. Признаки колоса.

1.2.3. Устойчивость к грибным болезням:

Глава 2. Системы постзиготической репродуктивной изоляции у растений ..49.*

2.1. Фенотипическое проявление постзиготической репродуктивной изоляции.

2.2. Генетический контроль постзиготической репродуктивной изоляции у растений:.'.,

2.3. Методы преодоления постзиготической летальности у растений. .,.,.:.

2.4. Механизмы действия генов несовместимости.

Глава 3. Генетический анализ отдаленных гибридов.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

• : ' '

Глава 4. Материал и методы.;.

4.1. Растительный материал.".

4.1.1. Сорта и линии мягкой пшеницы.

4.1.2. Инбред}1ыелинии ржи.

4.1.3. Получение и описание первичных октоплоидных тритикале.

4.2. Методы исследований.

4.2.1. Биометрический анализ признаков главного стебля и колоса.

4.2.2. Изучение устойчивости к грибным болезням".

4.2.3. МЬлекулярно-генетические и гистологические методы изучения эмбриональной летальности и гибридной карликовости.

4.2.4. Методы культивирования незрелых зародышей in vitro.

4.2.5. Статистические методы обработки полученных результатов.

Глава 5. Анализ влияния генотипа инбредных линий ржи на формирование количественных признаков первичных октоплоидных тритикале.

5.1. Высота растения.

5.2. Продуктивность главного колоса. 131'

Глава 6. Устойчивость первичных октоплоидных тритикале и их родительских форм к грибным болезням.:.

6.1. Характеристика инбредных линий ржи по устойчивости к грибным болезням.

6.2. Генетический,контроль устойчивости ржи к темно-бурой листовой пятнистости.

6.3. Устойчивость первичных октоплоидных тритикале к грибным болезням.

Глава 7. Взаимодействие генов пшеницы и ржи в процессе формирования барьеров постзиготической изоляции.

7.1. Генетический анализ эмбриональной летальности, возникающей при скрещивании мягкой пшеницы с рожью

7.2. Молекулярно-цитологическое и гистологическое изучение эмбриональной летальности, возникающей при скрещивании мягкой пшеницы с рожью.

7.3. Выявление и хромосомная локализация гена пшеницы, комплементарного гену Eml ржи.

7.4. Преодоление эмбриональной летальности у пшенично-ржаных гибридов.

7.5. Генетический анализ гибридной карликовости, возникающей при скрещивании мягкой пшеницы с рожью.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Генетика пшенично-ржаных гибридов и первичных октоплоидных тритикале"

Тритикале является первой зерновой культурой созданной человеком. Данный злак не существует в природе и вряд ли сможет сохранить себя в ней без поддержки человека. Можно сказать, что тритикале являет собой мечту селекционера, воплощенную в жизнь. Сочетая известную нетребовательность и природную жизнестойкость ржи к неблагоприятным условиям среды по сравнению с другими злаками, и высокую потенциальную продуктивность и качество зерна пшеницы, была поставлена задача создать культуру нетребовательную > к условиям возделывания- с высоким качеством зерна и продуктивностью. И это ему удалось. Первичные тритикале получают путем« удвоения числа хромосом у пшенично-ржаных гибридов между тетраплоидной (ААВВ) или гексаплоидной (ААВВББ) пшеницей и диплоидной рожью (ЯЯ). Вторичные тритикале, октоплоидные (ААВВОБЩ) и гексаплоидные (ААВВЫЯ, ААВВКЛЗ), являются результатом сложных скрещиваний первичных тритикале между собой, октоплоидных с гексаплоидными или между различными селекционными' формами или сортами гексаплоидных тритикале. Коммерческие сорта, представлены, как правило, гексаплоидными тритикале, и несут «сочетаемые» гены (аллели) пшеницы и ржи, отобранные в результате длительного селекционного процесса. Эти гены ответственны за «стабилизацию» генома тритикале и комплекс таких положительных признаков как высокая урожайность, устойчивость к биотическим» (вредителям и болезням) и абиотическим (засухоустойчивость, зимостойкость, и т.п.) факторам. Сегодня-сорта тритикале, выращиваемые в соответствующих для; них условиях, успешно- конкурируют или даже превосходят по продуктивности своих родителей - пшеницу и рожь. Согласно данным Б АО (БАОБТАТ 2009) тритикале занимает 4132972 га, в 2009 году было собрано 15040432 т зерна со средней урожайностью 3,64 т/га (http://faostat.fao.org). Сравнение этих данных с информацией о плодородии посевных площадей занимаемых тритикале, показало, что тритикале занимают площади, которые менее пригодны для выращивания пшеницы и не типичны для возделывания ржи.

Но тритикале это не только успешная новая зерновая культура. Тритикале могут быть замечательным объектом для изучения эволюции полиплоидных видов (Ьеііеу, 2006). Полиплоидия - особенно аллополиплоидия, объединение наследственного материала двух различных видов в одно генетическое целое с новыми признаками и свойствами -является одним из наиболее элегантных природных решений, позволяющим увеличить изменчивость и зафиксировать гетерозис. В этом случае два полных набора генов^ выполняющих более или менее схожие функции у родителей, должны найти пути кооперации друг с другом за короткий период. Далеко не всякое скрещивание между пшеницей (тетраплоидной или гексаплоидной) и рожью позволяет получить жизнеспособный гибрид. При получении пшенично-ржаных гибридов и первичных тритикале описаны многочисленные случаи несовместимости геномов родительских форм (МипЬгіп& 1979; Ьеііеу, 1996, 2006; ОеШег, 1998). Одним из первых,: кто высказал предположение, что в основе несовместимости геномов разных видов лежат различия по единичным генам, как причине постзиготической несовместимости, был Г. Д. Карпеченко (1935). Он писал: "Опрашивается, не определяется ли инконгруентность геномов, по крайней мере, некоторых, такими же единичными генами специфического действия? Мы скрещиваем' формы А и В и получаем гибрид, гибнущий в ранних стадиях развития или совершенно стерильный, с отсутствием конъюгации хромосом^ не потому , может быть, что геномы А и В генетически весьма* не соответствуют друг другу, многообразно' различны, а просто в следствие того, что в гибриде встречается пара генов, взаимодействие которых вызывает гибель растения или отсутствие конъюгации хромосом со всеми последствиями". Последовательный ответ на этот вопрос означал бы признание сходства генетических механизмов несовместимости, действующих на внутри- и межвидовых . уровнях, а сами механизмы сводил к межаллельным или межгенным взаимодействиям, как это было показано для генов гибридного некроза у внутривидовых гибридов пшеницы и межродовых пшенично-ржаных гибридов (Jung, Lelley, 1985; Ren, Lelley, 1988, 1989). В целом, процесс генной адаптации, возникающей в результате совмещения геномов разных видов в одно целое у отдаленного гибрида, реализуется как бесчисленные взаимодействия, и понимание механизмов, функций и их значимости находится? еще в зачаточном состоянии« (Wendel, 2000; Ozkan et al., 2001; Liu and Wendel, 2003;. Feldman and Levy, 2005; Chen; 2007). Пшенично-ржаные гибриды и первичные тритикале дают уникальную-возможность наиболее близко подойти к пониманию тому, что является необходимым для определения путей становления нового вида, возникшего в результате отдаленной гибридизации.

Предположение о том, что несовместимость геномов пшеницььи ржи:в > геноме: амфидиплоида является следствием; фундаментальных различит в; репродуктивной: биологии И различий В генетической структуре ЭТИХ ВИДОВІ было высказаны давно (Lebedeff, 1934). Пшеница (твердая и мягкая)' -самоопыляющаяся культура и природный аллонолиплоид, что предполагает аддитивное действие генов в формировании: признаков; Рожь,- — строгий перекрестно опыляемый- диплоидный вид с гаметофитнош системой самонесовместимости, обеспечивающей высокую генетическую изменчивость, и жизнеспособность і отдельных особей сортовых популяций. Внутрипопуляционная изменчивость ржи: может быть выявлена путем преодоления самонесовместимости и создания инбредных линий на основе мутаций автофертильности, позволяющих зафиксировать в гомозиготном состоянии широкий спектр доминантных, а также рецессивных аллелей, скрытых в гетерозиготном состоянии: Получение пшенично-ржаных гибридов и первичных тритикале на основе одного генотипа пшеницы и большой серии инбредных линий? ржи позволяет выявлять и изучать особенности взаимодействия генов родительских. видов, контролирующих широкий спектр хозяйственно ценных признаков, и генов, определяющих механизмы межвидовой репродуктивной изоляции.

Задачи:

2) изучить генетический контроль эмбриональной! летальности и гибридной карликовости, возникающих при скрещивании мягкой пшеницы с отдельными линиямифжи;

3) с помощью серии рекомбинантных инбредных линий (РИЛ),и серии нулли-тетрасомных линий установить хромосомную локализацию генов эмбриональной летальности;

4) разработать методы, позволяющие преодолеть эмбриональную I летальность и получить пшенично-ржаные гибриды с «летальным» генотипом;

5) на основе собственных и литературных данных проследить I параллелизм в формировании барьеров - постзиготической репродуктивной изоляции у цветковых растений.

Реализация поставленных задач позволила получить результаты, которые обусловили научную новизну исследований, заключающуюся в следующем.

Показано, что специальная генетическая модель, основанная на использовании двух генетических коллекций: инбредные автофертильные линии из Петергофской коллекции ржи и генетические линии мягкой пшеницы сорта Chinese Spring и сам сорт, с участием которых получали пшенично-ржаные гибриды и первичные тритикале, по оригинальной схеме скрещиваний (Voylokov, Tikhenko, 1998), является универсальной моделью, позволяющей выявлять, картировать и изучать взаимодействия генов родительских форм в геноме аллополиплоидов.

Впервые выявлены и проведена хромосомная локализация генов Eml-R1 ржи и Eml-Al пшеницы, отвечающих за эмбриональную летальность пшенично-ржаных гибридов. Показано, что взаимодействие генов Eml-Rlb ржи и Eml-Al пшеницы приводит к остановке развития и последующей деградации апикальной меристемы у 16-дневных гибридных зародышей. Разработан эффективный метод культуры тканей незрелых зародышей для преодоления данной эмбриональной летальности у пшенично-ржаных гибридов, позволяющий получить растения с «летальным» генотипом. Впервые получены результаты, позволяющие оценить влияние мутаций автофертильности в локусах несовместимости ржи S, Z и Г на фертильность первичных октоплоидных тритикале.

При оценке устойчивости линий тритикале к патогенным грибам выявлены различные эффекты взаимодействия геномов родительских форм: фенотипическое проявление или подавление устойчивости, проявление устойчивости в результате взаимодействия геномов восприимчивых форм. Впервые проведена оценка устойчивости инбредных линий ржи к темно-бурой листовой пятнистости и корневой гнили, вызываемых патогенным грибом Bipolaris sorokiniana. Изучен генетический контроль устойчивости к темно-бурой листовой пятнистости у инбредных линий ржи и показано, что устойчивость определяется рецессивными аллелями двух генов.

Результаты работы содержат новые знания по генетике пшеницы, ржи и тритикале и имеют теоретическое и. практическое значение для частной и сравнительной генетики злаков, селекции пшеницы и тритикале.

Результаты работы содержат новые знания по генетике пшеницы, ржи и тритикале и имеют значение для частной и сравнительнойгенетики.злаков, селекции пшеницы и тритикале.

В работе реализован подход по обнаружению и картированию генов,, специфически проявляющихся у пшенично-ржаных гибридов и тритикале; что позволило идентифицировать новые гены у ржи и пшеницы. Установлено, что аллели генов Ет1-Я1Ъ, Ет1-А1, Н<Ьмъ отвечают за« несовместимость геномов- при отдаленной' гибридизации пшеницы и ржи. Показано; что хромосомы 1В, Ш и 6В мягкой пшеницы несут гены, присутствие которых необходимо для развития гибридного зародыша, т.е. обеспечивают стабилизацию структуры и функций* генома в ходе эволюции на основе отдаленной, гибридизации. Показана возможность преодоления гибридной эмбриональной летальности методом индукции первичного каллуса из аномальных зародышей с последующей индукцией регенерации и получением пшенично-ржаных гибридов с «летальным» генотипом. Предложена модельная1 система для изучения дифференциальной экспрессии генов постзиготической несовместимости родительских видов на одинаковом генотипическом фоне:

Создана коллекция первичных октоплоидных тритикале из 55 линий и проведена ее комплексная оценка по хозяйственно значимым признакам. Первичные октоплоидные тритикале АсГ7а, АсГ7Ь, А<117 выделенные как устойчивые к бурой ржавчине пшеницы, рекомендуются в качестве новых источников устойчивости к этой болезни. Линии Ас176 и Ас139 обладают устойчивостью к обыкновенной корневой гнили и рекомендуются в качестве новых источников для использования в селекционных программах тритикале. Автофертильные линии ржи JI6, 478, 410 рекомендованы как новые источники короткостебельности для получения тритикале с высотой соломины 60-90см. Линия Л6 содержит в своем генотипе как новый ген короткостебельности, так и ген(ы) устойчивости к обыкновенной корневой гнили, проявляющиеся у первичных тритикале.

Результаты работы расширяют теоретическую и практическую базу для i проведения исследовательских работ студентами и аспирантами кафедры генетики и селекции СПбГУ.

Таким образом, исходя из научной новизны и практической значимости, полученных в работе результатов, сформулированы основные положения диссертации, выносимые на защиту:

• оригинальная схема генетического анализа позволяет выявлять, картировать и определять характер взаимодействия генов не только у пшенично-ржаных гибридов и первичных октоплоидных тритикале, она также может быть использована в качестве универсальной генетической модели, для изучения1 генетики любых отдаленных видов, у которых есть генетические коллекции;

• выявлены сходные ряды изменчивости систем постзиготической изоляции у растений согласующиеся» с законом гомологических рядов наследственной изменчивости Н.И. Вавилова.

• эмбриональная летальность, возникающая при скрещивании мягкой пшеницы с отдельными инбредными линиями ржи является результатом комплементарного взаимодействия аллели Eml-Rlb ржи и Ет1-А1 пшеницы; каллусогенез в культуре in vitro незрелых аномальных пшенично-ржаных зародышей позволяет преодолеть данный тип летальности и получить растения-регенеранты с «летальным» генотипом;

• использование отдельных инбредных линий ржи с мутациями автофертильности в локусе Т в качестве отцовского компонента позволяет значительно повысить фертильность первичных тритикале;

• устойчивость к темно-бурой листовой пятнистости (возбудитель Bipolaris sorokiniana) у ржи определяется рецессивными аллелями двух генов, устойчивость к корневой гнили у первичных тритикале может быть результатом взаимодействия генов восприимчивых форм.

Все представленные в работе результаты получены лично автором или при его непосредственном участии. Исследования проводились на кафедре генетики и селекции Санкт-Петербургского государственного университета и в лаборатории генетики и биотехнологии растений Санкт-Петербургского филиалаИнститута общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН

Автор приносит благодарность коллегам: A.B. Войлокову, Н.'В. Цветковой, Л.Г. Тырышкину, ВТ. Смирнову, О. Добровольской, Т. Руттену (Т. Rutten) , А. Хоубену (А. Houben), А. Бернеру (А. Börner), Н.С. Ростовой, С.Н. Прияткиной, принимавшим- участие в данной работе, что отражено в публикациях.

Особую благодарность автор приносит научному консультанту доктору биологических наук, заведующему лабораторией генетики и биотехнологии растений СПб филиала ИОГена Анатолию- Васильевичу Войлокову и главному научному сотруднику лаборатории генетики растений кафедры генетики и селекции СПбГУ Светлане Петровне Соснихиной за консультации и критический анализ работы во время ее написания. 13 '

Заключение Диссертация по теме "Генетика", Тихенко, Наталья Дмитриевна

ВЫВОДЫ

1. С помощью оригинального варианта гибридологического анализа, основанного на использовании генетических коллекций автофертильных линий ржи и линий мягкой пшеницы сорта Chinese Spring, показана возможность использования гапенично-ржаных гибридов и первичных тритикале в качестве модели для, выявления-взаимодействия генов» родительских форм, определяющих, качественные, количественные признаки, и генов« (аллелей);, отвечающих, как. за формирование барьеров репродуктивной изоляции, так и генов (аллелей); обеспечивающих нормализацию: функционирования геномов родительских видов у аллополиплоидов.

2. Установлено, что у инбредных линий ржи присутствуют гены, аллели которых действуют как в направлении снижения^ так и увеличения высоты растений первичных тритикале; в присутствии доминантной , аллели гена; короткостебельности ржи Ddwl. Идентифицированы три линии ржи с генами; детерминирующими снижение; высоты! растений; тритикале в присутствии рецессивной аллели этого гена.

31 Показано положительное; влияние мутаций; автофертильности' (sj) в. локусе несовместимости Т ржи на фертильность первичных тритикале по сравнению с мутациями в двух других локусах несовместимости «S и Z. В среднем завязываемость, семян у тритикале с мутациямиsf в шокусах Т, S и Z составляет соответственно 20,6, 9,2 и 8,5%.

4. Впервые установлено, что? устойчивость к темно-бурой листовой пятнистости (возбудитель Bipolaris sorokiniana) у ржи определяется рецессивными; аллелями; двух генов,, устойчивость к корневой гнили? у первичных тритикале может быть результатом взаимодействия; генов восприимчивых форм:

5. Доказано, что эмбриональная летальность, возникающая при скрещивании мягкой пшеницы с линиями; ржи JI2, ЛЗ, 564 и 535 является результатом комплементарного взаимодействия; доминантной аллели Ет1-ШЬ ржи и гена Ет1-А1 пшеницы, которые блокируют развитие апикальной меристемы гибридного зародыша, но не влияют на развитие корневой меристемы. Скрещивание дополненных по хромосоме 6Ы и 6КЬ дисомных линий С8 с линией Л2 ржи позволило оценить проявление мутации ржи Ет1-Я1 в гетерозиготном состоянии и показало, что мутантная аллель Ет1-ШЬ от линии Л2 является доминантной, а* аллель дикого типа (Ет1-Ша) — рецессивной.

6. Установлена аллельность для двух мутаций' эмбриональною летальности, выявленных у неродственных линий ржи Л2 и 535 и-двух мутаций гибридной карликовости, выявленных у линий Ф1 и Ф10.

7. Впервые установлена хромосомная локализация генов эмбриональной летальности пшенично-ржаных гибридов. Хромосомная локализация гена Ет1-Я 1 в хромосоме 6Ы ржи была осуществлена с помощью анализа молекулярных маркеров- в. поколении^ ¥2 иг учета развития зародышей у пшенично-ржаных гибридов, полученных на основе растений одного и того же межлинейного гибрида Л7хЛ2. Для выявления'и хромосомной локализации гена Ет1-А1 была использована серия нулли-тетрасомных линий С8. ,

8. Впервые показано, что хромосомы мягкой пшеницы 1В, Ш и 6В несут генетические факторы необходимые для формирования, гибридных зерновок В( скрещиваниях мягкой пшеницы с рожью:

9. Предложен метод получения растений с «летальным» генотипом, несущих гены Ет1-ШЪ ржи и Ет1-А1 пшеницы, приводящих эмбриональной летальности. Разработана система для изучения-дифференциальной экспрессии этих генов на одинаковом генотипическом фоне.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Классический вариант гибридологического анализа представляет собой специфический метод и является одним из основных в генетике. Метод гибридологического анализа, заключающийся в гибридизации' и последующем учете расщеплений, в законченной форме был предложен Г. Менделем. Им были сформулированы непреложные правила, которым; следуют все генетики. Первое правило гласит: «Скрещиваемые организмы должны принадлежать к одному виду»- (Инге-Вечтомов, 2010). Разработанный нами вариант гибридологического анализа для отдаленных гибридов представляет собой систему скрещиваний, позволяющих выявлять, изучать и картировать гены» родительских видов; участвующих в формировании конкретного признака. Ключевая особенность данного варианта гибридологического анализа заключается в том, что серия отдаленных гибридов создается на основе одного генотипа материнской формы, например мягкой пшеницы, и большой) серии «константных» форм второго вида, большого (100* и более) набора, например; инбредных автофертильных линий ржи, используемых в качестве опылителя. Такой подход позволяет провести сравнительный анализ экспрессии генов ржи на фоне одного и того же генотипа пшеницы и идентифицировать генотипы, различающиеся по отдельным генам и их взаимодействиям, контролирующих как качественные, так и количественные признаки в генотипе отдаленного гибрида. На втором этапе этого варианта гибридологического' анализа, инбредные линии ржи, с альтернативным проявлением признака в. генотипе гибрида; скрещиваются- между собой. Такой межлинейный гибрид далее используется в,качестве опылителя для, того же самого генотипа материнской формы, что позволяет проанализировать характер расщепления у гибридов, установить число генов и характер наследования изучаемого признака. Картирование идентифицированных генов можно проводить «с использованием серии РИЛ, полученных на основе данного гибрида р1. Данный подход может быть использован и для выявления полиморфизма генов мягкой пшеницы, специфически экспрессирующихся в генотипе пшенично-ржаного гибрида, что было показано нами при скрещивании серии нули-тетрасомных линий С8 с отдельными линиями ржи. Эта задача, значительно будет облегчена, если будет выявлен генотип ржи с измененной системой презиготической изоляции, позволяющей пыльцевым зернам ржи успешно преодолевать, презиготические барьеры на рыльце и в тканях пестика пшеницы.

Наше исследование продемонстрировало; что взаимодействие генов * (геномов) пшеницы ТгШсит аезНуит и ржи БесаЬе сегеа1е, может приводить к появлению наследуемой изменчивости по устойчивости к болезням, вызываемым как патогенными грибами пшеницы, так и ржи; Гены, устойчивости обоих родительских видов, объединяясь в комплексном геноме тритикале, не дают простого суммарного эффекта в результате экспрессии* генов, устойчивости1 обоих видов: С другой стороны, полученные нами устойчивые к корневой гнили, первичные тритикале, являются продуктом гибридизации двух восприимчивых генотипов4. Это-наглядно подтверждает ранее высказанное предположение, что устойчивость тритикале к грибным болезням в ряде случаев определяется именно взаимодействием генов, пшеницы и ржи (Ригин, Орлова, 1977). Тоже самое надо отметить и в отношении' количественных признаков, например высоты растения, и фертильности первичных тритикале. Несомненно, идентификация данных генов № их картирование в геномах пшеницы и ржи будет иметь большое теоретическое и практическое значение.

Одним из перспективных ю важных направлений является изучение взаимодействия геномов пшеницы и ржи в отношении экспрессии у тритикале генов, контролирующих запасные белки эндосперма зерновки. Важность этой работы вытекает из ведущей роли этих белков в определении-кормовых и пищевых достоинств зерна.пшеницы, ржи и тритикале. Начатые нами исследования по изучению спектров запасных белков первичных тритикале, выявили наряду с кодоминантным типом наследования, как репрессию отдельных генов, так и появление новых белковых продуктов (Бгге^иеск! е! а1., 2008). Развитие этих исследований позволит получить информацию о механизмах регуляции гомеологичных генов у аллополиплоидов.

К настоящему времени разработан ряд методов, позволяющих изучать проявление и взаимодействие генов разных видов в генотипе отдаленного гибрида. Большая часть подходов использует метод введения небольшой части генетического материала одного вида в геном другого. В основе этих подходов лежит создание и использование замещенных, дополненных линий или линий с транслокациями небольших фрагментов, как правило, одной из хромосом одного вида на генотипическом фоне другого. Эти методы информативны в выявлении и изучении ограниченного числа взаимодействий и не могут быть полностью перенесены на процессы, происходящие при объединении полных геномов исходных видов. Проведенное нами1 исследование показало, что с этой точки зрения, пшенично-ржаные гибриды и первичные тритикале являются информативной моделью для выявления и изучения взаимодействия как генов (аллелей), отвечающих за формирование барьеров репродуктивной изоляции, так и генов (аллелей), обеспечивающих нормализацию функционирования чужеродных геномов в одном ядре. К таким- генам* (аллелям) можно отнести гены пшеницы, локализованные в хромосомах 1В, Ш и 6В. Присутствие данных хромосом является обязательным условием нормального развития пшенично-ржаных зародышей. Выявление, изучение и» картирование генов первой группы позволит изучить генетической контроль основных этапов морфогенеза, как гибридного растения, так и общих закономерностей морфогенеза цветковых растений. Выявление, изучение и картирование генов второй группы позволит продвинуться в понимании процессов стабилизации геномов и неаддитивной экспрессии генов, являющейся молекулярной основой для гетерозиса и фенотипической изменчивости у полиплоидов.

246

Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Тихенко, Наталья Дмитриевна, Санкт-Петербург

1. Абдуллаев K.M. Устойчивость тритикале к бурой ржавчине ржи // науч. Техн. Бюл. ВИР. Л. 1983. Вып. 128. С. 23-24.

2. Абрамова З.В., Тюсенко Н.Д. Генетическая система размножения у тритикале // Сельскохозяйственная биология. 1985. №4.С.45-52.

3. Анисимова И.Н. К вопросу о цитогенетическом анализе тритикале // Бюл. Всес. НИИраст-ва им. Н.И. Вавилова. 1979. №93. С.17-19.

4. Антропов В:К, Антропова В. Ф. Рожь СССР и сопредельных стран. Л., 1929.

5. Антропов В.И., Антропова В.Ф. Культурная флора СССР. Хлебные злаки. Рожь, ячмень, овес. — М: Е. 1936.* Часть 2. С. 3-95.

6. Афанасьева Н.И Наследование высоты растений гибридами от скрещивания мягкой пшеницы с рожью // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 1982. Т.73. Вып.З. С. 57-59:

7. Баева Р. Нарушения в мейозисе на октоплоидни и хексаплоидни форми Тритикале // Генет. и селекция (НБР). 1975. Т.8: №5. С.323.

8. Бережной П.П. Селекция тритикале в Мексике // С-х биология. 1982.T.XVTL №3. С. 340-346.

9. Вавилов НМ. Закон гомологических рядов в наследственной, изменчивости // Теоретические основы селекции растений/ Ред. Н.И1 Вавилов. Т.1. М.; Л., 1935. С. 75-128.

10. Войлоков A.B., Смирнов В.Г., Фыонг Ф.Т., Прияткина С.Н., Салтыковская H.A., Немова, И.А., Смирнов В.Г. Идентификация и локализация» мутаций автофертильности у инбредных линий ржи // Генетика. 1994. Т.ЗО. №8: С. 1057-1064.

11. Войлоков A.B., Гагкаева Т.Ю., Дмитриев А.П., Баранова O.A. Устойчивость автофертильных линий озимой ржи к бурой ржавчине и фузариозу колоса // Бюл. ВИЗР. 1998. № 78-79. С.59-63.

12. Войлоков A.B., Тихенко Н.Д. Генетика постзиготической репродуктивной изоляции у растений//Генетика. 2009. Т. 45. с. 1-16.

13. Генетика культурных растений: Зерновые культуры/Всесоюз. Акад. С.-х. наук им. В.И. Ленина; Под ред. д-ров биол. Наук, проф. В.Д. Кобылянского и проф. Т.С. Фадеевой. Л.: Агропромиздат. Ленингр. Отд-ние. 1986. 264 с.

14. Гладышева Н.М., Ростова КС., Смирнов В.Г. Анализ системы корреляций между морфологическими признаками диплоидных и тетраплоидных форм озимой ржи и их устойчивостью к полеганию // Цитология и генетика. 1977. Т.П. №2. С. 145-150.

15. Гоголева' С.Г., Михайлова Л.А: Наследование устойчивости пшеницы к темно-бурой пятнистости, вызываемой Bipolaris sorokiniana SHOEM // Материалы тезисов Ш съезда ВОГИС, Москва. 6-12 июня 2004. Т.1. С. 436.

16. Гончаров C.B. Создание тритикале с использованием мягких пшениц-носителей генов krlhr2 и ржи. с доминантной короткостебельностью //Автореферат канд. диссерт. Л. 1991. 20с.

17. Горбанъ Г.С. Цитогенетический анализ Triticale. Сообщение П. Мейоз у линий F4 //Генетика. 1977. Т.13. №10. С.1727-1735.

18. Гордей И.А. Тритикале: генетические основы селекции // Минск: Навука i тэхниса. 1992. 287 с.

19. Гордей И.А., Гордей Г.М. Создание устойчивых к полеганию форм тритикале на основе доминантных источников короткостебельности ржи // Пути1 повышения урожайности полевых культур. Минск. Урожай. 1988. Вып. 19. С.20-25.

20. Гордей И.А., Гордей Г.М., Новикова JI.B. Генетические основы создания тритикале (xTriticale). Создание ржано-пшеничных амфидиплоидов (секалотритикум) // Генетика. 1996. Т.32. №6. С. 783-787.

21. Градское С.М. Исследования по тритикале в ГБС РАН // В кн.: Тритикале России. 2000. С. 45-48.

22. Грант В. Видообразование у растений. М.: Мир, 1984. 588 с. (Grant V. Plant Speciation. Columbia University Press, New York. 1981).

23. Дорофеев В.Ф., Мережко А.Ф. Проблема гибридного некроза у пшениц // Генетика. 1969: Т.5. № 41 С. 161-167.

24. Егорова И.А., Войлоков A.B. Характеристика инбредных линий ржи по мутациям автофертильности в основных локусах несовместимости // Генетика. 1998. Т.34. №11. С. 1493-1499.

25. Зилинский Ф.Дж. Основные положения современной селекции тритикале // Тритикале первая зерновая культура, созданная человеком. М.: Колос. 1978. С.69-73.

26. Иванов! А.П. Поведение некоторых количественных признаков в последовательном инцухте у ржи // Зап. ЛСХИ. 1939. Вып. 2: С.53-82.

27. Ильичев Г.А. Действие доминантного фактора короткостебельности на некоторые признаки у тритикале // 5-ый съезд генетиков и селекционеров Украины. Тез.докл. Киев. 1986. Ч.З. С.44.

28. Инге-Вечтомов С.Г. Генетика с основами селекции. СПб.: Изд-во Н-Л, 2010. 720с.

29. Карпеченко Г.Д. Полиплоидные гибриды Raphanus sativus L. х Brassica oleraceae L. // Труды по прикл. Ботанике, генетике и селекции. 1927. Т. 17. №3. С. 393.

30. Карпеченко Г. Д. Теория отдаленной гибридизации // Теоретические основы селекции растений/ Ред. Н.И. Вавилов. Т.1. М.; Л., 1935. С. 397434.

31. Кобылянский В Д. Рожь: Генетические основы селекции. М.: Колос, 1982. 268с.

32. Колее Д. Создание пшенично-ржаных амфидиплоидов Triticale (2п=56) в Болгарии // Генетика. 1969. Т.5. №4.С. 168-171.

33. Комарова Э.П., Матюшевская В.В., Неклеса Н.П. Реакция тритикале на возбудителей ржавчинной и мучнисторосяной инфекцией // В кн.: Ботаника. Мн.: Наука и техника. Вып.28. 1987. С. 154-159.

34. Кондратенко Ф.Т. Селекция озимой ржи на неполегаемость // Селекция и семеноводство, 1967. №2. С.38-42.

35. Кондратьева В.М., Тихенко Н.Д. Генетическая система размножения растений // Методические указания, JL, 1984. 18с.

36. Костюченко И.А. Явление преждевременной гибели гибридов при скрещивании пшениц // Тр. по прикладн. ботан., генет. и селекции. Сер. А.1936. № 19. С. 127-137.с

37. Кривченко В.И. Идентифицированные гены устойчивости растений к болезням и возможности их практического использования // Генетика. 1994. Т.ЗО. № 10. С. 1334-1342.

38. Куркиев У.К. Образцы? тритикале, перспективные для- селекции и внедрения в производство // науч.-техн.Бюл.ВИР. 1983.Вып.129:С.9-11.

39. Куркиев К У. Интрогрессия гена короткостебельности RhtlO от пшеницы сорта Ai-bianl в генотип тритикале // Генетика. 2007. Т.43. №. 9. С. 12691272.

40. Куркиев К.У. Наследование высоты растения у гексаплоидных форм тритикале с R/D замещением // Генетика. 2008. №9. С. 1238-1245.

41. Куркиев К. У. Генетические аспекты селекции короткостебельных гексаплоидных тритикале // Автореф. доктор, диссерт. М., 2009. 36с.

42. Куркиев К.У. Алъдеров A.A. Аллельные взаимоотношения reHOBt короткостебельности у гексаплоидных тритикале // Вестник Россельхозакадемии. 2007. №5. С. 23-25.

43. Куркиев К.У., Куркиев У.К, Алъдеров A.A. Генетический контроль короткостебельности гексаплоидных тритикале (Triticosecale Wittm.) // Генетика. 2006. Т. 42. № 3. С. 369-376.

44. Партер E.H. Исторический обзор по селекции тритикале // В кн.: Тритикале. М.: «Колос». 1978. С.52-69.

45. Латыпов А.З., Ходырев Н.Г. Особенности скрещивания мягкой пшеницы с культурной рожью // Биология и агротехника с/х культур. Горки. 1970. Т.64. С.3-8.

46. Лебедев В.Н. Новые случаи образования амфидиплоидов в пшенично-ржаных гибридах. Харьков^ Изд-во Наркомснаба УССР.' 1933. 27 с.

47. Левитский Г.А:, Бенецкая Г.К. Цитология1 пшенично-ржаных амфидиплоидов // Тр. по прикл. ботанике^ генетике и селекции. 1931. Т.27. №1.С.241.

48. Левонтин Р: Генетические основы эволюции. М.: Мир, 1978. 351' с. (Levontin R.C. The genetic basis of evolutionary change. Columbia-University Press, New York and London, 1974):

49. Лызлов E.B., Писарев B.E. Пути повышения плодовитости октоплоидных и гексаплоидных озимых Triticale II Генетика. 1971. Т.7. №10i С.5-9.

50. Махалин М.А. Создание озимых гибридных гексаплоидных тритикале для> Нечерноземной* зоны // Тритикале. Проблемы и, перспективы.-Каменная степь. 1976.411. С.37-41.

51. Майр Э. Популяции, виды и эволюция. М.: Мир, 1974. 460 с. (Mayr Е. Populations, species and evolution. The Belknap Press of Harvard. University Press of Cambridge, Massachusetts. 1970).

52. Медведев A.M., Комаров H.M., Соколенко Н:И. Основные проблемы селекции тритикале и возможные пути их решения // Тритикале России:

53. Сб. материалов заседаний секции тритикале РАСХН 8-10 июня 1999 г. Ростов-на-Дону . 2000. С. 41-45.

54. Мейстер Г.К. Современные задачи изучения межвидовых гибридов // Труды Всесоюзного съезда по генетике, селекции, семеноводству и племенному животноводству. 1930. Т. 2. Л., с. 27-43.

55. Михайлова Л. А. Генетика взаимоотношений возбудителя бурой ржавчины и пшеницы. СПб., 2006. 80с.

56. Могилева В.И. Источники короткостебельности у тритикале // Сборник научных трудов в ЧССР Доклады ВАСХНИЛ. 1979: №9.С.5-7.

57. Мюнтцинг А. Искусственная полиплоидия зерновых культур. Ржано-пшеничные полиплоиды // Bi сб. Свалевская селекционная1 станция. М.: Изд-во иностр.лит. 1955. С. 311.

58. Орлова И.Н. Нестабильность числа хромосом в мейозе гексаплоидных Triticale и исследование ее причин // Генетика. 1970. Т.6. №11. С.5-16.

59. Писарев В.Е. Полиплоидия в селекции растений // Селекция и семеноводство: 1957. № 3. С. 23.

60. Писарев В.Е. Амфидиплоиды яровая пшеница X яровая рожь // Труды. НИИ земледелия центр, р-нов Нечерноземной полосы. 1959. Вып.17. С. 14-39:

61. Попов Г.И., Васько В.Г. Селекция и семеноводство озимой ржи. Л. 1979. 224 с.

62. Попов Г.И., Васько В.Г., Пугач Н.Г. Селекция озимой ржи. Л., Агропромиздат. 1986.

63. Пухалъский В.А. Генетика некрозного треугольника // Докл. ТСХА. 1976. Вып. 224, ч. 2. С. 56-60.

64. Пухальский В.А. Исследование генетических систем, вызывающих летальность в роде ТгШсит, применительно к генетической теории селекции. Автореф. дисс. . д-ра биол. наук. М.: 1981. 53 с.

65. Пухальский В.А., Мартынов С.П:, Добротворская Т.В. Гены гибридного некроза пшениц (теория вопроса и каталог носителей летальных генов). М.: Изд-во МСХА, 2002. 316 с.

66. Рехметулин Р.М. Наследование короткостебельности у тритикале // Сб. науч.тр.по приклад.бот., ген. и сел. 1984. Т.85. С.61-66.

67. Ригин Б.В., Орлова И.Н. Пшенично-ржаные амфидиплоиды. Л.: Колос. 1977.279 с.

68. Рокщкий П.Ф. Биологическая статистика. Мн.: «Высшая школа». 1964. 328с. . '' \

69. Савельева Н.М., Майстренко ОМ. Наследование устойчивости к обыкновенной корневой гнили яровой пшеницы 1. Моносомный генетический анализ сорта Скала // Генетика. 1983. Т. 19: №10. С.1668 — 1673. '

70. СечнякЛ.К., Сулима Ю.Г. Тритикале. М.: Колос. 1984.317 с.

71. Смирнов В.Г. Столетие Г.Д. Карпеченко столетие исследований по реконструкции геномов //Генетика. 1999. Т.35. №10. С. 1326-1340.

72. Смирнов В.Г., Соснихина С.П. Генетика ржи. Л.: 1984. 264 с.

73. Солодухина О.В. Донорские способности источников ржи к бурой ржавчине // Тр.по прикл.ботан., генет. и селекции. 1982. Т. 73. С. 61-65.

74. Солодухина О.В. Потенциал наследственной изменчивости ржи по устойчивости к бурой ржавчине и мучнистой росе.// Генетика. 1994. Т.ЗО. №10. С. 1352-1362.

75. Солодухина О.В. Создание доноров устойчивости к бурой ржавчине и мучнистой росе для селекции диплоидной ржи: Автореф. дис.канд.с.-х. наук. Л.: ВИР. 1986. 20 с.

76. Степочкин П.И., Владимиров Н.С. К вопросу о создании короткостебельных форм тритикале // Генетика. 1978. Т.14. №2. С. 197199.

77. Суриков И.М. Несовместимость и эмбриональная стерильность растений. М.: Агропромиздат. 1991. 220 с.

78. Суриков И.М., Романова Н.П. Материалы по факториальной генетики ржи {Seeale cereale L.). П. Признаки ветвления стебля и отсутствия колосоножки//Генетика. 1971. №9. С. 13-21.

79. Тихенко Н.Д., Гафт М., Коростелева И.В. Анализ инбредных популяций тритикале по хозяйственно-ценным* признакам // Тезисы докладов конференции молодых учёных и студентов ЛСХИ.Л., 1988. С. 1-2.

80. Тихенко Н.Д. Гетерогенность сорта АД 206 по высоте растений // Сб. науч. тр. ЛСХИ. «Морфогенетические показатели продуктивности растений и использование их в селекционно-семеноводческой работе». Л, 1990а. С. 34-37.

81. Тихенко НД. Генетический контроль, опушения под колосом гексаплоидного озимого тритикале АД 206 // Тезисы докладов конференции молодых специалистов и студентов ЛСХИ., Л., 19906. С. 56.

82. Тихенко Н.Д, Цветкова Н.В., Войлоков A.B. Анализ влияния генотипа родительских линий ржи на формирование количественных признаков у первичных октоплоидных тритикале. Высота растения.//Генетика. 2003а. Т.39. №1. С. 64-69.

83. Тихенко Н.Д., Цветкова Н.В., Войлоков A.B. Анализ влияния генотипа родительских линий ржи на формирование количественных признаков' у первичных октоплоидных тритикале. Фертильность колоса.//Генетика. 20036. Т.39. №3. С. 370-375.

84. Тихенко НД., Цветкова Н.В., Войлоков A.B. Генетический контроль эмбриональной летальности при скрещивании мягкой пшеницы с рожью // Генетика. 2005. Т.41 (8):1075-1083.

85. Тырышкин Л.Г., Михайлова JI.A. Наследование устойчивости к листовой пятнистости, вызванной Bipolaris sorokiniana, сорта мягкой пшеницы 1815 // Сб. научн. тр. ВИР. по прикл. бот., ген. и сел. 1993. Т. 147. С. 35 — 39.

86. Тырышкин Л.Г., Шевченко Д.А. Генетика устойчивости пшеницы и ячменя к темно-бурой листовой пятнистости. Материалы 1 съезда ВОГИС // Генетика. 1994. Т.ЗО. С. 160.

87. Тырышкин Л.Г., Лебедева Т.В., Зуев Е.В., Лоскутова Н.П., Брыкова А.Н., Пюккенен В.П. Пшеница // Каталог мировой коллекции ВИР. СПб. 2000. Вып. 718. 20 с.

88. Тырышкин Л.Г., Макарова H.A., Зуев Е.В., Лоскутова Н.П., Брыкова А.Н. Оценка образцов мягкой пшеницы на устойчивость к грибным болезням // Каталог мировой коллекции ВИР. 1999. Вып.696. 33 с.

89. Тюмяков И.А. Фертильность и сравнительная морфология ржано-пшеничных гибридов сбалансированного типа // Труды Всесоюзного съезда по генетике, селекции, семеноводству и племенному животноводству. 1930. Т. 2. Л., с. 497-508.

90. Урбах В.Ю. Математическая статистика для биологов и медиков. М.: Из-во АН СССР. 1963. 324 с.

91. Федоров В.С., Смирнов В.Г., Соснихина С.П. Генетика ржи ((<Secale cereale L.). IX. Плейотропный эффект наследственного фактора карликовости // Исследования по генетике. JL, 1967. Вып.З. С. 111 -126.

92. Федорова Т.Н. Первичные октоплоидные тритикале, стабильность мейоза и селекции // Генетика. 1982. Т.18. №4. С.652-660.

93. Федорова Т.Н. Анеуплоидия и фертильность у тритикале (2п=56) // Генетика. Т.20. №2. 1984. С.274-284.

94. Федорова Т.Н. Наследование короткостебельности у гибридов, несущих., ген Н1 // Селекция и семеноводство. 1985. № 5. С. 29-31.

95. Федорова Т.Н. Особенности мейоза у 6Х- и 8Х- тритикале и фертильность растений // Генетика. Т.23. №4. 1987. С. 707-715.

96. Федорова Т.Н., Поленова И.Н. Цитологические аспекты селекции тритикале // Тр.НИИ с.-х. центр.р-нов Нечерноземной зоны. 1979: №47.слое. ■. :

97. Хотылева Л.В., Каминская JI.H., Бакиновская Э.О. Изучение количественных признаков перспективных яровых форм у тритикале // В кн.: Успехи полиплоидии. Киев: Наукова Думка. 1977. С. 77-84.

98. Хотылева Л.В., Турбин Н.В., Тарутина Л.А. и др. Тритикале: Создание и перспективы использования. Мн.: Наука и техника, 1986. 215 с.

99. Чулкина В.А. Корневые гнили хлебных злаков в Сибири. Новосибирск. 1985. 187 с.

100. Шадуро С.И. Создание исходного материала для селекции озимой ржи на устойчивость к снежной плесени, бурой и стеблевой ржавчине: Автореф. дис. .канд.с.-х. Наук. Немчиновка: НПО «Подмосковье». 1992. 24 с.

101. Allan R.E. Agronomic comparisons among: wheat lines nearly isogenic, for three reduced- height genes // Crop Sci. 1986. V. 26. P. 707-710.

102. Allan R.E., Pritchett J:A. Prediction of semidwarf culmlenght genotypes in wheat// Crop Sci. 1973. V.13. N.6. P. 597-599

103. Allan R.E., Vogal O.A. F2 monosomie analysis of culm length? in wheat, crosses involving semidwarf Norin 10- Brevor and The Chinese series // Crop; Sci., 1963. V.3. №6. P. 538-540.

104. Arseniuk E. Triticale diseases a review. Triticale: Today and Tomorrow. H. Guedes-Pinto et al.(eds.),1996. P. 499-525.

105. Ausemus E.R., McNeal F.H., Schmidt J.W. Genetics and inheritance. In: Quisenberry KS, Reitz LP (eds) Wheat and wheat improvement. ASA CSSA SSSA, Madison, 1967.

106. Baier A., Gustafson J.P. Breeding strategies for triticale // Triticale: Today and Tomorrow/ Eds Guedes-Pinto H., Darvey N., Carnide V.P. Netherlads: Kluwer Acad., 1996. V. 5. P. 563-570.

107. Blakeslee A.F., Avery A. G. Methods of inducing doubling of chromosomes in plant // J. Heredity. 1937. V.28. P. 392-411.

108. Bomblies K., Weigel D. Hybrid necrosis: autoimmunity as a potential gene-flow barrier in plant species // Nat. Rev. Genet. 2007. V. 8. P. 382-393.

109. Börner A., Plaschke J. Dwarfing genes of wheat and rye and its exspression in triticale // Triticale: Today and Tomorrow. Developments in Plant Breeding/ Eds Guedes-Pinto H., Darvey N., Carnide V.P. Netherlads: Kluwer Acad., 1996. V5. P. 275-280.

110. Böcsa E., Kiss A. Untersuchungen über das Verhalten einiger oktopoider undhexaploider Triticale gegenüber Puccinia-Arten // Z. Pflanzenzucht. 1966. B.56. №2. P. 184-190.

111. Brady I. Some factors influencing lodging in cereals // J. Agric. Sci.1934. № 24. P. 209-232.

112. Brideau N.J., Flores H.A., Wang J., Maheshwari S., Wang X., Barbash D.A. Two Dobzhansky-Muller Genes Interact to Cause Hybrid Lethality in Drosophila// Science. 2006. Vol. 314. No.5803. P. 1292-1295.

113. Brubaker C.L., Wendel J.F. Reevaluating the origin of domesticated cotton

114. Gossipium hirsutum, Malvaceae) using nuclear restriction, fragment length ' polymorphisms (FFLPs) // Am. J. Botany. 1994. V. 81. P. 1309-1326.

115. Bushell C., Spielman M., Scott R.G. The Basis of Natural and Artificial Postzygotic Hybridization Barriers in Arabidopsis Species // Plant Cell. 2003. V. 15: 1430-1442.

116. Caldwell R.M., Compton L.E. Complementary lethal genes in wheat causing a 1 progressive lethal necrosis of seedlings // J. Heredity. 1943. V. 34. P. 67-70.

117. Chattannavar N.S., Raghuchander T., Kulkarni S. Triticale varietal screening against Bipolaris sorokiniana II Proceedings of the 2nd International Triticale Symposium. Mexico D.F., CYMMIT, 1991b. P. 229-230.

118. Chen ZJ, Ni Z. Mechanisms of genome rearrangements and gene expression changes in plant polyploids. BioEssays 2006; 28:240-252.

119. Christie P., Macnair M:Ri Complementary lethal factors in two North American populations of the yellow monkey flower // J. Heredity. 1984. V. 75. P. 510-511.

120. Christie P., MacNair M.R. The distribution of postmating reproductive isolating genes in populations of the yellow monkey flower, Mimulus guttatus I I Evolution. 1987. V. 41. P. 571-578. ,

121. Chu Y.E., Oka H.I. The distribution and effect of genes causing Fi weakness in Oryza breviligulata and O. glaberrima I I Genetics. 1972. V. 70. P. 163-173.

122. Chu C.-G., Faris J.D., Friesen T.L. Molecular mapping of hybrid necrosis genes Nel and Ne2 in* hexaploid wheat using« microsatellite markers // Theor. Apph Genet. 2006. V. 112. P. 1474-1381.

123. Clark J.K., Sheridan W.F. Characterization of the two maize embryo-lethal defective kernel mutants- rgh*-1210 and y7*-1253B: Effects on embryo and gametophyte development// Genetics. 1988. V. 120. P. 179-290.

124. Comai L. Genetic and epigenetic interaction in allopolyploid plants // Plant Mole Biol. 2000. V. 43. P. 387-399.

125. Conner R. L. Interrelationship of cultivar reactions to common root rot, black point and spot blotch in spring wheat II Plant Dis. 1990; V.74. N 3. P.224-227.

126. Cox T.S., Raupp W.J., Gill B.S. Leaf Rust-Resistance Genes Lr41, Lr42, and Lr43 Transferred from Triticum tauschii to Common Wheat // Crop Sci. 1994. V. 34. P. 339-343.

127. Dhaliwal H.S., Gill K.S., Singh P. J., Multani D.S., Singh Bl Evaluation of germplasm of wild wheats Aegilops and Agropyron for resistance to various diseases // Crop Improvement. 1986. V.13. P.107-112.

128. Dobzhansky T. Genetics and the Origin of Species. New York: Columbia University Press; 1937. 364 P.

129. Driscoll C.J., Sears E.R. Individual addition of the chromosomes of 'Imperial' rye to wheat // Agron. Abstr. 1971. V6.

130. Fedorova T.N., Polenova I.N. Comparative cyto-genetic study of Triticale developed by different methods. Intersp.hybrid on in plant breeding // Proc.of the WI congress of EUCARPIA. Madrid. Spain. 1977. P.175.

131. FukuokaS., NewinghamM.G.V., Ishtiaq M., Nagamine T,. Kawase M., O/cuno K. Identification? and mapping of two new loci for hybrid; breakdown in cultivated rice // Rice'Genet. Newsl. 2005. V. 22. P: 29-31.

132. Fukushima Y., Konishi T. Genetic studies on hybrid sterility in barley // Jpn. J. Genet. 1994. V. 69. P. 719-726.

133. Gaines E.F., Stevenson F.J. Rye-wheat and wheat-rye hybrids // J. Heredity. 1922. V. 13. P. 81-90.

134. Gale M.D: The nature and genetic control of gibberelic insensitivity in dwarf wheat grain//Heredity. 1975. V. 35. P: 55-65.

135. Gale M.D., Law G.N. Norin 10- based semidwarfism // Genetic diversity in plants. NY, London: Plenum Press. 1977. P. 133-151.

136. Gale M.D., Marshall GAl The chrosomal location of Gail ^ and Rhtl genes for gibberellin insensitivity and semidwarfism in a derivation of Norin lO wheat // Heredity. 1976. V. 37. P. 283-289.

137. Ganal M. W., Roder M.S. Microsatellite and NSP markers in wheat breeding I I In: Genetic Assistance Crop Improvement. R.K. Varshney and R. Tuberosa (eds.). V.2. Genomics Applications in Crops. 2007. P. 1-24. .

138. Gerstel D.U. A new lethal combination in interspecific cotton hybrids // Genetics. 1954. V. 39. P. 628-639.

139. Gerstel D.U., Bums J.A., Burk L.G. Interspecific hybridizations with an African tobacco, Nicotiana qfricana Merxm // J. Heredity. 1979. V. 70. P. 342344.

140. Gill M.S., Bajaj Y.P.S. In Vitro production of interspecific hybrid in cotton// Current Science. 1984. V. 53. P. 102-104

141. Graybosch R.A. Uneasy unions: quality effects of rye chromatin transfers to wheat // J. Cereal Sei. 2001. V. 33. P. 3-16.

142. Gustafson J.P., Zillinsky F.J. Identification of D-genome chromosomes from hexaploid wheat in a 42-chromosome triticale // In: Proc. 4th Int. Wheat Genet. Symp. 1973, Agric. Exp. Sta. Columbia, Miss., U.S.SA., P. 225-232.

143. Gustafson J.P., Qualset C.O. Genetics and breeding of 42-chromosome triticale. II. Relations between chromosomal variability and reproductive characters // Crop Sei. 1975. V. 15. P. 810-813.

144. Gustafson J.P., Flavell R.R. Control of nucleolar expression in triticale // In: Triticale: Today and Tomorrow. Developments in Plant Breeding/ Eds Guedes-Pinto H., Darvey N., Carnide V.P. Netherlads: Kluwer Acad., 1996. P. 119-125.

145. Haesert G., Baets A., Dannels A. Diseases of triticale and their control // Med.Fac.Landboum. Rijksuniv. Gent 52. 1987. P.797-806.

146. Harding H. Reaction to common root rot of 14 Triticum species and the incidence of Bipolaris sorokiniansi and Fusarium spp. in subcrown internode tissue // Can; J: Bot 1972: V.50;P; 1805-1810; .

147. Harland S.C. St. Croix Report Agric. Expt. Sta. 1915. P. 1913-1914: /';■•.

148. Harland S.C. The genetics of cotton. London: Jonathan Cape. 1939.

149. Hayman D.L., Richter J. Mutations affecting self-incompatibility m Phalaris coerulescens Desf. (Poaceae) II Heredity. 1992. V.68 P. 495-503.

150. Hermsen J.G.Th., Waninge J. Attempts to localize the gene Chi for hybrid chlorosis in wheat // Euphytica. 1972. V. 21. P. 204-208.

151. Heuer S., Miezan KN. Assessing^hybrid!sterility in Orizaiglaberrimarx. Ol sativa hybrid progenies by PCR marker analysis and crossing with wide compatibility varieties // Theor. Appl. Genet. 2003. V. 107, N5. P. 902-909;

152. Ho K.M., Kasha K.J. Genetic control of chromosome elimination during haploid formation in barley // Genetics. 1975. Vol. 81. P; 263-275.

153. Hohmann U. Cytology and fertility of primary and secondary tetraploid, triticale of advanced generations // In: Proc. of the EUCARPIA Meeting on triticale. Clermont-Ferrand, France. 1984. P. 267-275.

154. Hohmann U. 4x7Triticale, ein Model zur Synthese neuer Genome // Vortr. Pflanzenzüchtg. 1996. 34. P. 181-196.

155. Hollingshead L. A lethal factor in Crepis effective only in an interspecific hybrid // Genetics. 1930 V. 15. P. 114-140.197. http://faostat.fao.org:198. http://www.ars.usda;gov/Main/docs.htm?docid=10342

156. Ichitani K., Fukuta Y., Taura S., Sato M. Chromosomal location ofif>vc2, one of the complementary hybrid weakness genes, in rice // Plant Breeding. 2001. V. 120. P. 523-525. '

157. Ichitani K., Namigoshi K, Sato M., et al. Fine mapping and allelic dosage effect of Hwcl, a complementary hybrid weakness gene in rice // Theor. Appl. Genet., 2007. V. 114. P. 1407-1415.

158. Inoue E., Marubashi W., NiwaM. Simple method for overcoming the lethality observed in the hybrid between Nicotiana suaveolens and N. tabacum II Breed Science. 1994. V. 44. P. 333-336.

159. Inoue E., Marubashi W., Niwa M. Genomic factor controlling the lethality exhibited in the hybrid between Nicotiana suaveolens l^Qhm. and JV. tabacum L // Theor Appl Genet. 1996. V. 93. P. 341-347.

160. Inoue E., Marubashi W., Niwa M. Improvement of the method for overcoming the hybrid lethality between Nicotiana suaveolens and N. tabacum by culture of Fi seeds in liquid media containing cytokinins // Breed Science. 1997. V. 47. P. 221-216.

161. Inoue E., Marubashi W., Niwa M. Characterization and overcoming of temperature-dependent lethality exhibited by hybrid embryos from the cross Nicotiana suaveolens x N. sylvestris II Breed Science. 2000. V. 50. P. 297-302.

162. Jing W., Liu L.L., Jiang L., Wan J.M. Mapping of S33(t) and S34(t) for pollen sterility in; hybrids between a weedy strain andijapónica variety in rice//Rice Genet. Newslet. 2006. Vol. 23. P. 16-19.

163. Johnson N.A., Porter A.H. Rapid speciation via parallel, directional selection on regulatory genetic pathways//J. Theor. Biology. 2000. V. 205. P. 527-542.

164. Jung C., Lelley T. Genetic interactions between wheat and.rye genomes in triticale.2. Morphological and yield characters // Theor. Appl. Genet. 1985b. V. 70. P. 427-432.

165. Jung C., Lelley T., Röbbelen G. Genetic interactions between wheat and rye genomes in triticale. 1. Cytological results // Theor. Appl. Genet. 1985. 70. P. 422-426.

166. Karpenstein-Machan M., Honermeier B., Hartmann F. Triticale-Produktion aktuell.- Frakfurt/Main:DLG-Verl:,1994. 144 p.

167. Karsai I., BedoZ., Hayes P.Mi Effect of induction medium pH and,maltose concentration» on in vitro androgenesis of hexaploid winter triticale and wheat //Plant Cell, Tissue and organ Culture. 1994. V. 39: No.l. P. 49-53.

168. Kasha K.J., Kao K.N. High frequency haploid production in barley (Hordeum vulgare L.)// Nature. 1970. V. 225: 420-425.

169. Kawahara T. Genetic analysis of Cs chlorosis in tetraploid wheats // Japn. J. Genet. 1993. V. 68. P. 147-153.

170. Kazman E., Lelley T., Röbbelen G. Die Backqualität von 6x-triticaie: Möglichkeiten' chromosomaler Manipulation //Bericht 44. Arbeitstagung der AG Saatzuchtleiter, Gumpenstein, Austria, 19931 P. 37-45.

171. Kerber, E.R. Resistance to Leaf Rust inHexaploid Wheat: Lr32 a Third Gene Derived from Triticum tauschii // Crop Sei. 1987. V. 27. P. 204-206.

172. Keyte A.N., Percifield R., Liu B., Wendel J.F. Intraspecific DNA methylation. polymorphism in cotton {Gossypium hirsutum L.) // J. Heredity. 2006. V. 97 (5). P. 444-450.

173. Khlestkina E.K., Than M.H.M., Pestsova E.G., Röder M.S., Malyshev S.V., Korzun V, Börner A. Mapping of 99 new microsatellite derived loci in rye (Seeale cereale L.) including 39 expressed sequence tags // Theor. Appl. Genet. 2004. V. 109. P. 725-732.

174. Kiss A. A summary of the results in Triticale breeding // In.: Symp. Genetics and Wheat Breeding, Proc. 1962. P. 515-521.

175. Kiss A. Improvement of thefertility of Triticale H Acta agric. hung. 1965. V. 14. P. 1891

176. Kiss A. Kreuzungsversuche mit Triticale // Züchter. 1966. B. 36. №6. P. 246255.

177. Kiss A., Redei G. Experiments to produce Rye-Wheat (Triticale) II Acta Agr., Acadt Sei. Hung: 1953. № 3. P. 257-276.

178. Knott D.R. The mode of inheritance of a type of dwarfism in common wheat // Genome. 1989. V. 32. P. 932-933.

179. Kolmer J.A. Genetics of resistance to wheat leaf rust / Ann. Rev. Phytopathology. 1996. V.34. P. 435-455.

180. Konzak C.F. Mutations and mutation breeding // In. Wheat and Wheat Improvement. 2nd Edition. American Society of Agronomy, Madison, Wisconsin (Heyne EG ed.). 1987. P. 428-444.

181. Korzun V., Malyshev S., Voylokov A.V., Börner A. A genetic map of rye (Secale cerale L.) combining RFLP, isozyme, protein, microsatellite and gene loci // Teor. Appl. Genet. 2001. V.102. P. 709-717.

182. KostojfD. Ontogeny, genetics and cytology of Nicotiana hybrids// Genetica. 1930.1 V.12: 33-140.

183. Kraska P., Tarkowski Cz. The influence of genes Rhtl, Rht2 and Rht3 on yield components of winter triticale // Proc. 4 Internat. Triticale Symp. 1998. V.2. Red Deer. P. 24-26.

184. Krolow K.-D. Aneuploidie und Fertilität bei amphidiploiden Weizen-RoggenBastarden (Triticale). 1. Aneuploidie'und selection auf Fertilität bei oktoploiden Triticale Formen. Z. Pflanzenzücht: 1962. Bd. 48, N 2. S. 177-196.

185. Krolow K-D. Aneuploidie und Fertilität bei amphidiploiden Weizen-RoggenBastarden (Triticale). III. Aneuploidie und Fertilitäts und HalmlängenUntersuchungen an hexaploiden Triticale Stämmen // Z. Pflanzenzücht: 1966. B.55.№2. P.105.

186. Krolow KD. Untersuchungen über die Kreuzbarkeit zwischen Weizen und? Roggen // Z Pflanzenzüchtg. 1970: V. 64. P: 44-72:

187. Krolow K-D. 4x triticale production and use im triticale breeding// In: Proc. 4th Int. Wheat Genet: Symp. 1973, Agric. Exp. Sta. Columbia, Miss., U.S.SA;, P. 691-696:

188. Krolow K-D. Research work with 4x triticale in germany (Berlin)// In: Proc: Int. Sym: IDRC-024, R. Maclntyre and M. Campbell, Eds., El Batan. Mexico; 1974.P. 51-60.

189. Kruse A. An in vivo/vitro embryo culture technique // Hereditas. 1974. V. 2. P. 219-224.

190. Kubo T., Yoshimura A. Genetic basis of hybrid breakdown in a Japonica/Indica cross of rice, Oryza sativa L // Theor. Appl. Genet. 2002. V. 105. P: 906-911.

191. Kulkharni S. Stem rust on Triticales in Karnataka // Current Research 9 (1980), S.29-30. Ref.: Plant Pathol. 59(1980). 497 p.

192. Lacadena J.R. Cytogenetics and cereal breeding I I Buletin Estacion Experimental de Aula Dei., Zaragoza. Spain. 1965. №7. P:27.

193. Larson R.I., Atkinson T.G. A cytogenetic analysis of reaction-to root rot in some hard red spring wheats // Can. J. Bot. 1970. V.48. P. 2059-2067. .

194. Larter E.N. Shebeski L.H., McGinnis R.C., Evans L.E., Kaltsikes P.J. Rosner, a hexaploid triticale cultivar// Gan.J. Plant Sei. 1970. V. 50. P. 122-124.

195. Lawn D.A., Sayre D.K. Soliborne pathogens on cereals in a highland location of Mexico // Plant Disease . 1992. V.76.P. 149-154.

196. Lebedeff V.N. Neue Fälle der Formierung vin Amphidiploidie in Weizen-Roggen-Bastarden.//Z. Pflanzenzüchtg. 1934.V. 19. P.509-525.

197. Lee J.A. Genetics of D3 complementary lethality in Gossypium hirsutum and G. barbadense II J: Heredity. 1981a. V. 72. P: 299-300;

198. Lee J.A. A genetical sheme for isolating cotton cultivars // Crop) Science. 1981b. V. 21. Pi 339-347.

199. Leighty C.E. Carman's wheat-rye hybrids II J. Heredity. 1916. V.7. P.420-427.

200. Leighty G.E., Boshnakian S. Genetic behaviour of the spelt form in crosses between Triticum spelta and Triticum aestivum II J Agri. Res. 1921. V. 7. P. 335-364.

201. Leighty C.E., Sando W.J. Natural and artificial hybrid, a. Chinese wheat and rye // J. Heredity. 1928. V.19. P.1 23-27.

202. Lein A. Die genetische Grundlage der Kreuzbarkeit zwischen Weizen und Roggen II Z. induct: Abstamm. Vererbungslehre. 1943. Bl 81. P.28-61.

203. Lelley T. Specific interaction for meiotic regulation of wheat and rye in triticale, consequences for triticale breeding //In: Proc. of the 5th Int. Wheat genet. Sym., S. Ramanujam, Ed., New Dehli. 1978. P. 1213-1217.

204. Lelley T. triticale breeding a new approach// In: Proc. of the EUCARPIA Meeting in Genetics and Breeding of Triticale, M. Bernard and S. Bernard, Eds., Clermont-Ferrand, France, 1985. P. 135-143.

205. Lelley T. The significance of "gemone combining ability" of parental wheat and rye in triticale // Proc. 2nd Int. Triticale Symp. Passo Fundo (Brasil), 1990. P.353-358.

206. Lelley T. Triticale; still a promise? (A review) // Plant Breed. 1992. V. 109.* P. 1-17.

207. Lelley T. THe verdict of triticale a critical view // Triticale: Today and Tomorrow, Eds., Guedes-Pinto H., Darvey N., Carnide- V.P. Netherlads: Kluwer Acad., 1996. P. 49-55.

208. Lelley T. Triticale: A Low-input cereal with untapped potential // In: Genetic resources, chromosome engineering, and crop improvement. Cereals. Eds., Ram J. and Prem P. Iauhar. 2006. V.2. P.395-430.

209. Lelley T., Gimbel E.-Ml Genome combining ability" of wheat and,rye in triticale // Plent Breed. 1989. V. 102. P: 273-280.

210. Lelley T., Eder G., Grausgruber Hi Influence of 1BL.1RS wheat-rye . chromosome-translocation on genotype'by environment interaction5// Ji Cereal Sci. 2004. V.39.P: 313-320.271 .Levy A. A., FeldmanMi The impact of polyploidy on grass genome evolution.

211. Lindschau M., Oehler E. Untersuchungen am konstant intermediären additiven Rimpau'schen Weizen-Roggen-Bastard //Züchter. 1935. B.7. P. 228233.

212. Liu D.A., Vega J.M., Segal G., Abbo S., Robova H., Feldman M. Rapid genomic changes in newly synthesized amphiploids of Triticum and Aegilops. I. Changes in Lowcopy noncoding DNA sequences // Genome. 1998. V. 41. №2. P.272-277.

213. Liu B., Brubaker C.L., Mergeai G., Cronn: R.G., Wendel JlF. Polyploid' formation in cotton is not accompanied by rapid genomic changes // Genome: 2001. V. 44. P. 321-330:

214. Lloyd R. Tissue culture as means of circumventing lethality in an interspecific Nicotiana hybrid'// Tobacco Science. 1975. V. 19. P. 4-6.

215. Lukaszewski A. J., ApolinarskaB., Gustaf son J.P., Krolow K.-D. Chromosome pairing and aneuploidy in tetraploid triticale. I: Stabilized* karyotypes*» // Genome. 1987. V.29: P. 425-430.

216. Maekawa M.\ Inukai T., Shinbashi N. Genie analysis of hybrid sterility caused1 by anther indehiscence between1 distantly related1 rice varieties // Euphytica. 1997. V. 94, N.3. P. 311-318.

217. Maich R., Ordonez A., Torres L. et al. Fertility in hexaploiditriticale: realized heritability and correlated responses II Proc. 4th Internat. Triticale Symp. 1998. V.2. P. 30-33.

218. Mains E.B., Leighty C.E. Resistance in rye to leaf rust, Puccinia dispersa Erikss.// J. Agric. Res. 1923. V.25. №5. P.243-252.

219. Matsubara K., Khin-Thidar, Sano Y. A gene block causing cross-incompatibility in wild and cultivated rice// Genetics. 2003. V.165: 343-352.

220. Matsubara K, Ito S., Nonoue Y, Ando T., Yano Mi A novel! gene responsibible for hybrid breakdown found in cross between japonica and indica cultivars in rice // Rice Genet. Newslett. 2006. V.23. P.

221. Matsubara K., Ando 71, Mizubayashi 71, Ito S., Yano M. Identification and linkage mapping of complementary recessive genes causing hybrid: breakdown : in an intraspecific rice cross//Theor. Appl. Genet. 2007. V. 115. P. 179-186.

222. Mauney J.R. The culture in vitro of immature cotton embryos // Bot Gazett. 1961. V. 122. P. 205-209.

223. May C.E., Appels R. Rye chromosome translocations in hexaploid wheat: a reevaluation of the loss of heterochromatin from rye chromosomes // Theor. Appl. Genet. 1980. V. 56. P. 17-23.

224. May C.E., Appels R. Seedling lethality in wheat: a novel phenotype associated with a 2RS/2BL translocation chromosome // Theor. Appl. Genet. 1984. V. 68. P. 163-168.

225. McCray F.A. Compatibility of certain Nicotiana species // Genetics. 1933. V. 17. P. 621-636.

226. McCubbin A.G., Kao Then-hui. The emerging complexity of self-incompatibility (S) loci // Sex Plant Reprod. 1999. V. 12. P: 1-5.

227. Mcintosh R.A. Catalogue of gene symbols for wheat // Proc. 7th Inter. Wheat Genet. Symposium. Cambridge. England. 1988. V. 2. P. 1237-1239:

228. Mcintosh R.A., DyckP.L. Cytogenetical studies in wheat. VII. Gene Lr23 for reaction to Puccinia recóndita in Gabo and related cultivars // Aust. J: Biol. Sci. 1975. V. 28. P. 201-211.

229. Mcintosh R.A., Singh S.G. Rusts: Real and'potential problems for triticale // In: Proc. of Int. Triticale Symp. Sydney, N.L. Darvin Ed., Australian Inst. Of Agr. Sci. 1987. P. 199-207.

230. Mcintosh R:A., Yamazaki Y., Dubcovsky J., Rogers J., Morris C., Somers D.J., Apples R., Devos KM. Catalogue of Gene Symbols for Wheat: 2008. http://www, shi gen. ni g. ас. і p/ wheat/komugi/genes/sy mbolClassLi st. i sp

231. McKenzie H., Atkinson, T.G. Inheritance of Thatcher-type resistanse to common root rot in spring wheat // Can. J. Plant Sci. 1968. V.48. P.479-486.

232. McLean S.W. Interspecific crosses involving Datura ceratocaula obtained by embryo dissection// Am. J. Botany. 1946. V. 33. P: 630-638.

233. McMillan J.R.A. Investigations on the occurrence and inheritance of the grass ! clump character in crosses between varieties of T. vulgare (Vill.) I I Council Sei.1.d. Res. Bull. 1937. V.104.

234. Mc Vittie T.A., Gale M.D., Marshall G.A., Westcott B. The interchromosomal mapping of the Norin 10 and Tom Thumb dwar fing genes // Heredity. 1978. V.40.N.1.P. 67-70.

235. Mehetre S.S., Aher A.R., Gawande V.L., Patil V.R., Mokate A.S. Induced polyploidy in Gossypium: a tool to overcome interspecific incompatibility of cultivated tetraploid and diploid cottons //Current Science. 2003. V. 84. No. 12. P. 1510-1512.

236. Merker A. Cytogenetic investigation in hexaploid Triticale. I. . Meiosis, aneuploidy and fertility // Hereditas. 1971. V.68. P. 281-290.

237. Merker A. Cytogenetic investigation in hexaploid Triticale. I. . Meiosis and fertility in Fl and F2 // Hereditas. 1973. V.73. P. 285-290.

Информация о работе

Тихенко, Наталья Дмитриевна
доктора биологических наук
Санкт-Петербург, 2011
ВАК 03.02.07

Диссертация

Генетика пшенично-ржаных гибридов и первичных октоплоидных тритикале - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы