Гибридизация Hordeum vulgare L. с дикорастущими видами ячменя и культивирование in vitro видов и межвидовых гибридов

Чернов, Владимир Евгеньевич

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Гибридизация Hordeum vulgare L. с дикорастущими видами ячменя и культивирование in vitro видов и межвидовых гибридов
ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Гибридизация Hordeum vulgare L. с дикорастущими видами ячменя и культивирование in vitro видов и межвидовых гибридов"

На правах рукописи

ЧЕРНОВ Владимир Евгеньевич

ГИБРИДИЗАЦИЯ Hordeum vulgare L. С ДИКОРАСТУЩИМИ ВИДАМИ ЯЧМЕНЯ И КУЛЬТИВИРОВАНИЕ IN VITRO ВИДОВ И МЕЖВИДОВЫХ

ГИБРИДОВ

Специальность: 03.00.15- генетика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Санкт-Петербург 2004

Работа выполнена в лаборатории биотехнологии Государственного научного центра Российской Федерации Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства имени Н.И.Вавилова Российской академии сельскохозяйственных наук (РАСХН)

Научный руководитель - доктор биологических наук, профессор Суриков Игорь Михайлович

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Ригин Борис Викторович; •

кандидат биологических наук Бузовкина Ирина Сергеевна

Ведущее учреждение: Институт цитологии и генетики СО РАН, г.Новосибирск

Защита состоится 27 февраля 2004 в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 006.041.01 при Государственном научном цешре РФ Всероссийском научно-исследовательском институте растениеводства им. Н.И.Вавилова по адресу: 190000, Россия, г.Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 44.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства им. Н.И.Вавилова

Автореферат разослан 20 января 2004 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета

доктор биологических наук, профессор Л С!^ Э .А.Гончарова

t$Z03

zi3 ¡W

Общая характеристика работы.

Актуальность темы; Ячмень Hordeum vulgare как зерновая культура широко распространен во многих географических зонах. Дикорастущие виды рода Hordeum произрастают на территории Евразии, Южной и Северной Америки, Северной Африки в зонах с экстремальными ночвенно-климатическими условиями Виды рода несут ряд признаков приспособления к экстремальным факторам среды обитания, таким как высокая засоленность почвы, засуха, низкие отрицательные температуры. Дикорастущие виды могут содержать до 22 % белка и до 3 % лизина в запасных белках зерновок (Ahokas, 1982) Среди дикорастущих видов встречаются формы, устойчивые к мучнистой росе (Segal, Dorr , 1987; Fukuyama, Heta, Takeda, 1986), к пыльной головне (Кобылянский, 1963) и различным видам тли (Merkle, Webster, Morgan, 1987; Weibull, 1987).

В настоящее время генетический потенциал дикорастущих видов ячменя использован в селекции в незначительной степени. Это связано с недостаточной изученностью частных механизмов межвидовой несовместимости и возможностей ее преодоления при гибридизации внутри рода Hordeum. Комплексное изучение механизмов несовместимости культурного ячменя с дикорастущими видами Hordeum различного геномного состава, представляющих все секции рода: Hordeum, Anisolepis, Criterion, Stenostachys необходимо для разработки методических подходов к использованию генофонда дикорастущих видов в селекции ячменя.

Использование методов культивирования in vitro тканей и клеток необходимо в таких программах как для получения, так и для дальнейшего размножения полученных гибридных форм. Культурный ячмень широко используется в экспериментах по культивированию in vitro тканей и органов, для него разработаны системы культивирования, изучены особенности регенерации Виды дикорастущего ячменя используются в подобных экспериментах ограниченно. Работ, в которых изучается культура тканей дикорастущих видов, не много, невелико количество изученных видов (Исаева, Першина, Шумный, 1983; Breiman, 1985; 0rtonl980, Rotem-Abaibanell, Breiman, 1989).

Цель ■ задачи исследования Цель этой работы - изучение совместимости культурного ячменя Hordeum vulgare с дикорастущими видами; создание и размножение гибридных форм с использованием методов in vitro. В связи с этим, в задачи работы входило:

1. Изучить особенности прогамной совместимости культурного ячменя Hordeum vulgare L. с дикорастущими видами рода Hordeum

2. Изучить особенности постгамной несовместимости видов рода Hordeum и оценить эффективность получения гибридных растений с использованием эмбриокультуры;

3. Изучить каллусогенную и регенерационную способность родительских видов и их гибридов при культивировании in vitro;

4. Изучить стабильность числа хромосом в соматических и спорогенных тканях межвидовых гибридов культурного ячменя с дикорастущими видами;

5. Изучить изменчивость числа хромосом в регенерационном потомстве экспериментальных растений различного геномного состава, полученных с

участием Н.ргосегит.

РОС. И .М '»нЧЛЬНАЯ

Научная новизна. Впервые проведено изучение совместимости дикорастущих видов ячменя с ячменем культурным в прогамной стадии Показано, что рост пыльцевых трубок в большинстве изученных комбинаций протекает нормально В реципрокных скрещиваниях Н.vulgare с H.pusillum обнаружена блокировка роста пыльцевых трубок. В процессе работы впервые изучены причины легальности зародышей и проростков в реципрокных скрещиваниях культурного ячменя с H.murinum (4х, 6х).

Впервые изучены особенности культивирования in vitro дикорастущих видов ячменя H.pubiflorum, H.procerum, H.lechlery, H.arizonicum, H.depressum (4x), H.secalinum, H.parodii (6x), H.intercedens, H.flexuosum, H.muticum У представителей рода Hordeum выявлено 3 типа регенерации: единичная, множественная, множественная с некрозом каллусов Установлено доминирование высокой регенерационной способности дикорастущих видов при культивировании in vitro межвидовых гибридов с Н.vulgare.

Сравнительное цитогенетическое изучение гибридов культурного ячменя с дикорастущими видами H.procerum, H.jubatum, H.lechlery, H.arizonicum, H.depressum (4x), H.parodii (6x) и гаплоидов ряда видов: H.vulgare, H.depressum, H.procerum позволило сделать заключение, что нестабильность числа хромосом в спорогенной ткани пыльников гибридов обусловлена взаимодействием генома H.vulgare с чужеродными геномами этих видов.

Сравнительное изучение различных комбинаций скрещиваний культурного ячменя с видами различных секций рода Hordeum показало, что несовместимость геномов культурного ячменя и дикорастущих видов, проявляющаяся на постгамных стадиях развития: в эмбриогенезе и в дальнейшем онтогенезе гибридных растений, характерна для всех комбинаций межвидовых скрещиваний. У гибридов разного геномного состава несовместимость проявляется на разных этапах онтогенеза, начиная с раннего эмбриогенеза до развития спорогенной ткани пыльников.

Практическая и теоретическая значимость работы. Сведения о совместимости геномов культурного ячменя с геномами дикорастущих видов в эмбриогенезе и последующих этапах онтогенеза межвидовых гибридов расширяют представления об особенностях взаимодействия геномов H.vulgare с геномами видов различных секций рода Hordeum, а так же позволяют прогнозировать эффективность межвидовых скрещиваний в различных комбинациях.

Выделенные в работе образцы видов Hordeum с высокой регенерационной способностью в культуре in vitro, сохраняющейся при длительном культивировании каллусов, могут быть использованы в биотехнологических программах как доноры высокой регенерационной способности.

Аиробяяия работы Результаты работы представлены на Всесоюзной научной конференции по сельскохозяйственной биотехнологии, Целиноград, 1991, на Международном симпозиуме «Current Topics in Plant Cytogenetics Related to Plant Improvement», Австрия, Тюльн, 1997; на научной сессии Северо-Западного научного центра РАСХН «Научные проблемы создания новых сортов сельскохозяйственных культур, адаптированных к современным условиям производства и переработки», Санкт-Петербург, 1998; на Международной конференции «Проблемы интродукции растений и отдаленной гибридизации», ГБС, Москва. 1998; .на X Международной конференции по эмбриологии растений «From Gametes to Embryos», Словакия, Нитра,

2001, на XI Международной конференции по эмбриологии растений «Plant reproduction. From Mendel to Molecular Biology», Чехия, Брно, 2003.

Пубддюмши. По материалам исследований опубликовано 23 работы.

Объем и структур» работы. Работа изложена на 187 страницах и состоит из введения, обзора литературы, 2-х глав экспериментальной части, включающих 26 таблиц и 1 рисунок, заключения, выводов, списка литературы из 302 наименований, приложения m 13 рисунков и 14 таблиц

Материал ■ методы исследований

В экспериментах была использована коллекция дикорастущих видов, включающая 77 образцов 24 видов различного геномного состава, представляющих все секции рода Hordeum: Виды секции Hordeum-, H.vulgare ssp. spontcmewn Koch. (2x) (I)*, H.vulgare ssp. agriocrithon Aberg (2x) (I), H.Mbosum L. (2x, 4x ) (I, II), H.murimm L ssp. glaucum(Ste\id ) Tzvelev (2x) (Y), H.murimm L. subsp.leporinum (Link)Arcangeli (4x, 6x) (YY, YYY), H.murimm L. subsp. hrasdanicum Gandil.(6x) (YYY); виды секции Anisolepis: H.pusillum Nutt. (2x) (H), H.intercedens Nevski (2x) (H), H.flexuozvm Steud (2x) (H), H.muticum Presl. (2x) (H), Rehílense Roem. & Schult(2x) (H), H.cordobense Bothm et al (2x) (H), H.stenosiachys Goodr. (2x) (H), виды секции Critesion- H.pubiflarum Hooker F (2x) (H), H.jubatum L. (4x) (HH ), .H.arizonicum Covas & Stebbins (6x) (HH??); H.procerum Nevski (6x) (HH7?), H.lechlery Nevski (6x) (HH'?); виды секции Stenostachys- H.marinum Huds. (2x) (X), H.marimtm Huds. (4x) (XX), H.secalinum Schreb (4x) (H7?), H.roshevitzii Bowden (4x) (H"'H7), H.brachiantherum Nevski subsp californicum (Covas & Stebbins) Bothm (2x) (H"'), H.erectifolium Bothmer et al (2x) (HH), H.parodii Covas (6x) (HH'H7), H.patagonicum (2x) (H). Культурный ячмень H.vulgare L (1) был представлен 8 сортов культурного ячменя, 3 из которых-Betzes, Bonus и Roland хорошо скрещиваются с пшеницей.

Гибридные и гаплоидные растения различного геномного состава, использование в экспериментах по микроклонированию и в цитогенетических исследованиях, получены в процессе экспериментов по отдаленной гибридизации.

Культивирование родительских видов и скрещивания проводили в летний период 1989-1998 гг. в условиях опытного поля ВИР и физиологической площадки лаборатории биотехнологии, г. Пушкин.

Для получения гибридных и гаплоидных растений 15-16 -дневные зародыши проращи вали в эмбриокультуре с использованием питательной среды Р8 (Лукьянюк, Игнатова, 1983).

Для изучения особенностей каллусогенеза у видов рода Hordeum и выбора оптимальной среды для микроклонирования гибридов использовали среды B5L (Segum-Swartz, Kott, Kasha et all, 1984), Мурасиге-Скуга (MS) (Murashige, Skoog, 1962), N6 (Chu, Wang, Sun, 1975), содержащие 2,4 - Д в концентрации 2 мг./л. Для регенерации растений из каллусов использовали среду N6 с добавлением кинетина в концентрации 1 мг./л В качестве эксплантов для индукции каллусогенеза использовали незрелые зародыши, зрелые зерновки и молодые соцветия (до мейоза) Микроклонирование гибридов осуществляли индукцией регенерации из каллусов,

' - геномный сосгш яидг

полученных из молодых соцветий с использованием среды N6 с 2 мг./л. 2,4 -Д для каллусообразования и N6 с I мг /л кинетина для регенерации

Для анализа роста пыльцевых трубок пестики, зафиксированные через 10 и 30 минут после опыления, окрашивали хлопчатобумажным синим (Вишнякова, 1989 г.). Рост пыльцевых трубок наблюдали в люминесцентный микроскоп Люмам И-1 при возбуждении флюоресценции стенок пыльцевых трубок УФ-светом

Анализ цитогенетических нарушений в эмбриогенезе при гибридизации H.vulgare с тетраплоидными и гексаплоидными образцами Н.типгшт проводили на временных ацеторсеиновых препаратах

Стабильность хромосомного состава в спорогенной ткани пыльников у гибридов Fl изучали на стадии М1 мейоза Цитологические исследования числа хромосом в спорогенных и соматических тканях проводили общепринятыми методами на временных ацеторсеиновых препаратах

Результаты исследований

1. Гибридизация H.vulgare с дикорастущими видами Hordeum.

В период с 1987 по 1998 гг. было проведено 244 комбинации скрещиваний Результаты гибридизации представлены в табл. 1. Прогамная стадия при скрещивании H.vulgare с дикорастущими видами различных секций протекала нормально в большинстве исследованных гибридных комбинаций. Пыльцевые трубки в тканях пестика развиваются беспрепятственно, дорастают до завязи и входят в зародышевый мешок Блокировку роста пыльцевых трубок наблюдали только в реципрокных комбинациях H.pusillum Н1906 х H.vulgare.

При изучении особенностей постгамной несовместимости показано, что в скрещиваниях H.vulgare с дикорастущими видами секции Hordeum завязываемость зерновок значительно варьирует в зависимости от комбинации, но во всех комбинациях скрещиваний в пределах этой секции наблюдали развитие дифференцированных зародышей, за исключением скрещиваний культурного ячменя с диплоидными образцами H.murinum.

При скрещивании H.vulgare с видами секции Amsolepis , включающей только диплоидные виды, частота завязываемости варьировала в зависимости от образца. Для комбинаций скрещиваний культурного ячменя с видами этой секции выявлены реципрокные различия' при использовании дикорастущего ячменя в качестве материнской формы частота завязываемости зерновок всегда выше. В большинстве комбинаций в гибридных зерновках развивались недифференцированные глобулярные зародыши, или зародыши отсутствовали. При использовании в скрещиваниях некоторых образцов H.chilense и H.muticum наблюдали развитие мелких дифференцированных зародышей, не способных к прорастанию в эмбриокультуре (табл. 2).

При скрещивании полиплоидных видов секции Critesion: H.jubatum (4х), H.lechlery (6х), H.procerum (6х), H.arizomcum (6х) с H.vulgare частота завязываемости зерновок варьировала в зависимости от комбинации и года проведения скрещиваний, и не превышала в наших экспериментах 50% В реципрокных комбинациях скрещиваний достоверных различий по этому показателю не наблюдали.

Таблица 1.

Скрещиваемость культурного ячменя Н.ги^аге с образцами дикорастущих видов рода

НогсНеит__

Использо Исполь- Число Завязалось Зерновок с зародышами, %

-ваяо дико- зовано комби- зерновок,

Гибридная комбинат« растущих образцов наций % Дифференци- Недифферен-

образцов H.vuigare рованными цированными

Н.vulgare х Н. vulgare . 4 3 59,3 - 90,5 94,7 -100 0

Я. vulgare х H.sponUmeum 2 3 3 44,4 - 88,5 87,5 -100 0

Н. vulgare х ff. bulbosum (2х) 4 2 6 22,1 - 88,2 25,0-88,1 0-33,3

Н. vulgare х ff. bulbosum (4х) 2 4 5 26,8-91,3 22,7 - 83,9 0; 24,1

И vulgare х Н.тигтит (2х) 2 2 3 0; 2,4 0 0

H.murirmm (2х) х Н.vulgare 2 9 4 0-17,5 0 0,4,4

Н vulgare х Н тигтит (4х) 4 1 4 41,9-80,5 32,6 - 76,8 0

Н murtnum {4х) х Н.vulgare 4 3 6 5,1-49,2 0-35,7 0

Н. vulgare х Н.тигтит (6х) 3 2 4 11,4-73,8 25,0 - 96,2 0

Н.тигтит (6х) х Ii.vulgare 3 3 7 0-14,6 0-100 0

Н.vulgare х H.pusillum(2x) 1 1 1 0 0 0

Н pustllum (2х) х H.vuigare l Г 1 0-21,4 0 0-50,0

Н vulgare х H.rnuticum (2х) 2 3 4 0-26,8 0 0; 67,6

H.muticum(2х) х H.vuigare 2 3 4 0-96,5 0; 16,9» 0-50,0

ff vulgare х ll.ßexuosum (2x) 2 1 2 0;4,4 0 0; 100

H.flexuosum{2x) x ulgare 2 1 2 11,2-19,0 0 14,3-50,0

H. vulgare x H. chiiense(2x) 1 3 3 16,5 0 0

H.chilense(2x) x H.vuigare 1 2 2 52,1; 59,2 0; 27,4* 0; 6,6

H. vulgare ж H.stenoslachys(2x) 1 2 2 0; 4,5 0 0; 25,0

H.stenostachy(2x) x H.vuigare 1 2 2 4,3; 22,6 0 0

H. vulgare x H.pub1ßorum(2x) 1 2 2 0 0 0

H.pubifIorum(2x) x H.vuigare 1 1 1 25,9^3^3 0;45,5* 0

H vulgare x H.jubatum(4x) 2 2 3 11,1-42,9 25,0- 100 0,57,5

H iubalum(4x) x ff vulgare 2 1 2 7,1-25,0 66,7-100 0

H.vuigare x H.proceruntfßx) 2 9 10 0-29,1 26,3 - 100 0; 30,8

ffprocerum((sx) x H.vuigare 2 1 2 10,0-45,3 37,5 -100 0

H.vuigare x H.lechleryifsx) 1 2 2 8,7-47,6 75,0 -100 0

ff. lechlery (6x) je ff. vulgare I 3 3 22,2 - 30,8 71,4 - 81,0 0

H.vuigare x H.arizamcum (6x) 1 3 3 0-6,3 85,7 - 100 0

H.arizonicunißx) x H.vuigare 1 1 1 26,7 100 0

H vulgare x Я mannum(2x) 2 1 2 7,8; 23,1 0; 6,8* 0

H.marimim (2x) x H.vuigare 2 1 2 13,5; 21,5 0; 23,1 0,20,0

H.vuigare x H.marimim (4x) 5 1 5 30,3-78,3 0-35,7 0-25,5

#. marmum (4x) x H.vuigare 5 2 7 4,1-56,3 28,9-100 0-7,1

H.vuigare x H.erectifolrum (2x) 1 1 1 2,6 0 0

H.erecirfohum (2x> д; ff. vulgare 1 1 1 9,9 0 10,0

H.vuigare x H.patagomcum (2x) 2 1 2 4,5 - 24,7 78,3; 100* 0

ff palagomcum (2x) x H vulgare 3 1 3 0-30,3 0-14,8* 0-11,1

H vulgare x H califarnicum (2x) 2 2 4 3,7-31,5 0-8,7* 0; 11,8

H califarnicum (2x) x H.vuigare 2 1 2 20,1; 39,4 27,3; 52,6* 0

H.vuigare x ff. depressum(4x) 1 1 1 10,3 93,8 0

Hdepressum (4x) x H.vuigare 2 1 2 7,8-31,6 15,8 - 80,3 0

H. vulgare x H.partxMfix) 1 1 1 15,5 82,6 0

H.parodii (6x) x H.vuigare 1 1 1 15,2 45,5 0

* - мелкие слабо дифференцированные зародыши

Таблица 2.

Результаты межвидовой гибридизации Hordeum vulgare с дикорастущими видами ячменя

Гибридна» комбинация Число Число Получе- Характеристика полученных

комби- зароды- но про- растений

наций шей ростков

Н. vulgare х H.bulbosum (2п=14) 4 18 5 гаплоиды Я. vulgare

Н. vulgare х H.bulbosum (2п=28) 2 21 14 триплоидные гибриды

H.murinum (2n=14) х H.vulgare 2 9 0 -

Н.vulgare х H.murinum (2п~28) 30 718 474 летальность проростков

H.murinum (2rr=28) х H.vulgare 34 410 87 летальность проростков

H.vulgare х H.murinum (2n=42) 11 346 230 гибриды; летальность

проростков

Н.тигтит (2n=42) х H.vulgare 13 73 32 гибриды; летальность

проростков

H.muticum (2n=l4) x H.vulgare 2 8 0 -

H.flexuosum (2п=14) x H.vulgare 1 2 0 -

H.chileme (2n=14) x H.vulgare 1 10 0 -

H.pubiflorum (2n=!4) x H.vulgare 1 1 0 -

H.jubatum (2n="28) x H.vulgare 2 4 4 гибриды (п=21)

H.vulgare x H.jubatum (2n=28) 3 16 _ 11 гибриды (п=21)

H.procerum (2n=42) x H.vulgare 2 49 30 Эу- и анеупл. Гибриды (п=26-

28), галл. H.procerum (п=21)

H. vulgare x H.procerum (2n=42) 5 82 48 Эу- и анеуплоидные гибриды

(п=26,27,28)

H.vulgare x H.lechlery (2n=42) 1 15 10 Эуплоидные гибриды (п^28)

H.lechlery (2n=42) x H.vulgare 2 26 9 Эу- и анеуплоидные гибриды

(п=23Д8)

H.vulgare x H.arizomcum (2n=42) 2 6 4 Эуплоидные гибриды (п=28)

H.arizomcum 2n=42) x H.vulgare 2 12 9 Эуплоидные гибриды (п=28)

H.marinum (2n=14) x H.vulgare 3 11 1 гаплоид H.marinum (п=7)

H.vulgare x H.marmum (2н=28) 5 29 0 -

H.marinum (2n=28) x H.vulgare 7 76 40 гаплоиды H.marinum (n=I4)

H.ereclifohum (2n=14) x H.vulgare 1 1 0

H.paiagomcum (2n=14) x H.vulgare 1 9 2 летальные проростки

H.vulgare x H.patagonicum (2n=14) 1 2 0 -

H.californicwn (2n=14) x H.vulgare 2 13 0 -

H.vulgare x H.caltfornicum (2n=l4) 2 2 0 -

H.depressum (2n=28) x H.vulgare 2 20 11 гибриды (п=21),гаплоид

H.depressum (п=14)

H.vulgare x H.depressum (2n=28) 1 4 2 гибриды (п=21)

H.parodii (2n=42) x H.vulgare 1 9 5 гибриды (п=28)

H.vulgare x H.parodii (2n=42) 1 5 3 гибриды (п=28)

В зерновках развивались преимущественно дифференцированные гибридные зародыши, прорастающие в змбриокультуре. При скрещивании культурного ячменя с диплоидным видом этой секции - Н.риЬфогит - наблюдается низкая частота завязываемости и реципрокные различия по этому показателю Зародыши недифференцированно не прорастают в змбриокультуре (табл 1,2)

При межвидовой гибридизации культурного ячменя с видами секции Stenostachys развитие зародышей также зависит от уровня плоидности дикорастущего вида, участвующего в скрещиваниях Отсутствие зародышей или их слабая дифференциация наблюдается в результате скрещиваний культурного ячменя с диплоидными образцами этой секции, в скрещиваниях с тстра- и гексаплоидиыми образцами число дифференцированных зародышей выше Данные о жизнеспособности гибридных зародышей в эмбриокулыуре и полученных растений в разных геномных комбинациях приведены в табл 2. В результате прорастания зародышей от скрещивания H.vulgare с диплоидным луковичным ячменем, получены гаплоиды культурного ячменя, с тетраплоидным цитотипом луковичного ячменя -триплоидные гибриды. В скрещиваниях культурного ячменя с диплоидным

t H.murinum развивались недифференцированные зародыши, которые не прорастали в

эмбриокулыуре. В гибридных комбинациях с тетраплоидными образцами H.murinum, несмотря на нормальную дифференцировку, прорастала лишь часть зародышей, а все

L проростки погибали на стадии первого листа.

г Для установления причин летальности был проведен цитогенетический анализ

гибридных зародышей 8,11-13- дневного возраста Для восьмидневных зародышей от реципрокных скрещиваний H.murimim(4x) с H.vulgare характерна высокая митотическая активность, нарушения делений не наблюдалось, все зародыши были гибридными с 21 хромосомой. Нарушения в клетках зародышей (микроядра, слипание хромосом, хромосомы, не связанные с веретеном деления) наблюдаются на 11 сутки после опыления. К 13 дню количество микроядер значительно увеличивается, падает число делящихся клеток Отмечены 17-20 - хромосомные гипоплоидные клетки Возможно, эти нарушения и вызывают летальность зародышей и проростков При скрещивании культурного ячменя с гексаплоидиыми образцами H.murinum все вычлененные зародыши хорошо дифференцированы, отмечено развитие эндосперма. Клетки 11-13 - дневных зародышей имеют 28 хромосом, тенденции к элиминации хромосом на этой стадии не выявлено, микроядра в клетках отсутствуют, ткани зародыша обладают высокой митотической активностью Зародыши прорастали в эмбриокулыуре, у большинства проростков отмечены аномалии морфогенеза. Среди нормальных проростков были как летальные, так и единичные жизнеспособные растения Анализ числа хромосом в корешках погибающих проростков выявил тенденцию к элиминации хромосом: наряду с 28-хромосомными клетками обнаружены гипоплоидные 23-27 - хромосомные клетки. Возможно, процесс элиминации хромосом, начинающийся в период прорастания зародышей приводит к летальности проростков.

В гибридных комбинациях H.vulgare с полиплоидными видами секции Critesion зародыши развивались в гибридные растения В результате скрещиваний H.vulgare с Н.ргосегит и H.lechlery наряду с эуплоидными 28-хромосомными растениями встречаются гипоплоидные формы Это связано с элиминацией некоторых хромосом в эмбриогенезе Гибриды этих комбинаций имеют многолетний образ жизни. При культивировании в течение нескольких лет число хромосом у гибридов, как эуплоидных, так и анеуплоидных, не изменялось.

В скрещиваниях культурного ячменя с Н.ргосегит было получено одно гаплоидное растение, то есть при определенных условиях в эмбриогенезе может происходить полная элиминация генома культурного ячменя.

Виды секции Stenostachys при гибридизации с культурным ячменем дают широкий спектр вариантов развития гибридных зародышей зависящий от вида и уровня плоидности В этой секции наблюдается тенденция повышения степени дифференцированное™ зародышей при повышении уровня плоидности дикорастущего вида Результатом гибридизации с использованием различных цитотипов H.marinum являются только гаплоиды дикорастущего ячменя. Н marinum(4x) в этих скрещиваниях используется в качестве материнского родителя, поэтому можно предположить различные механизмы их происхождения 1) элиминация хромосом культурного ячменя в эмбриогенезе (тип «bulbosum»), 2) гаплоидный партеногенез (развитие зародыша без оплодотворения) или гемигамия (развитие зародыша из зиготы, в которой не происходит слияния половых ядер). Как показано в ряде цитоэмбриологических исследований, в этой комбинации, наблюдается элиминация хромосом культурного ячменя Этот процесс начинается ранних стадиях эмбриогенеза и протекает быстро (с 3 по 8 день после опыления) (Солнцева, Пендинен, 1999; Solntseva, Pendinen, Chernov, 1997). Таким образом, при скрещивании H.marinum с H.vulgare несовместимость геномов этих видов проявляется па постгамной стадии в эмбриогенезе и не зависит от генотипов родительских форм.

При скрещивании диплоидных видов H.erectifolium, H.californicum и H.patagonicum с H.vulgare жизнеспособных растений не получено В скрещиваниях с использованием полиплоидных видов: H.depressum (4х) и H.parodii (6х) в опыленных колосьях развиваются зерновки с дифференцированными зародышами, прорастающими в эмбриокультуре в гибридные растения Кроме того, в скрещиваниях с H.depressum получен 1 гаплоид дикорастущего вида

Таким образом, наблюдается тенденция увеличения результативности скрещиваний при повышении уровня плоидности дикорастущего родителя. Результаты гибридизации' получение эу- и анеуплоидных гибридов, а так же гаплоидов, летальность проростков определяются геномным составом видов, используемых в скрещиваниях.

2. Культура in vitro и микроразмножение родительских видов и межвидовых

гибридов

2.1 Каллусогенез у видов рода Hordeum

Для эффективного использования метода микроклонирования in vitro и прогнозирования его результатов изучалась эффективность каллусогенеза, интенсивность роста каплусной ткани у различных видов Hordeum из различного типа эксплантов. Изучена эффективность индукции каллуса и интенсивность роста каллусной ткани при эксплантации незрелых зародышей на среды разного минерального состава. Выявлена значительная гетерогенность рода Hordeum по признакам эффективности каллусогенеза и интенсивности роста каллусов на средах разного состава Интенсивность роста каллусов у разных видов зависела от минерального состава среды. Интегральная характеристика роста каллусов видов, относящихся к разным секциям рода Hordeum представлена на рисунке 1.

Представленная диаграмма показывает, что для секции Hordeum более интенсивный рост наблюдается на средах MS и B5L, менее интенсивный - на среде

N6. У видов других секций: Атзо1ер1&, СгЫеяоп, ЗгеповШсНув на среде N6 наблюдается более интенсивный рост каллусов, нем на других средах. Возможно, это связано с различной чувствительностью видов к соотношению форм азота в питательных средах и с различным типом роста каллусов Для каллусов большинства изученных образцов видов секции Ногс1еит, вероятно, прирост биомассы происходит в значительной степени за счет роста отдельных клеток, что подтверждается формированием наружных областей каллусов крупными клетками. Для многих ячменей других секций рода характерно развитие каллусов за счет интенсивных клеточных делений, что подтверждается наличием у каллусов этих видов большого числа меристематических зон.

Рис. 1. Влияние состава питательных сред на интенсивность роста каллусов видов разных секций рода Hordeum

На среде N6 формируются каллусы с большим числом меристематических зон, чем на средах B5L и MS, что характерно как для дикорастуших видов, так и для культурного ячменя. В связи с этим, среда N6 выбрана как оптимальная для индукции каллусогенеза и культивирования in vitro всех видов рода Hordeum и межвидовых гибридов.

2.2 Регеиерациониая способность видов и межвидовых гибридов.

Характеристика регенерации растений из каллусов необходима для прогнозирования возможностей микроразмножения. Проведена сравнительная оценка эффективности и типа регенерации растений из каллусов, полученных из незрелых зародышей ячменя на средах разного состава после пересадки на органогенную среду.

Каллусы видов секции Hordeum обладали более низкой эффективностью регенерации по сравнению с каллусами видов секций Critesion, Stenostachys и ряда видов секции Anisolepis. полное отсутствие регенерации на органогенной среде и некроз каллусов отмечен у некоторых образцов H murinum и H.spontaneum из секции

Ногс1еит и у Н.рияШит (секция Лпюо/ерй) Наиболее высокую эффективность регенерации при использовании трех типов эксплантов- молодых соцветий, зрелых зерновок и незрелых зародышей, обнаружена у образцов видов ЩиЬашт и Н.ргосегит (секция СгНехюп) (табл 3)

Обобщая результаты изучения особенностей регенерации в каллусах разных видов ячменя из различных типов эксплантов, для представителей рода Ногйеит можно выделить три типа регенерации- 1) единичную, встречающуюся чаще всего у видов секции Ногёеит, 2) можественную, наблюдаемую у видов Н^иЬсишп Н.ргосегит, НЛесЫегу, Н.тиЧсит, Н./!ехиоаит; 3) множественную с некрозом каллусов, характерную для образцов Н. ¿ергезяит(4х) и Н.сИИете

Таблица 3.

Регенерация растений видов Ног(1еит в каллусах, полученных из разных типов

эксплантов.

Образец Тип экс- Число Каллусов Эффектив- Тип регенерации

планта каллу- с регене- ность реге-

сов рацией нерации, %

H.vulgare Roland соцв.* 40 0 0 -

зар ** 30 5 16,7 единничная

зерн.** 40 10 25,0 единничная

H.murmum соцв. 18 4 22,2 единничная

И-0118916 (4х) зар 49 1 2,1 единничная

зерн. 30 9 30,0 единничная

H.flexuosum HI 116 соцв. 60 12 20,0 множественная

зар. 40 31 77,5 множественная

зерн. 10 7 70,0 множественная

H.muttcum H958 соцв. 26 3 6,4 множественная

зар. 44 3 6,8 множественная

зерн. 20 13 65,0 множеств, с домин.

одного побега

H.pus ilium И-491050 соцв. 12 0 0 -

зар 40 0 0 -

зерн. 20 0 0 -

H.jubatum K-l coup 138 138 100,0 множественная

зар. 36 14 38,9 множественная

Н.ргосегит соцв 119 119 100 множественная

И-491049 зар. 22 10 45,5 множественная

зерн. 10 3 30,0 множественная

Н. lechlery Н1496 соцв 45 26 57,8 множественная

зар. 36 1 2,8 множественная

H.depressum W309 соцв. 157 12 7,6 множественная,

некроз, калл.

зар. 30 7 23,3 множественная,

некроз, калл

*- соцветия; **- незрелые зародыши; *** - зерновки

Культивирование первичных каллусов на средах разного минерального состава не влияло на тип регенерации после переноса каллусов на органогенную среду N6. Различия в минеральном составе влияли лишь на эффективность регенерации. При сравнительной оценке регенерации растений из каллусов, полученных из различных типов эксплантов- незрелых зародышей, молодых соцветий, зрелых зерновок установлено, что тип экспланта не влияет на тип регенерации, характерной для образца, но может влиять на эффективность регенерации (табл 3)

2.3. Мякроклонированне гибридных форм

Для микроклонирования гибридов в качестве эксплантов были использованы молодые до мейоза соцветия.

У всех изученных образцов секции Hordeum, включая H.vulgare, за исключением одного тетраплоидного образца H.murinum (И-0118916), регенерация при микроклонировании отсутствовала. У большинства изученных образцов из секций Anisolepis, Criterion и Stenostachys при микроклонировании наблюдали регенерацию. Эффективность регенерации варьировала в широких пределах и имела количественные характеристики, различные для разных образцов Максимальные значения эффективности регенерации наблюдали при микроклонировании образцов H.jubatum и Н.ргосегшп (табл. 4)

Микроклонирование гибридов H.vulgare х H.murinum(6x) и H.vulgare х H.bulbosum(4х), как и у родительских форм, было неэффективно регенерации из каллусов у этих форм, также как и у родительских образцов не обнаружено (табл 4).

При микроклонировании in vitro гибридов культурного ячменя с образцами секции Criteston некоторое снижение эффективности регенерации в каллусах гибридов по сравнению с этим показателем у дикорастущих родителей. При этом, наблюдалась множественный тип регенерации, характерный для дикорастущих родителей.

Для реципрокных гибридов культурного ячменя с H.depressum(4x) (секция Stenostachys), наблюдали более низкую частоту каллусообразования, по сравнению с дикорастущим родительским образцом, что, вероятно, связано с пониженной жизнеспособностью гибридных соцветий. У гибридов одной из комбинаций регенерация растений из каллусов отсутствовала. В другой - тип регенерации у гибридов соответствовал типу регенерации у дикорастущего родителя (табл. 4)

В целом, при микроклонировании in vitro гибридных растений доминировал тип регенерации, характерный для дикорастущего вида- множественная регенерация и множественная регенерация с некрозом ткани каллусов

Значительных фенотипических отличий регенерантов гибридов от исходных гибридных форм после многократных циклов микроклонирования не отмечено После длительного пассирования в культуре in vitro удвоения числа хромосом и восстановления фертильности у растений-регенерантов не наблюдали.

Таблица 4.

Микроразмножение in vitro гибридов культурного ячменя

с дикорастущими видами Hordeum. ___

Вид, образец Число растений Частота каллусооб- разования, % Частота регенерации, % Тип регенерации

Н. vulgare (Bonus, Roland) - 22,9; 80,0* 0 -

Гаплоид H. vulgare (Bonus) 1 0 - -

Гаплоид H.vulgare (Roland) 1 0 - -

H. mur mum И-491045 - 61,54 0 -

Я. v. (Roland) х H.murinum И-491045 1 29,45 0 -

H.bulbosum W4(4x) 4 20,0-81,0 0 -

Я.v.(Bonus, Roland) x H.bulbosum W4 (4x) 2 73,6 ; 86,0 0 -

H.depressum W309 - 100,0 7,64 множ.спонт, некроз кал.

Гаплоид H.depressum W309 1 88,9 4,76 множ., некроз кал.

H.v. Roland x H.depressum W309 2 24,6; 35,4 5,9; 22,9 одож с доминир. одного побега, некроз калл.

H.depressum W309 x Я v. Roland 2 26,0; 92,3 19,2; 27,6 - « -

H.depressum И-538814 - 100,0 61,11 множ.спонт, некроз кал.

H.depressum И-538814х Я.v. Roland 2 8,8; 10,3 0 -

H.procerum W356 - 71,9 47,57 множ. спонт

Гаплоид H.procerum W356 1 70,4 36,81

H.procerum W356 x Я v. Roland 11 54,8-96,3 26,7-63,9

Я. v. Roland x H.procerum W356 3 25,0-66,8 28,6-54,0

H.procerum И-491049 - 95,8 100,0 - « -

H.procerum И-491049 x H. v.Roland 3 68,1-86,5 24,7-39,7 -«-

H. v. Roland x H.procerum И-491049 6 32,9-89,4 25,0-36,0 -«- 1

Я lechlery H1496 - 79,03 57,78 множ. с доминир I одного побега |

.Я. v. Roland x H.lechlery HI496 3 10,3-36 0 16,7-50,0 множ с доминир одного! побега

H.jubatum K-l - 100,0 100,0 множ. спонт.

H.vulgare Roland x H.jubatum K-l 2 36,4-50,0 0-12,5 - « -

H.jubatum K-l x H.vulgare Roland 2 7,4-33,8 4,17

H.vulgare Bonus x H.jubatum K-l 2 37,3-81,8 0-18,5 . н -

H.jubatum Ш8, Ш5 - 93,7; 92,5 96,8; 92,5 - « -

H.vulgare Roland x H.jubatum Ш8 1 13,6 11,11 -«- 1

H.vulgare Roland x H.jubatum Ш5 2 86,3; 96,2 0; 10,0 -«- 1

Я. arizontcum H2313 - 42,8 33,3 -«- 1

H.arizonicum H2313 xH.v. Roland 3 18,0-60,9 7,1-50,0

1 H. v.Roland x H.artzomcum H2313 3 39,2-85,4 16,7-26,7 -«- |

3. Характеристика онтогенетической стабильности межвидовых гибридов культурного ячменя с дикорастущими видами Hordeum

3.1 Стабильность хромосомного состава в спророгениых тканях пыльников

Для изученных гаплоидов Н vulgare (n=7), H.marinum (n=14), Нргосегит (п=21), H.depressum (п=14) характерно стабильное число хромосом в клетках спорогенной ткани пыльников Для всех изученных гибридов характерна значительная степень изменчивости числа хромосом в микроспороцитах (табл 5)

У эуплоидных гибридов И. vulgare х H.murmum (6х) характерно преобладание среди микроспороцитов анеуплоидных гипоплоидных 21 -27-хромосомных клеток Гиперплоидных клеток не наблюдали. Количество эуплоидных клеток с числом хромосом, соответствующим числу хромосом в соматических тканях составляет у одного растения 25 %, у другого - 6,7 % от общего числа изученных клеток. У анеуплоидного 26-хромосомного гибрида число клеток с числом хромосом, соответствующих соматическому, значительно выше - 63,2%. Среди клеток с набором хромосом, отличным от соматического, встречаются как гипо- 18-20 хромосомные, так и гиперплоидные 27- и 48-хромосомные клетки. Тенденция к элиминации хромосом у этого растения не столь выражена. Возможно, это отличие от эуплоидных гибридов связано с отсутсвием 2-х хромосом, элиминировавших, в эмбриогенезе. Геном этого гипоплоидного гибрида, возможно, более сбалансирован, чем геномы эуплоидных гибридов.

Анализ реципрокных эуплоидных гибридов культурного ячменя с образцами четырех видов секции Critesion: H.jubatum, H.procerum, H.arizonicum, H.lechlery выявил значительную изменчивость числа хромосом в спорогенной ткани пыльников- среди анеуплоидных клеток встречаются как гипо-, так и гиперплоидные клетки (табл. 5). Тенденции к элиминации хромосом у этих форм не отмечено У анеуплоидных 27- и 26- хромосомных гибридов H.procerum х II.vulgare так же значительная часть микроспороцитов имеет число хромосом, отличное от числа хромосом в соматических тканях

Одно из исследованных растений, полученное при скрещивании H.lechlery х H.vulgare, представляло собой 23- хромосомный частичный гибрид. Вероятно, в процессе эмбриогенеза этого гибрида произошла частичная элиминация хромосом культурного ячменя, так как растение по фенотипу сходно с H.lechlery. Геном этого гибридного растения имеет полный гаплоидный набор хромосом H.lechlery, и, вероятно, 2 хромосомы культурного ячменя; в мейозе преобладают 23-хромосомные клетки -95,2% Изменчивость по числу хромосом незначительна. Возможно, более высокий уровень цитогенетической стабильности анеуплоидного растения H.lechlery х H.vulgare связан с отсутствием ряда хромосом культурного ячменя

Для гибридов культурного ячменя с видами секции Stenoslachys: с тетраплоидными образцами H.depressum W309 и И-538814 (2п=28) и с H.parodn Hl260 (2п=42), так же как и для гибридов с видами секций Critesion и Hordeum, характерна изменчивость хромосомного состава микроспороцитов (табл. 5)

Таким образом, присутствие в составе генома гибрида набора хромосом культурного ячменя приводит к нестабильности числа хромосом

Таблица 5.

Изменчивость числа хромосом в микроспороцитах межвидовых гибридов Н.vulgare с дикорастущими видами Hordeum .

Гибрид Число растений Эуплоидных клеток Анеуплоидных клеток

гипоплоидных гиперплоидных

число % число % число %

H.vulgare х Н.типпит (6х) (п=28) 2 7 9,7 (6,7; 25,0)* 65 (21-27)** 90,3 (75,0; 93,3)» 0 0

H.vulgare х H.murittum (6х) (п=26) 1 12 63.2 3 (24; 20) 15.8 4 (27; 48) 21.1

H.parodn х Н. vulgare (2и=4х=28) 1 16 37.2 24 (22; 27) 55.8 3 (29; 31) 70

H.depressum х H.vulgare (2п=21) 5 86 47.3 (32.3-72.7) 74 (12; 16-20) 40.7 (12.1-42.1) 22 (22; 25) 12.1 (15.2-19.4)

Н. vulgare х H.depressum (2п=31) 4 161 50.3 (28.0-66.7) 140 (16-20) 43.9 (28.1-72.0) 19 (22-23) 5.3 (17.4-19.4)

Н. vulgare х Н. jubatum (2и=21) 12 538 65.8 (44.1-85.1) 170 (16-20) 20,8 (7.8-53.3) 110 (22-26) 13.5 (0-55.9)

Н. jubatum х Н. vulgare (2п=21) 3 161 50,3 (68 9-40 3) 125 (16-20) 39.1 (28 4-49 3) 34 (22,23) 10.6 (2.7-14 0)

Н. vulgare х Critesion (6х-Н. arizomcum, Н. lechlery, Н. ргосегит) (2п=28) 3 172 66,4 (20 0-89,6) 66 (24-27) 25,5 (7,1-78.0) 21 (29-31, 40) 8,1 (2.0-16,0)

Critesion (6х: Н. lechlery, Н. arizomcum, Н. ргосегит) хЯ vulgare (2п=28) 9 201 43,6 (6,3-82.1) 228 (23-27) 49,5 (10.3; 34.8) 32 (29-32, 35; 42) 6,9 (1,9-52,7)

Н. ргосегит х Н. vulgare (2п=27) 3 146 54 7 (34 8-63 4) 91 (21-261 34.1 (24.1-52 5) 30 (28-30) 11.23 (0; 12 3)

Н. ргосегит х Н. vulgare (2п=26) 2 52 26 3 (13.1,62.3) 101 (5, 7, 12-25) 51.0 (32.1; 57.9) 45 (27-36; 42;47; 48) 22.7 (29.0; 5.7)

ff. lechlery х Н. vulgare (2ii=23) 1 118 95.2 3 (21; 22) 2.43 3 2.42

Гаплоид И.ргосегит W356 (н=21) 1 47 100 0 0 0 0

Гаплоид H.vulgare (Bonus) (n=7) 1 214 97,3 2 (6) 0,9 4 (8) 1,8

Гаплоид H.depressum (n=14) 1 43 100 0 0 0 0

Гаплоиды H.marmum W117 W436H-0118920 10 541 100,0 0 0 0 0

*- Пределы варьирования частоты (%) чу-, гипо- и гиперплоидных микроспороцитов между отдельными растениями комбинации

**- Число хромосом в гипо- и гиперплоидных клетках

Поскольку для межвидовых гибридов с участием Н.vulgare характерна изменчивость числа хромосом в спорогенных тканях пыльников, а для гаплоидов ряда видов ячменя эта особенность не отмечена, можно сделать заключение, что

пито генетическая нестабильность вызвана особенностями взаимодействия генома I Н. vulgare с чужеродными геномами в синтезированных гибридных геномах

3.2. Изменчивость числа хромосом при мнкроразмножеивн эксперментальных форм, полученных с участием Н.ргосегит.

Для сравнительного изучения изменчивости числа хромосом в регенерационном потомстве при микроразмножении были использованы следующие формы' 1) реципрокные эуплоидные и анеуплоидный гибриды культурного ячменя с Н.ргосегит изменчивые по числу хромосом в материнских клетках пыльцы, но имеющие стабильный набор хромосом в соматических тканях, 2) цитогенетически стабильные * растения: ячменно-пшеничный гибрид Н.ргосегит х T.aestivum, гаплоид Н.ргосегит, а

так же родительский образец Н.ргосегит, для которых не отмечено изменчивости числа хромосом ни в соматических, ни в спорогенных тканях j В регенерационном потомстве цитогенетически стабильных форм:

родительского образца Н.ргосегит (2п=42), гаплоида Н.ргосегит^п=21), межродового гибрида Н.ргосегит с Triticum aestivum не наблюдали рененерантов с числом хромосом, отличным от числа хромосом растений-доноров эксплантов (табл 6).

Таблица 6.

Изменчивость числа хромосом в регененерационном потомстве растений различного геномного состава, полученных с участием Н.ргосегит.

Геномная комбинация Изучено Из них растений с числом хромосом

регене- Исход- Анеупло- Миксоплоидным

ратов ным идным

Н. vulgare Bonus х Н.ргосегит 4 2 0 2

п=4х=28 (25,27,28*,22,26,28*)

Н. vulgare Roland х Н.ргосегит 11 6 2 3

п=4х=28 (27) (27,28* ,26,27,28*)

п=27 13 0 9 4

(26Д8) (26Д7*,28,27*,28; 26,27*)

Н.ргосегит W356 х Н.vulgare 23 10 4 9

Roland ir=4x=28 (27) (26 ^7*^8,27,28*; 26,28*)

Н.ргосегит W356 х T.aestivum 36 36 0 0

Chinese spring n=6x-42

Гаплоид Н.ргосегит W356 19 19 0 0

n=3x=21

Н.ргосегит W356 2n=42 40 40 0 0

- Число хромосом в модальном классе клеток

Во всех семьях регенерантов реципрокных эуплоидных и анеуплоидного гибридов культурного ячменя с Н.ргосегит наблюдали растения с числом хромосом, отличным от исходного Среди них встречались как анеуплоидные растения с числом хромосом, отличающихся от исходного, так и м иксоплоидные растения со значительной изменчивостью числа хромосом в соматических тканях У большиства миксоплоидных растений модальный класс составили клетки с числом хромосом растений-доноров эксплантов Число анеуплоидных регенератов составило 27 % от общего числа изученных регенератов гибридов этой комбинации, миксоплоиды

составляли 48 % Лишь 25% среди изученных регенератов этой группы имели исходное число хромосом в соматических тканях (табл. 6) Цитогенетическая нестабильность при микроразмножении in vitro межвидовых гибридов не связана с элиминацией хромосом В регенерационном потомстве анеуплоидного гипоплоидного гибрида встречались 28-хромосомные растения, которые, вероятно, не являются истино эушюидными растениями, так как у них исходно отсутствовала как минимум 1 хромосома.

Таким образом, при микроклонировании гибридов с различной геномной структурой степень цитогенетической стабильности расгений при культивировании in vitro зависит от стабильности генома растений-доноров эксплантов. Изменчивость хромосомного состава растений в регенерационном потомстве является следствием взаимодействия родительских геномов Н.vulgare и И.ргосегит в синтезированном гибридном геноме. Стрессовые условия культивирования in vitro усиливают эту нестабильность.

ВЫВОДЫ

1. Межвидовая несовместимость при гибридизации культурного ячменя Н.vulgare L с дикорастущими видами Hordeum чаще всего проявляются на постгамных стадиях: в эмбриогенезе и последующих этапах онтогенеза растений, проявления процессов несовместимости определяются геномным составом родительских видов.

2. Несовместимость геномов культурного ячменя с диплоидными видами Hordeum■ Hmuticum, H.chilense, H.flexuosum, Hpusillum и H.stenostachys Hpubiflorum, H.erectifohum, H.patagomcum, H.erectifohum, H.marmum, H.murmum проявляется в эмбриогенезе и приводит к развитию аномальных по морфологии зародышей, нежизнеспособных в эмбриокультуре

3. В комбинациях скрещиваний культурного ячменя с полиплоидными видами Hordeum: H.bulbosum(4x), H.murinum(4x, 6х) H.depressum (4х) и H.parodii (6х), H.jubatwn (4х), H.procerum(6х), H.lechleryibx), H.arizonicum (6х) H.depressum (4х) и H.parodii (6х) развиваются дифференцированные зародыши, способные к прорастанию в эмбриокультуре.

4. На ранних стадиях эмбриогенеза гибридов H.marinum(4х) х H.vulgare(2x) - до 6-8 дня происходит элиминация хромосом культурного ячменя, приводящая к возникновению в потомстве только гаплоидов H.marinum (п=2х=14)

5. Летальность дифференцированных зародышей реципрокных гибридов H.murinum(4x) с I¡.vulgare является следствием несовместимости в период активного роста и дифференциации зародышей на 10-11 сутки после опыления в делящихся клетках происходят цитогенетические нарушения- слипание хромосом, аномалии расхождения хромосом в анафазе митоза, образования микроядер.

6. Летальность гибридных проростков и растений в стадии кущеният в скрещиваниях H.vülgare с гексаплоидными H.murinum(6x), вызвана цитогенетичекой нестабильностью, связанной с элиминацией хромосом, приводящей к химерности тканей

7. Для представителей рода Hordeum характерны видоспецифичные особенности каллусогенеза и регенерации Виды секции Hordeum, включая H.vülgare, характеризуются слабой регенерационной способностью. Наиболее высокой

ре генерационной способностью обладают представители видов Critesion: H.jubatum, H.procerum при использовании в качестве первичных эксплантов молодых соцветий и незрелых зародышей.

8. У представителей рода Hordeum выявлено три типа регенерации в каллусах. 1) единичная - у видов секции Hordeum, а так же образцов H.cordobense и H.californicum; 2) множественная - у видов секции Critesion и у большинства изученных образцов видов секции Stenostachys', 3) множественная с некрозом каллуса - у образцов H.depressum и H.chilense

9. У межвидовых гибридов Н. vulgare с видами H.procerum, H.jubatum, H.lechlery, H.arizonicum, H.depressum и H.parodii при микроклонировании in vitro наблюдается доминирование типа регенерации дикорастущего родителя.

10. Взаимодействие генома культурного ячменя с чужеродными геномами дикорастущих видов всех секций: Н.типпит(бх), Н.ргосегит(бх), H.lechlery(6x), H.jubatum(4x), H.arizonicum (6х), H.depressum (4х), H.parodii(6x) в синтезированных формах приводит к цитогенетической нестабильности, проявляющаяся в изменчивости числа хромосом в спорогенной ткани пыльников.

11. Изменчивость числа хромосом в регенерационном потомстве растений при микроклонировании in vitro зависит от цитогенетической стабильности размножаемых генотипов, являющихся донорами эксплантов.

Практические рекомендации

1 Сведения о совместимости культурного ячменя с дикорастущими видами могут найти применение в работах по отдаленной гибридизации и шггрогрессии генов устойчивости к биотическим и абиотическим факторам среды в геном культурно! о ячменя.

2 Выделенные в работе образцы видов и гибридов ячменя с высокой регенерационной способностью могут быть использованы в биотехнологических программах как доноры этого признака.

3 Результаты цитогенетических исследований межвидовых гибридов ячменя, могут быть использованы для прогноза цитогенетической стабильности гибридных растений различного геномного состава

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации

1 Чернов В.Е., Пендинен Г.И. Каллусогенез и регенерация в культуре незрелых зародышей дикорастущих видов рода Hordeum И Научно-технический бюллетень ВНИИР им Н И.Вавилова. - СПб. - 1990. Вып.204. С.20-23

2 Чернов В.Е., Пендинен Г И. Особенности микроразмножения in vitro гибридов H.procerum с Н.vulgare /I Материалы всесоюзной научной конференции по сельскохозяйственной биотехнологии. Целиноград, 1991. С.78-79.

3. Чернов В.Е., Пендинен Г И Скрещиваемость культурного ячменя с некоторыми образцами дикорастущих видов Hordeum II Сб. науч тр. СЗ НПО Белогорка «Биотехнологические методы создания исходного материала для

селекции зерновых, картофеля и клевера лугового в Нечерноземной зоне РСФСР» Ленинград, 1991. С.109-118.

4 Суриков И М, Чернов В.Е, Пендинен Г И Использование дикорастущих видов Hordeum в межвидовых скрещиваниях с культурным ячменем // Проблемы отдаленной гибридизации в семействах злаковых и пасленовых- Сб. научн трудов по лрикл бот., ген и сел -СПб 1992 Т. 148 С. 18-28.

5. Чернов В.Е, Пендинен Г И Особенности микроразмножения in vitro межвидовых гибридов ячменя // Проблемы отдаленной гибридизации в семействах злаковых и пасленовых Сб научн. трудов по прикл. бот, ген. и сел. -СПб. 1992. Т. 148. С. 53-57.

6 Pendinen G, Chernov V Polyploid nature of Hordeum marinum Huds (4x) and Hordeum depressum Skribn & Sm.(4x)// Proc XV Botanical Congress Yokahama, Japan, 1993, p.510

7 Чернов В E. Цитогенетические особенности взаимодействия геномов Hordeum jubatwn и Hordeum vulgare у межвидовых реципрокных гибридов // Генетика 1994 Т 30, Приложение: Материалы съезда ВОГИС, Саратов, 20-25 декабря С 176.

8 Пендинен Г И, Чернов В Е Особенности взаимодействия геномов Hordeum depressum (Skribn & Sm ) Ribd (4x) с геномами ржи Secale cereale(2x) и ячменя Hordeum vulgare L (2x) в мейозе гибридов Fl//Генетика, 1995, T.31, №3, с 374381

9. Пендинен Г И, Чернов В Е Характеристика несовместимости Hordeum murinum различной шюидности с Hordeum vulgare И Тез докл симпозиума «Проблемы репродуктивной биологии растений» Пермь, 1996 С 153 -155

10 Chernov V Е. Cytogenelical instability of interspecific Hordeum hybrids // Proc Intern Symp «Current Topics in Plant Cytogenetics Related to Plant Improvement» Tulln, Austria, 1997. P 46.

11 Pendinen G.I, Chernov VF. Cytogenitic peculiarities of genome interaction in interspecific and intergeneric hybrid in connection with evolutionary origin of parental Hordeum species// Current Topics in Plant Cytogenetics Related to Plant Improvement Ed by T I^elley, Wien, Austria, 1998 P.154-161.

12. Solntseva M P, Pendinent GI, Chernov V.E Haploids in crosses Hordeum marinum (4x) x H.vulgare // Apomixis Newsletter. 1998. N10. http:// 192 100 189.39

13 Пендинен Г И , Чернов В Е Цитогенетические особенности межвидовых и межродовых 1 ибридов Hordeum в связи с эволюцией родительских видов // Тез докл. Международной конфер «Проблемы интродукции растений и отдаленной гибридизации» ГБС, Москва 1998 С 400-402

14 Чернов В.Е., Ханина АС, Пендинен Г И Цитогенетическая стабильность регенерационного потомства при микроразмножении in vitro гибридов различного геномного состава, полученных с участием Hordeum procerum Nevski /7 Тез.докл Международной конфер «Проблемы интродукции растений и отдаленной гибридизации» ГБС, Москва 1998 С.494-495

15 Pendinen GI, Chernov V Е Peculiarities of postgamous incompatibility and embryo development in crosses of Hordeum vulgare L with H.murinum L. (2x, 4x, 6x) // Abstracts of Xth International Conference of Plant Embryology «From Gametes to Embryos», Nitra, Slovak Republic, 2001, p 58.

16 Чернов BE, Пендннен Г И Возможности использования в декоративных целях и особенности микрокпонального размножения дикорастущих видов Hordeum // Научные труды Литовского Института Садоводства и овощеводства и Литовского Сельскохозяйственного университета Садоводство и овощеводство 2001 20(4)2 С 124-131.

17 Pendinen G , Chernov V Some peculiarity of postgamous incompatibility during embryogenesis in crosses of H.vulgare with wild Hordeum species // Abstracts of XVII International Congress on Sexual Plant Reproduction «Sexual plant Reproduction in Nature and the Laboratory» Lublin, 2002, p 112.

18 Pendinen GI, Solntseva M.P., Chernov VE. Interaction of parents genomes in embryogenesis of different interspecific Hordeum crosses // Plant reproduction- From Mendel to Molecular Biology. IX International Conference on Plant Embiyology Book of Abstracts September, 1-3 2003 Bmo Czech Republic P 105

Подписано в печать 15.01.2004 Объем: 1,0 п л. Тираж 100 экз. Заказ № 750 Отпечатано в типографии ООО «КОПИ-Р», С-Пб, пер. Гривцова 66 Лицензия ПЛД №69-338 от 12.02.9Qr.

РНБ Русский фонд

2006-4 18309

■Л

LI „.и 2-й

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Чернов, Владимир Евгеньевич

ВВЕДЕНИЕ

1. Совместимость при межвидовой гибридизации и особенности культивирования in vitro видов рода Hordeum (Обзор литературы)

1.1. Современная систематика и геномный состав видов рода Hordeum

1.2. Совместимость дикорастущих видов рода Hordeum с возделываемым ячменем Hordeum vulgare при межвидовой гибридизации

1.3. Культивирование in vitro видов рода Hordeum и их гибридов 30 1.3.1. Эмбриокультура видов и межвидовых гибридов злаков 30 1.3.2 Каллусогенез и регенерация в культуре in vitro ячменя

1.3.3. Каллусогенез и регенерация в культуре in vitro дикорастущих видов и отдаленных гибридов ячменя.

1.3.4. Суспензионная культура и протопласты ячменя.

2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

2.1. Материал

2.2. Методы

3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Гибридизация возделываемого ячменя Hordeum vulgare с дикорастущими видами рода Hordeum

3.1.1. Гибридизация Н. vulgare с видами секции Hordeum

3.1.2. Гибридизация Н. vulgare с видами секции Amsolepis

3.1.3. Гибридизация Н. vulgare с видами секции Critesion

3.1.4. Гибридизация Н. vulgare с видами секции Stenostachys

3.1.5. Обсуждение

3.2. Каллусогенез и регенерация в культуре in vitro видов рода Hordeum и возможности микроклонального размножения межвидовых гибридов ячменя 89 3.2.1 Особенности каллусогенеза и регенерации in vitro из незрелых зародышей различных видов ячменя 90 3.2.1.1 .Каллусогенез из незрелых зародышей у образцов секции Hordeum

3.2.1.2. Каллусогенез из незрелых зародышей у образцов секции Anisolepis

3.2.1.3. Каллусогенез из незрелых зародышей у образцов секции Critesion

3.2.1.4. Каллусогенез из незрелых зародышей у образцов секции Stenostachys

3.2.1.5. Обсуждение

3.2.2. Регенерация растений из каллусов, полученных из незрелых зародышей

3.2.2.1. Обсуждение

3.2.3. Регенерация растений некоторых видов Hordeum в каллусах, полученных из разных типов эксплантов

3.2.4. Микроклонирование in vitro дикорастущих видов ячменя и их гибридов с культурным ячменем

3.2.4.1. Микроклонирование in vitro образцов секции

Hordeum и их гибридов с культурным ячменем

3.2.4.2. Микроклонирование in vitro образцов секции

Critesion и их гибридов с культурным ячменем

3.2.4.3. Микроклонирование in vitro образцов секции Stenostachys, их гаплоидов и гибридов с культурным ячменем

3.2.4.4. Микроклонирование in vitro образцов секции

Anisolepis

3.3. Характеристика цитогенетической стабильности межвидовых гибридов культурного ячменя с дикорастущими видами Hordeum

3.3.1. Изменчивость числа хромосом в микроспороцитах межвидовых гибридов ячменя секции Hordeum

3.3.2. Изменчивость числа хромосом в микроспороцитах межвидовых гибридов культурного ячменя с видами секции Critesion

3.3.3. Изменчивость числа хромосом в микроспороцитах межвидовых гибридов культурного ячменя с видами секции Stenostachys

3.3.4. Обсуждение

3.3.5. Изменчивость числа хромосом при микроразмножении экспериментальных форм, полученных с участием Н.ргосегит

Введение Диссертация по биологии, на тему "Гибридизация Hordeum vulgare L. с дикорастущими видами ячменя и культивирование in vitro видов и межвидовых гибридов"

Развитие сельскохозяйственного производства требует постоянного совершенствования и расширения генетического разнообразия возделываемых культур.

В связи с широким вовлечением в селекционный процесс мировых ресурсов культурных растений через сеть национальных генбанков наблюдается уменьшение генетического разнообразия культурных растений и сужение границ изменчивости, что проявляется в снижении устойчивости к стрессовым факторам внешней среды (Рейвн, Эверт, Айкхорн, 1990; Pluknett, Smith, Williams atal., 1983; Nevo, 1992).

Значительное повышение экологической пластичности сельскохозяйственных культур может быть достигнуто интрогрессией нового генетического материала в геномы культурных растений при гибридизации с дикорастущими сородичами и генетической трансформацией. В настоящее время производственное применение генетической трансформации разработано для двудольных и кукурузы. Разрешенные к посеву трансгенные сорта картофеля, сои, сахарной свеклы, рапса, овощных культур, кукурузы занимают в мировом сельскохозяйственном производстве более 40 млн. гектаров (Шевелуха, 2000). Для зерновых культур, в частности, ячменя, методы генетической трансформации разработаны лишь на уровне демонстрации фактов возможности экспрессии репортерных генов и не внедрены за пределами лабораторной практики (Ahokas, 1998; Mendell, Muller, Schulze, 1989, Lazzeri, Brettschneider et al., 1991, Wu, Mc Cormac et al., 1998). Для злаков наибольшие достижения получены с использованием метода отдаленной межвидовой и межродовой гибридизации. Так, при гибридизации пшеницы с рожью создана новая сельскохозяйственная культура тритикале, на основе гибридизации пшеницы и пырея созданы перспективные дня селекции формы пшеницы, в том числе многолетние, в результате гибридизации твердой пшеницы с ячменем чилийским H.chilense получены фертильные формы тритордеум, нашедшие применение в селекционной практике (Ригин, Орлова, 1977, Цицин, 1979; Alvarez, Ballesteros., Sillero, 1992; Martin, Sanchez-Monge, 1982; Rimpau, 1891)

Дикорастущие виды рода Hordeum широко распространены в природе. Виды ячменя произрастают в самых различных климатических зонах: субтропики, (Южная Европа, Северная Африка и крайний юг Африки, Малая Азия, Северная и Южная Америка), умеренная зона (Центральная и Северная Азия, Северная Америка), а так же обитают в замкнутых ареалах (например, Разданское ущелье) (Невский, 1941; Bothmer, Jacobsen, Baden et al., 1991). Занимая ареалы обитания, расположенные на пяти континентах нашей планеты, виды рода Hordeum подверглись сильной дивергенции и несут ряд признаков приспособления к экстремальным факторам среды обитания, таким как высокая засоленность почвы, засуха, низкие отрицательные температуры. Так, для видов H.jubatum и H.bogdani характерны высокие соле -, засухо-, холодоустойчивость, образцы H.murinum обладают повышенной засухоустойчивостью, Н.depression произрастает в растительных сообществах галофитов Северной Калифорнии, H.patagonicum - в сухих степях Южной Аргентины, где соль выкристаллизовывается в почве, виды серии Marina Nevski в природных условиях произрастают по берегам морей и на солонцовых почвах (Невский, 1941; Bothmer, Hagberg, 1983; Bothmer, Jacobsen, 1985). Дикорастущие виды H.jubatum и H.brevisubulatum имеют высокое содержание клейковины в зерне (Шибаев, 1945). Дикорастущие виды могут содержать до 22 % белка и до 3 % лизина в запасных белках зерновок (Ahokas, 1982). Ряд видов Hordeum устойчивы к некоторым возбудителям болезней злаков. Среди дикорастущих видов встречаются формы, устойчивые к мучнистой росе (Segal, DOrr у 1987; Fukuyama, Heta, Takeda, 1986), некоторые виды устойчивы к пыльной головне (Кобылянский, 1963) и различным видам тли (Merkle, Webster, Morgan, 1987; Weibull, 1987).

В настоящее время генетический потенциал дикорастущих видов ячменя в незначительной степени использован в селекции. Это связано с недостаточной изученностью частных механизмов межвидовой несовместимости при гибридизации внутри рода Hordeum и возможностей ее преодоления.

Род Hordeum представлен видами различного уровня плоидности (2х, 4х, 6х) и различного геномного состава. Среди полиплоидных видов ячменя встречаются как аллополиплоиды (Н.ргосегит(бх), H.jubatum(4x), H.parodii(6x) и др.), вероятно, имеющие гибридное происхождение, так и автополиплоиды (H.bulbosum(4x), H.murinum(4x, 6х), H.marinum(4x)) (Bothmer, Jacobsen, Baden et al., 1991; Jacobsen, Bothmer, 1992).

Особенности взаимодействия геномов различных видов дикорастущего ячменя в онтогенезе могут приводить к различным последствиям. Так, элиминация хромосом в процессе эмбриогенеза наблюдается при скрещивании H.bulbosum(2x) с H.vulgare и некоторыми другими видами ячменей (Lange, 1969; Kasha, 1974; Subrahmaniam, 1977, 1979 и др.); результатом скрещивания Н.таппгап(4х) с H.vulgare(2x) являются гаплоиды Н.тагипит (Шумный, Першина и др., 1979; Суриков, Чернов, Пендинен, 1992; Clauss, Kunert, 1979; Jorgensen, Bothmer, 1988). У ряда межвидовых и межродовых гибридов ячменя наблюдается изменчивость числа хромосом в спорогенных и соматических тканях (Fedak, 1980; Mujeeb-Kazi, Rodrigues,1983; Bothmer, Flink, Jacobsen et al, 1983; Суриков, Пендинен, 1994 и др.). Особенности взаимодействия геномов различных видов ячменя в гибридном геноме определяют также пути интрогрессии генетического материала дикорастущих ячменей в геном H.vulgare.

Использование методов культивирования in vitro тканей и клеток необходимо в подобных программах как для получения, так и для дальнейшего размножения и поддержания исходных гибридных форм. Культурный ячмень широко используется в экспериментах по культивированию in vitro тканей и органов, для него разработаны системы культивирования, изучены особенности регенерации. Виды дикорастущего ячменя используются в подобных экспериментах очень ограниченно, работ, в которых изучаются и используются в культуре тканей дикие виды не много, невелико количество используемых видов (Исаева, Першина, Шумный, 1983; Breiman, 1985; Orton, 1980, Rotem-Abarbanell, Breiman, 1989)

Цель этой работы - изучение совместимости культурного ячменя Hordeum vulgare с дикорастущими видами; создание и размножение гибридных форм с использованием методов in vitro.

В связи с этим, в задачи работы входило:

5. Изучить изменчивость числа хромосом в регенерационном потомстве экспериментальных растений различного геномного состава, полученных с участием Н.ргосегит.

Научная новизна. Впервые проведено изучение совместимости дикорастущих видов ячменя с ячменем культурным в прогамной стадии. Показано, что рост пыльцевых трубок в большинстве изученных комбинаций протекает нормально. В реципрокных скрещиваниях Н.vulgare с H.pusittum обнаружена блокировка роста пыльцевых трубок. В процессе работы впервые изучены причины летальности зародышей и проростков в реципрокных скрещиваниях культурного ячменя с H.murinum (4х, 6х).

Впервые изучены особенности культивирования in vitro дикорастущих видов ячменя H.pubiflorum, Н.ргосегит, H.lechlery, H.arizonicum, Н.depression (4х), H.secalinum, H.parodii (6х), Н.intercedens, H.flexuosum, H.muticum. У представителей рода Hordeum выявлено 3 типа регенерации: единичная, множественная, множественная с некрозом каллусов. Установлено доминирование высокой регенерационной способности дикорастущих видов при культивировании in vitro межвидовых гибридов с Н.vulgare.

Сравнительное цитогенетическое изучение гибридов культурного ячменя с дикорастущими видами Н.ргосегит, H.jubatum, H.lechlery, H.arizonicum, Н.depression (4х), H.parodii (6х) и гаплоидов ряда видов: Н.vulgare, H.depressum, Н.ргосегит позволило сделать заключение, что нестабильность числа хромосом в спорогенной ткани пыльников гибридов обусловлена взаимодействием генома H.vulgare с чужеродными геномами этих видов.

Сравнительное изучение различных комбинаций скрещиваний культурного ячменя с видами различных секций рода Hordeum показало, что несовместимость геномов культурного ячменя и дикорастущих видов, проявляющаяся на постгамных стадиях развития: в эмбриогенезе и в дальнейшем онтогенезе гибридных растений, характерна дня всех комбинаций межвидовых скрещиваний. У гибридов разного геномного состава несовместимость проявляется на разных этапах онтогенеза, начиная с раннего эмбриогенеза до развития спорогенной ткани пыльников.

Апробации работы. Результаты работы представлены на Всесоюзной научной конференции по сельскохозяйственной биотехнологии, Целиноград, 1991; на Международном симпозиуме «Current Topics in Plant Cytogenetics Related to Plant Improvement», Австрия, Тюльн, 1997; на научной сессии СевероЗападного научного центра РАСХН, Санкт-Петербург, 1998; на Международной конференции «Проблемы интродукции растений и отдаленной гибридизации», ГБС, Москва. 1998; .на X Международной конференции по эмбриологии растений «From Gametes to Embryos», Словакия, Нитра, 2001, на XI Международной конференции по эмбриологии растений «Plant reproduction: From Mendel to Molecular Biology», Чехия, Брно, 2003.

Заключение Диссертация по теме "Генетика", Чернов, Владимир Евгеньевич

ВЫВОДЫ

1. Межвидовая несовместимость при гибридизации культурного ячменя H.vulgare L. с дикорастущими видами Hordeum чаще всего проявляются на постгамных стадиях: в эмбриогенезе и последующих этапах онтогенеза растений, проявления процессов несовместимости определяются геномным составом родительских видов.

2. Несовместимость геномов культурного ячменя с диплоидными видами Hordeum: H.muticum, H.chilense, H.flexuosum, H.pusillum и H.stenostachys H.pubiflorum, H.erectifolium, H.patagonicum, H.erectifolium, H.marinum, H.murinum проявляется в эмбриогенезе и приводит к развитию аномальных по морфологии зародышей, нежизнеспособных в эмбриокультуре.

3. В комбинациях скрещиваний культурного ячменя с полиплоидными видами Hordeum: H.bulbosum(4х), H.murinum(4x, 6х) H.depressum (4х) и H.parodii (6х), H.jubatum (4х), H.procerum(6x), H.lechlery(6x), H.arizonicum (6х) H.depressum (4х) и H.parodii (6х) развиваются дифференцированные зародыши, способные к прорастанию в эмбриокультуре.

4. На ранних стадиях эмбриогенеза гибридов H.marinum{Ax) х H.vulgare(2х) - до 6-8 дня происходит элиминация хромосом культурного ячменя, приводящая к возникновению в потомстве только гаплоидов H.marinum (п=2х=14).

5. Летальность дифференцированных зародышей реципрокных гибридов H.murinum(4x) с H.vulgare является следствием несовместимости в период активного роста и дифференциации зародышей: на 10-11 сутки после опыления в делящихся клетках происходят цитогенетические нарушения: слипание хромосом, аномалии расхождения хромосом в анафазе митоза, образования микроядер.

6. Летальность гибридных проростков и растений в стадии кущеният в скрещиваниях H.vulgare с гексаплоидными H.murinum(6x), вызвана цитогенетичекой нестабильностью, связанной с элиминацией хромосом, приводящей к химерности тканей.

7. Для представителей рода Hordeum характерны видоспецифичные особенности каллусогенеза и регенерации. Виды секции Hordeum, включая H.vulgare, характеризуются слабой регенерационной способностью. Наиболее высокой регенерационной способностью обладают представители видов Critesion: H.jubatum, H.procerum при использовании в качестве первичных эксплантов молодых соцветий и незрелых зародышей.

8. У представителей рода Hordeum выявлено три типа регенерации в каллусах: 1) единичная - у видов секции Hordeum, а так же образцов H.cordobense и H.californicum', 2) множественная - у видов секции Critesion и у большинства изученных образцов видов секции Stenostachys; 3) множественная с некрозом каллуса - у образцов H.depressum и H.chilense.

9. У межвидовых гибридов H.vulgare с видами H.procerum, H.jubatum, H.lechlery, H.arizonicum, H.depressum и H.parodii при микроклонировании in vitro наблюдается доминирование типа регенерации дикорастущего родителя.

10. Взаимодействие генома культурного ячменя с чужеродными геномами дикорастущих видов всех секций: H.murinum(6x), Н.ргосегит(бх), H.lechlery(бх), H.jubatum(4x), H.arizonicum (бх), H.depressum (4х), H.parodii(6x) в синтезированных формах приводит к цитогенетической нестабильности, проявляющейся в изменчивости числа хромосом в спорогенной ткани пыльников.

1. Сведения о совместимости культурного ячменя с дикорастущими видами могут найти применение в работах по отдаленной гибридизации и интрогрессии генов устойчивости к биотическим и абиотическим факторам среды в геном культурного ячменя.

2. Выделенные в работе образцы видов и гибридов ячменя с высокой регенерационной способностью могут быть использованы в биотехнологических программах как доноры этого признака.

3. Результаты цитогенетических исследований межвидовых гибридов ячменя, могут быть использованы для прогноза цитогенетической стабильности гибридных растений различного геномного состава.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе исследованы возможности межвидовой гибридизации H.vulgare с видами рода Hordeum для интрогрессии генетического материала дикорастущих видов в геном культурного ячменя. Другим аспектом работы являлось изучение особенностей культивирования in vitro, таких как каллусогенная и регенерационная способность, у ряда дикорастущих видов рода Hordeum и наследование регенерационной способности у межвидовых гибридов.

Установлено, что фертильными в F1 являются только гибриды культурного ячменя с дикорастущими подвидами H.vulgare: H.spontaneum и H.agriocrithon, что позволяет использовать эти подвиды в селекции ячменя, применяя традиционные методы половой гибридизации.

Для скрещиваний H.vulgare с диплоидными дикорастущими видами ячменя характерны нарушения эмбриогенеза, приводящие к летальности гибридных зародышей. Вероятно, остановка развития гибридных зародышей на разных стадиях эмбриогенеза в этих комбинациях связана с особенностями взаимодействия геномов родительских видов в синтезированном гибридном геноме. Оптимизация питательных сред для эмбриокультуры в этом случае неэффективна.

Установлено, что в комбинации скрещивания H.marinum (4х) х H.vulgare (2х) на ранних этапах эмбриогенеза происходит элиминация хромосом культурного ячменя, поэтому интрогрессия генетического материала этого вида в геном культурного ячменя при использовании традиционной половой гибридизации невозможна.

На основании результатов многолетних экспериментов показана возможность получения жизнеспособных реципрокных гибридов культурного ячменя с полиплоидными видами H.jubatum (4х), H.depressum (4х), H.lechlery (6х), H.arizonicum (6х), Н.ргосегит (6х), H.parodii (6х), а так же в комбинации H.vulgare (2х) х H.bulbosum (4х). В процессе исследований установлено, что для всех гибридов характерна изменчивость числа хромосом в спорогенной ткани пыльников, которая является проявлением несовместимости геномов родительских видов на этой стадии онтогенеза. Возможно, с этой особенностью связаны трудности в восстановлении фертильности полученных межвидовых гибридов. Таким образом, контроль цитогенетической стабильности на разных стадиях развития гибридных форм необходим для повышения эффективности выбора удачных комбинаций при межвидовой гибридизации.

В связи со стерильностью межвидовых гибридов F1 и необходимостью их размножения с высокой эффективностью, в процессе работы изучались особенности каллусогенеза и регенерации культурного ячменя, дикорастущих видов рода Hordeum и их межвидовых гибридов. В ходе экспериментов установлено, что для ряда дикорастущих видов характерна высокая регенерационная способность каллусной ткани. Наиболее высокой регенерационной способностью обладают образцы видов секции Critesion: H.procerum и H.jubatum.

У представителей рода Horedeum выявлено три типа регенерации: 1) единичная; 2) множественная; 3) множественная, сопровождающаяся некрозом каллусной ткани. Для каждого вида наиболее характерен определенный тип регенерации.

У межвидовых гибридов наблюдали наследование типа регенерации, характерного для дикорастущего родителя. В частности, наблюдали доминирование высокой регенерационной способности дикорастущих видов при микроклонировании межвидовых гибридов. Доминирование высокой регенерационной способности у межвидовых гибридов позволяет эффективно размножать полученные гибридные формы, используя метод микроклонирования in vitro.

Стерильные формы межвидовых гибридов ячменя могут быть использованы для заселения экологически проблемных территорий с неблагоприятными почвенно-климатическими факторами. Установлено, что гибриды H.vulgare х H.procerum более устойчивы к хлоридному засолению, чем родительские формы, хорошо клонируются in vivo и in vitro, что позволяет получить значительное количество растений с высокой эффективностью. Кроме того, эти гибриды не дают семенного потомства, поэтому не должны нарушать

Высокая регенерационная способность дикорастущих видов Hordeum и межвидовых гибридов H.vulgare с дикорастущими видами позволяет предположить возможность высокой эффективности соматической гибридизации в качестве перспективы развития исследований по получению фертильных межвидовых гибридов ячменя. Методы получения, культивирования и регенерации протопластов ячменя H.vulgare и H.murinum(4x) хорошо разработаны (Jahne, Lazzery, Lorz, 1991; Wang, Lorz, 1994; Kihara, Funatsuki, 1994). Возможность получения соматических гибридов злаков как результата симметричного и асимметричного слияния показана для комбинаций пшеницы T.aestivum с Haynaldia villosa, Leymus chinensis, Psatyrostachis juncea, Agropyron elongatum (Xia, Guangmin, 1998; Xia, Chen, 1996; Zhou, Xia et al, 2001). Наличие транслокаций между хромосомами пшеницы и хромосомами дикорастущих видов свидетельствует о возможности использования симметричных и ассимметричных слияний для индукции хромосомных перестроек (Zhou, Xia, Zhang, Chen, 2001; Zhou, Xia, Chen, Hu, 2001). При соматической гибридизации пшеницы T.aestivum и кукурузы Zea mays получены регенеранты, сходные по фенотипу с кукурузой, у которых выявлено включение в хромосомы кукурузы участков ДНК пшеницы (Szarka et al, 2002). При половых скрещиваниях этих видов наблюдается элиминация хромосом кукурузы на ранних стадиях эмбриогенеза и образование только гаплоидов пшеницы (Laure, Bennet, 1986, 1989). Таким образом, можно предположить, что при получении и развитии соматических эмбриогенных образований, генетические системы, определяющие элиминацию хромосом, не функционируют. Можно предположить, что аналогичные явления будут наблюдаться при соматической гибридизации культурного ячменя с теми видами, при половой гибридизации с которыми результатом являются гаплоиды одного из родителей. Возможно, летальность гибридных зародышей, полученных при гибридизации H.vulgare с диплоидными дикорастущими видами и нестабильность гибридных геномов, вызванная присутствием генома H.vulgare в синтезированном гибридном геноме, может быть преодолена при использовании соматической гибридизации, позволяющей исключить из онтогенеза гибридной формы некоторые критические стадии, характерные для развития полового зародыша, такие как оплодотворение, образование и деление зиготы. Вероятно, в случае наличия генетических барьеров, препятствующих развитию гибридных зародышей, полученных половым путем, а так же для повышения цитогенетической стабильности и фертильности гибридных форм использование соматической гибридизации может быть перспективным.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Чернов, Владимир Евгеньевич, Санкт-Петербург

1. Атанасов А. Биотехнология в растениеводстве. -Новосибирск, ИЦИГ СО РАН. -1993. -240 с.

2. Банникова В.П. Межвидовая несовместимость у растений.- Киев: Наукова думка.-1986.-232 с.

3. Банникова В.П., Барабанова Е.А. Индукция и гистологические особенности соматического эмбриогенеза в культуре тканей злаков// Цитология и генетика. -1990. -Т.24, №2. -С.61-68.

4. Батыгина Т.Б. , Долгова О.А., Коробова С.Н. Поведение пыльцевых трубок при внутри- и межвидовой гибридизации// Доклады АН СССР. -1961. -Т.136, №6. -С1482-1485.

5. Бахтеев Ф.Х. К генетике ячменя (скрещивания дикорастущих представителей ячменя H.spontaneum C.Koch с культурными формами Hordeum)// Ботанический журнал. -1956. -Т.41, №11. -С.1591-1603.

6. Бахтеев Ф. X. Современное состояние проблемы происхождения ячменя // Известия АН СССР. Серия биологическая. 1964. -№ 5. С. 655-667.

7. Бахтеев Ф. Х- Некоторые особенности расщепления при скрещивании H.spontaneum C.Koch emend.Bacht. х Hordeum vulgare(L) emend. Vav et Bacht.// Генетика. -1970. -T.6, №2. -C.28-33.

8. Бахтеев Ф. X. Некоторые экспериментальные доказательства происхождения и филогении ячменя // Известия АН СССР. Серия биологическая. 1971. -№1. -С.106-113.

9. Бишимбаева Н.К. Изучение каллусогенеза в культуре изолированных органов и тканей ячменя/ Депонировано в КазНИИНТИ. -1989. -03.08.89 №2801

10. Бородько А.В., Исаева Н.А., Годовикова В.А., Шумный В.К. Сравнение сортов и линий культурного ячменя („Hordeum vulgare L) на способность к эмбриогенезу в каллусной ткани и суспензионной культуре// Цитология и генетика. -1991. -Т.25, № 2. -С.42-43

11. Бутенко Р.Г. Культура изолированных тканей и физиология морфогенеза растений. -М.: Наука. -1964. -272 с.

12. Бутенко Р.Г. Перспективы использования культивируемых клеток растений в биотехнологии/В кн.: Биотехнология. М: Наука. - 1984. - С.239-247.

13. Вишнякова М.А. Оценка характера взаимодействия пыльцевых зерен и пыльцевых трубок с пестиком в совместимых и несовместимых вариантах опыления. Методические указания. -JI. -1989. 47 с.д

14. Годовикова В.А., Шумный В.К. Суспензионная культура зернового ячменя// Тезисы докладов Второго всесоюзного совещания «Генетика развития». -Ташкент. -1990. Т.1, часть 1.-С.39-40.

15. Данвелл Дж. М. Культура гаплоидных клеток/ В кн.: Биотехнология растений: культура клеток. -М: Агропромиздат. -1989. С.33-51.

16. Дорсиев JI., Балкаджиева Ю., Станева М. Зависимость каллусогенеза и регенерации озимого ячменя от генотипа, плоидности и содержания 2,4-Д в питательной среде/ В кн.: Биология культивируемых клеток и биотехнология растений. -М: Наука. -1991. -С.243-246.

17. Зайцев Н.Г. Математическая статистика в экспериментальной ботанике. -М: Наука. -1984. -424 с.

18. Ивановская Е.В. Культура гибридных зародышей злаков на искусственной среде// Докл. АН СССР. -1946. -Т. 54, №5. С.

19. Исаева Н.А., Годовикова В.А., Бородько А.В. Эмбриогенез в каллусной ткани и суспензионной культуре H.geniculatumll Известия АН СССР. Серия биологическая. -1991. -№2. -С.294-299.

20. Исаева Н.А., Шумный В.К., Першина JI.A Изучение особенностей каллусогенеза у разных видов ячменя// Известия Сибирского отделения АН СССР: Сер. Биологических наук.-1980. -Вып.1, №5. -С.70-74.

21. Исаева Н.А., Першина JI.A., Шумный В.К. Особенности органогенеза в каллусных тканях разных видов и межвидовых гибридов ячменя// Известия

22. Калинин Ф.Л., Сарнацкая В.В. Полищук В.Е. Методы культуры тканей и физиологии и биохимии растений. Киев: Наукова Думка.- 1980. - 488 с.

23. Калинин Ф.Л. Выращивание незрелых зародышей в искусственных условиях// Труды Ботанического сада Киевского университета. -1949. -Т.20. С.46-58.

24. Картель Н.А., Манешина Т.В. Каллусообразование у разных по генотипу растений ячменя (Hordeum vulgare L.)// Цитология и генетика. -1977. -Т 11, №6. -С.486-490.

25. Картель Н.А., Манешина Т.В. Регенерация растений ячменя в культуре каллусной ткани// Физиология растений. -1978. -Т.25, вып.2. -С.283-287.

26. Катаева Н.В., Бутенко Р.Г. Клональное микроразмножение растений. М: Наука. - 1983.-97 с.

27. Кобылянский В.Д. Сравнительная оценка некоторых видов дикого ячменя по устойчивости к пыльной головне// Сборник трудов аспирантов и молодых научных сотрудников. JL: ВИР. -1963. С.298-301.

28. Лукьянюк С.Ф., Игнатова С.А. Получение гаплоидов ячменя с помощью гаплопродьюсеров. Методические указания. Одесса: ВСГИ. -1983. -21 с.

29. Лукьянюк С.А., Игнатова С.А. Использование эмбриокультуры для создания исходного материала в селекции ячменя// Научно-технический бюллетень ВСГИ.-1984.-№ 4. -С.8-12.

30. Мезенцев А.В., Костенко С.И. Универсальный способ получения суспензионных клеточных культур// Доклады ВАСХНИЛ.-1987.-№9.-С.З-5.

31. Мезенцев А.В. Получение суспензионных клеточных культур зерновых злаков с высоким эмбриогенным потенциалом// Тезисы докладов Международной конференции «Биология культивируемых клеток и биотехнология». Новосибирск. -1988. -Т.1. -С.114

32. Мукашев А.Ф., Лукьянов С.Ф. Влияние питательных сред на индукцию каллусообразования в культуре гаплоидных зародышей ячменя// Тезисы докладов Всесоюзной конференции «достижения биотехнологии агропромышленному комплексу». Черновцы. -1991. -С. 56.

33. Ницше В., Венцель Г. Гаплоиды в селекции растений. М.: Колос. -1980. - 127 с.

34. Новак Ф.Й. Индукция гаплоидов в культуре тканей и их значение в селекции растений/В кн.: Культура клеток растений и биотехнология. -М.: Наука. -1986. -С.159-167.

35. Образцов И.С., Тотпиков В.А. Выделение и культивирование протопластов ячменя// Тезисы докладов V съезда Всесоюзного общества генетиков и селекционеров. М. -1987. -Т 4, ч.4. -С. 110-111.

36. Орлова И.Н. Анализ мейоза и микроспоргенеза у гибридов ячменя с пшеницей//Цитология. -1986. Т.28, №7. -С.683-686.

37. Папазян Н.Д. Культура зародышей и стеблевых узлов некоторых сортов ячменя (Hordeum vulgare L.)// В кн: Апомиксис и цитоэмбриология растений. -Саратов. -1983. -С.142-151.

38. Пан Сянг Кун, Лян Хай Ман Исследование среды для культуры зрелых зародышей ячменя// Acta Agronomica Sinica (Цзоу сюэбао). -1991. -Vol. 17, № 4. -P. 267-273.

39. Пауэр Дж.Б., Чепмен Дж. В. Изолирование, культивирование и генетические манипуляции с протопластами растений/ В кн.: Биотехнология растений: культура клеток. -М.: Агропромиздат. -1989. -С.52-82.

40. Пендинен Г.И. Особенности микроразмножения in vitro ячменно-пшеничных и п шен ично-ржан ых гибридов// Сборник научных трудов по прикладной ботанике, генетике и селекции. -JI. -1989. -Т.128. -С.39-45.

41. Пендинен Г.И. Особенности взаимодействия геномов тетраплоидных форм ячменя серии Marina Nevski и ржи Secale cereale L. в мейозе ячменно-ржаных гибридов //Сб. научн. трудов по прикл. бот., ген. и сел. С.-Пб. -1992. -Т.148. -С.73-79

42. Пендинен Г.И., Чернов В.Е., Особенности взаимодействия геномов Hordeum depressum (Skribn. & Sm.) Ribd. (4x) с геномами ржи Secale cereale{2x) иячменя Hordeum vulgare L.(2x) в мейозе гибридов F1// Генетика, -1995. -Т.31, №3. -С.374-381

43. Першина Л.А., Шумный В.К. Особенности каллусной ткани и растений-регенерантов ячменно-ржаных и ячменно-пшеничных гибридов/ В кн.: Культура клеток растений и биотехнология. -М.: Наука. -1986. -С. 176-178.

44. Писарев В.Е., Виноградова Н.М., Поддубная-Арнольди В.А. Гаплоид ячменя, полученный в результате отдаленной гибридизации// ДАН СССР. М.-Л. -1945. Т.49, №5. -С.381.

45. Поддубная-Арнольди В.А. Цитоэмбриология покрытосеменных растений. Основы и перспективы. -М.: Наука. -1976. 507 с.

46. Рейвн П., Эверт Р., Айкхорн С. Современная ботаника. М: Мир. -1990. -Т.2. -344 с.

47. Ригин Б. В. Параллелизм скрещиваемости представителей Triticum aestivum L. с различными видами растений// 1973. -Т.9, №5. -С.163-165.

48. Ригин Б.В., Орлова И.Н. Пшенично-ржаные амфидиплоиды. Л.: Колос. 1977. -279 с.

49. Росев В.М. Культура тканей ячменя// Научно-технический Бюллетень СО ВАСХНИЛ. -1985. -№8. -С27-28.

50. Росев В.М. Изучение культуры тканей ячменя/ В кн.: Теоретические основы селекции и семеноводства сельскохозяйственных культур в Западной Сибири. -Новосибирск: Наука. 1985. -С.105-108.

51. Сидоров В.А. Биотехнология растений. Клеточная селекция. Киев: Наукова думка.-1990.-279 с.

52. Сидоров В.А., Сидорова Н.В. Сомаклональная изменчивость источник генетического разнообразия у растений// Цитология и генетика. -1987. -Т.21, №3. - С. 230-236.

53. Солнцева М.П., Вишнякова М.А., Дунаева С.Е. Эмбрио- и эндоспермогенез при межвидовой гибридизации ячменя (H.vulgare х H.bulbosum)// Ботанический журнал. -1992. Т 77, № 8. - С. 10-20

54. Солнцева М.П., Дунаева С.Е. Изучение оплодотворения, развития зародыша и эндосперма в комбинации скрещивания Hordeum vulgare L. х H.bulbosum L.// Бюллетень ВИР. -1990.-Вып. 204. -С. 17-24.

55. Солнцева М.П., Пендинен Г.И. Проявление постгамной несовместимости в скрещивании Hordeum marinum Huds.(4x) х H.vulgare L.(2x)// ДАН. -1999. -T.368. -№6. C.839-842.

56. Суриков И.М. Несовместимость и эмбриональная стерильность растений. М. Колос. -1991.-220 с.

57. Суриков И.М., Киссель Н.Й. Межродовая гибридизация ячменя и пшеницы // Генетика. -1986. -Т.22, №1. -С.5-16.

58. Суриков И.М., Киссель Н.И., Орлова И.Н. Цитогенетическая характеристика гибридов между ячменем Hordeum vulgare и пшеницей Triticum aestivum и Triticum timopheevii Zhuk. // Генетика. -1986. T.22, №2. -C.290-295.

59. Суриков И.М., Пендинен Г.И. Цитогенетические особенности взаимодействия геномов ячменя Hordeum vulgare L. и ржи Secale cereale с геномами пшеницы у межродовых гибридов // Генетика. -1994. -Т.30, № 7. -С.938-944

60. Суриков И.М., Чернов В.Е., Пендинен Г.И. Использование дикорастущих видов Hordeum в межвидовых скрещиваниях с культурным ячменем// Сб. научн. трудов по прикл. бот., ген. и сел. С.-Пб. -1992. -Т.148. С.18-28.

61. Тивари Ш. Регенерация гаплоидных растений в культуре пыльников ячменя// Депонировано в КазНИИНТИ, 04.03.88 2003-Ка88. 1988

62. Тивари Ш., Рахимбаев И., Колумбаева С. Регенерация растений из длительно культивируемых андрогенных каллусов ячменя // Физиология растений.- 1990. -Т.37, №6. -С.1215-1217

63. Трофимовская А .Я. Ячмень. Л.: Колос. -1972. 296 с.

64. Уайт Ф.Р. Культура растительных тканей. -М.: Издательство иностранной литературы. -1949. -160 с.

65. Фаулер М.В. Экономические аспекты промышленного культивирования клеток растений/ В кн.: Биотехнология сельскохозяйственных растений. -М.: АО «Агропромиздат». -1987. -С. 9-42.

66. Федина А.Б., Бурханова Э.А., Дмитриева Г.Н. Выделение ядер из листьев ячменя через протопласты// Физиология растений. -1980. -Т.27, № 3. -С. 666670.

67. Хаберле-Борс Э. Гаплоидные спорофиты и функциональные мужские гаметофиты из культивируемой in vitro незрелой пыльцы табака/ В кн.: Биотехнология культивируемых клеток и биотехнология растений. М.: Наука. -1991.-С. 146-157.

68. Цвелев Н.Н. Злаки СССР. Л.: Наука. -1976. - С. 192-200.

69. Цицин Н.В. Проблемы отдаленной гибридизации/ В кн.: Проблемы отдаленной гибридизации. -М.: Наука. -1979. С.5-20.

70. Шевелуха B.C. Проблемы, приоритеты и масштабы сельскохозяйственной биотехнологии в XXI веке/ В кн.: Сельскохозяйственная биотехнология. -М.: «Евразия+». -2000. -С.3-14.

71. Шибаев П.Н. Клейковина ячменя. М.: Зональный институт зернового хозяйства нечерноземной полосы СССР. Трудыю -1945. 11 с.

72. Шумный В.К., Першина JI.A., Нумерова О.М., Колосова Л.Д., Белова Л.И. Использование различных видов Hordeum L. в отдаленной гибридизации // Цитология и генетика.-1979.-Т. 13, №3. -С. 181-186.

73. Чернов В.Е., Пендинен Г.И. Оценка солеустойчивости межвидовых гибридов ячменя с использованием гидропонной культуры // Сборник материалов VI Всероссийской научно-практической конференции «Селекция и семеноводство полевых культур». Пенза. -2002. С.53-55

74. Яковлев М. С. Структура эндосперма и зародыша злаков как систематический признак//Тр. Бот. Ин-та АН СССР. Л.: -1950. -Серия 7. -Вып.1. -С.121-218.

75. Abou-Mandour A.A., Hartung W. The effect of abscisic acid and increased osmotic potential of the media on growth and root regeneration of Zea mays!I J.of Plant Physiology. -1986. -Vol.122. -P.139-145.

76. Abu-Qaoud H., Skirvin H.R., Below F.E. Influense of nitrogen form and nh4-N /no3-N ratios on advintitious shoot formation from rear (Pyrus communis) leaf explants in vitro// Plant Cell, Tissue Organ Culture.-1991. Vol.27. -P315-319.

77. Ahokas H. Variation of kernel protein and lysine in the wild progenitor of barley// Hereditas. -1982. -Vol. 96. -P.29-37.

78. Ahokas H. Transfection of germinating barley seed electrophoreticalli with exogenous DNA// Theor. Appl. Genet. -1989. -Vol. 77. P.469-472.

79. Barcello P., Cabrera A., Hagel C., Lorz H. Production of doubled-haploid plants from tritordeum anther culture// Theor. Appl. Genet. -1994. -V. 110, №1. P.41-47

80. Biffen R.H. The Inheritance of Sterility in the Barleys// J. Agric. Sci. 1905. -Vol. 1. N2. P.250-257.

81. Bothmer R.V., Bengtsson M., Flink J., Linde-Laursen I. Complex interspecific hybridization in barley (Hotdeum vulgare L.) and the possible occurrence of apomixis// Theor. Appl. Genet. -1988. -Vol. 76, № 5. -P681-690.

82. Bothmer R.V., Flink J., Jacobsen N., Jorgensen R.B. Variation and differntiation in Hordeum marinum (Poaceae) //Nord. Journal of Botany. -1989. -Vol. 9. -P. 1-10.

83. Bothmer R.V., Flink J., Jacobsen N., Kotimaki M., Landstrom T. Interspecific hybridization with cultivated barley (Hordeum vulgare L.)H -Hereditas. -1983. -Vol.99, № 2.-P.219-244.

84. Bothmer R.V., Flink J., LandstrCm T. Meiosis in interspecific Hordeum hybrids. I. Diploid combinations // Can. Journal of Genet, and Cytol. -1986. Vol.28. -P.525-535.

85. Bothmer R.V., Flink J., LandstrOm T. Meiosis in interspecific Hordeum hybrids. П. Triploid hybrids // Evol.Trends plants. -1987. -Vol. 1. -P. 41-51.

86. Bothmer R.V., Flink J., Landstrdm T. Meiosis in interspecific Hordeum hybrids. Ш. Tetraploid (2x x 6x) hybrids // Hereditas. -1988 a. Vol. 108. - P.141-148.

87. Bothmer R.V., Flink J., Landstrom T. Meiosis in interspecific Hordeum hybrids. IV. Tetraploid (4x x 4x) hybrids // Genome. -1988 b. Vol.30. -P.479-485.

88. Bothmer R.V., Flink J., LandstrGm T. Meiosis in interspecific Hordeum hybrids. VI. Hexaploid hybrids // Evol.Trends plants. -1989. Vol. 3. - P. 53-58.

89. Bothmer R.V., Flink J., LandstrOm Т., Thomas H. Meiosis in interspecific Hordeum hybrids. V. Pentaploid hybrids//Hereditas. -1989. -Vol. 110.-P. 217-226.

90. Bothmer R., Hagberg A. Prebreeding and wide hybridization in barley. -Genetika (Beograd). 1983. -Ser.F, Suppl. 3. -P. 41-53

91. Bothmer R., Jacobsen N. Origin, Taxonomy, and Ralated Species/ In: Barley. Ed. by D. Rasmussen. Wisconsin. -1985. -P. 19-56.

92. Bothmer R., Jacobsen N., Baden C., Jergesnen R.B., Linde-Laursen I. An Ecogeographical Study of the Genus Hordeum. ©PGR. Rome. -1991. -127 p.

93. Boyle W.S. Cytogenetic Effects of Thermal Neutron Rediation on a Polyploid Grass Hybrid// Radiation Botany. -1964. -Vol.4, № 1. -P.27-31.

94. Breiman A. Plant regeneration from Hotdeum spontaneum and Hordeum bulbosum immature embryo derived calli// Plant Cell Report. -1985. -Vol.4, №2. -P.70-73.

95. Brink R.A., Cooper D.S. Ausherman I.E. A hybrid between Hordeum and Secale cereale Reared from an Artificial Cultivated Embryo// J.Heredity. -1944. -Vol.35, № 3. -P.67-75.

96. Brown C., Brooks F.J., Pearson D., Mathias R.J. Control of Embryogenesis and organogenesis in immature wheat embryo callus using increased medium osmolarity and abscisic acid// J.of Plant Physiology. -1989. -Vol.133. -P.727-733.

97. Caligari P.D.S., Powell W., Goodall V. The in vitro genetics of barley (Hordeum vulgare L.):Genetical analysis of immature embryo response to 2,4 -dichlorophenoxyacetic acid// Heredity. -1987. -Vol.59, №12. -P.285-292.

98. Chawla H.S. Regeneration potentiality and isozymic variations during morphogenesis of barley callus// Biologia plantarum. -1991. -Vol.33, № 3. -P.175-180.

99. Cheng T.J., Smith H.H. Organogenesis from callus culture of Hordeum vulgare!I Planta.-l975. -Vol.123. -P.307-310.

100. Chu C.C., Wang C.C., Sun C.S., Hsu C., Jin K.C., Chu C.Y., Bi F.Y. Establishment of an efficient medium for anther culture of rice through comparative experiments of the nitrogen sources// Scientia Sinika. -1975. Vol. 18, № 5. - P. 559-568.

101. Clapham D. In vitro development of callus from the pollen of Lolium and Hordeum!I Zaitung Pflanzenziichtung. -1971. -Vol.65. -P.285-292.

102. Clark A.J., Higgins P., Martin H., Bowels D.S. An embryo-specific protein of barley (Hordeum vulgare L)//Journal of Cell Biochemistry. -1991. -Suppl. 15a. -P.91.

103. Coppens L., Dewitte D. Esterase and peroxidase zymograms from barley (Hordeum vulgare L.) callus system of embrtogenesis and organogenesis// Plant Science. -1990. -V.67, №1. -P.97-105.

104. Coppens L., Vercruysse-Dewitte D., Gillis E. Influence of germiination delay on callus induction from shoot meristems of barley {Hordeum vulgare L.)// J.of Plant Physiology. -1988. -V.132, №3. -P.383-384.

105. Cooper D.C., Brink R.A. Somatoplastic sterility as a cause of seed failure after interspecific hybridization // Genetics. -1940. Vol. 25. -P.593-617.

106. Covas G. Hybridacion interspecifica en "Hordeum". I. H.compressum x H.stenostachysll Revista Argentina de Agronomia. -1950. -Vol.17. -P.78-82. Цит. по: РВА. 1950. Ref.2317.

107. Covas G., Schnack B. Hibridacion Interspecifica en Hordeum П.H.compressum x H.californicumll Revista Argentina de Agronomica. -1951. -Vol.18. -P.13-17. Цит.по: РВА. 1951. Ref.2650.

108. Cutler A.J., Saleem M., Coffey M.A., Loewen M.K. Role of oxidative stress in cereal recalcitrance// Plant Cell, Tissue and Organ. -1989. -Vol.18, №1. -P. 113-127.

109. Dale P.J., Deambrogio E. A Comparison of Callus Induction and Plant Regeneration from Different Explants of Hordeum vulgare!7 Z.Pflanzenphysiol. -1979. -Bd. 94. -P.65-77.

110. Daniel G., Einflug der Antherenausrichtung auf die Kallus bildung und Planzenregeneration bei Gerste {Hordeum vulgare L.)// Bayer Landwirt. Jahrb. -1987. -Bd. 64, №7. -P.863-871.

111. Datta S.K. Plant regeneration by pollen embryogenesis from cultured whole spike of barley {Hordeum vulgare)// Theor. and Appl. Genet. -1987. -Vol.74. -P.121-124.

112. Davies D.R. The Embryo Culture of Interspecific Hybrids of HordeumII New Phytol. -1960. -Vol.59, № 1. -P.9-14.

113. Dewey D.R. The Hordeum violaceum complex of Iran I I Am. Journal of Botany. -1979.-Vol. 66.-P. 166-172.

114. Eigel L., Koop H.U. Nurse Culture of individual cell: Regeneration of colonies from single protoplast of Nicoticma tabacum, Brassica napus and Hordeum vulgare//}. of Plant Physiology. -1989. -V.134, №5. -P.577-581.

115. Evans P.K., Keats A.G., Cocking E.C. Isolation of protoplasts from cereals leaves// Planta. -1972. -Vol.104. P.178-181.

116. Falk D.E., Kasha K.J. Comparison of die crossability of rye (Secale cereale) and Hordeum bulbosum onto wheat (Triticum aestivum)// Can. J. Genetics and Cytology. -1981. -Vol.23. -P. 81-88.

117. Falk D.E., Kasha K.J. Genetic Studies of the Crossability of Hexaploid Wheat with Rye and Hordeum bulbosum// Theor. and Appl.Genet. -1983. -Vol.64, № 4. -P.303-307.

118. Fathey S., Dismie C. High yield isolation of mesophyll protoplasts from wheat, barley and rye// Pysiologia Plantarum. -1988. -Vol.72, № 2, -Р.377-342/

119. Fedak G. A viable hybrids between Hordeum vulgare and Secale cereale// Cereal Res. Commun. -1978. -Vol.6, № 4. P.353-358.

120. Fedak G. Production, morphology and meiosis of reciprocal barley x wheat hybrids// Can. J. Genet. And Cytol. -1980. -Vol.22, №1. -P.l 17-123.

121. Fedak G. Effect of cultivar combination on meiosis in barley wheat hybrids// Can. J. Genet, and Cytol. -1982.-Vol.24, № 5. -P.575-582.

122. Fedak G. Cytogenetics of a hybrid and amphiploid between Hordeum pubiflorum and Secale africanum//Can. J. Genet, and Cytol. -1985. -Vol.27, № l. -P.l-5.

123. Fedak G., Jui P.X. Cromosomes of "Chinese spring" Wheat Carring Genes for Crossability with Betzes Barley//Can.J.Genet. and Cytol. -1982. Vol.24, N 2. -P.227-233.

124. Fedak G., Nacamura C. Chromosomal instability in a hybrid between Hordeum vulgare and Secale vavilovii//Cm. J. Genet, and Cytol. -1982. -Vol.24, №2. -P.207-212.

125. Finch R.A., Bennett M.B. Mitotic and meiotic chromosome behaviour in new hybrids of Hordeum with Triticum and Secale!/ Heredity. -1980. -Vol.44, part 2. -P.201-209.

126. Forlani R. Casi di partenicarpia in Hordeum!/ Genetica Agraria. -1950. Vol. 2. -P.193-198.

127. Fretz A., Jahne A., Lorz H. Cryopreservation of Embryogenic suspension culture of barley СHordeum vulgare L.)// -Botanica Acta. -1992. -Vol.105, №3. -P.14-145.

128. Fretz A., Lorz H. In vitro manipulation as a tool in improving cereal crops// Agro-Ihdustry Hi-tech. Reprint. -1991. -P. 16-20.

129. Fukuyama Т., Heta H., Takeda K. Variation of resistance to powdery mildew in wild barley, Hordeum spontaneumll Barley genetics Newsletter. -1986. -Vol.16. -P. 1517.

130. Funatsuki H., Lorz H., Lazzery P. A. Use of feeder cells to improve barley protoplast culture and regeneration //Plant Sciense. -1992. -Vol. 85. -Р.179-187/

131. Gamborg O.L., Eveleigh D.E. Cultyre methods and detection of glucanasesin suspension culture of wheat and barley// Can. J. of Biochemestry. -1968. -Vol.46, № 5. -P.417-421.

132. Gautheret RJ. Cultures de meristems de racines de Zea mayzll Comptes remdus hebdomadaires des l'Academie des Sciences. Serie D. Sciences naturalles. -1933. -Vol.197. -P.85-87.

133. Goldstein C.S., Kronstad W.E. Tissue culture and plant regenerationfrom immature embiyo explants of barley Hordeum vulgare// Theor. and Appl. Genet. -1986. -Vol. 71, №4. -P.631-636.

134. Grimes H.D., Hodges Т.К. The inorganic N03:NH4 ratio influences plant regeneration and auxin sensitivity in primary callus derived from immature embiyos of indica rice (Oriza sativa L.)// J.Plant Physiology. -1990. -Vol.136. P.362-367.

135. Gupta P.K., Fedak G. Intergeneric hybrids between Hordeum californicum and Triticum aestivum!/ J.Heredity. -1985. -Vol.76, № 5. -P.365-368.

136. Gupta P.K., Fedak G. 1985 Meiosis in seven intergeneric hybrids between Hordeum and Secale И Plant Breeding. -1985. -Vol.95, № 3. -P.262-273.

137. Gupta P.K., Fedak G. Meiosis in two new intergeneric hybrids between Hordeum and Secale // Plant Breeding. -1987. -Vol.99, № 3. -P. 155-158.

138. Hamilton D.G., Symko S., Morrison J.W. An anomallous cross between hordeum leporinum and Hordeum vulgaref/Cm. J. Agr. Sci. 1955. -Vol.35, № 3. - P.287-293.

139. Harlan H.V., Hayes H.K. Occurence of the Fixed Intermediate haxtoni in Crosses between H.vulgare pallidum and H.distichon palmellall J.Agr.Res. -1920. -Vol.XIX, №11.- P.575-591.

140. Но K.M., Jones E. Mingo Barley// Can. J. Plant Science. -1980. -Vol. 60, № 1. P. 279-280.

141. Hunter C.P. The effect of anther orientation on the production of microspore -derived embryoids and plants of Hordeum vulgare cv.Sabarlis// Plant Cell Reports. -1985. -Vol.4, № 5. -P.267-268.

142. Islam A.K.R.M., Shephard K.W., Sparrow D.H. Isolation and characterization of euplasmic wheat-barley chromosome addition lines// Heredity. -1981. -Vol.46, № 2. -P.161-174.

143. Islam A.K.M.R., Sparrow D.B.H. Chromosome elimination in interspecific hybrids involving Hordeum arizonicum (6x) x H.vulgare{2x) and H.arizonicum(6x) x H.buIbosum(2x)// Barley Genet. Newsletter. -1974. -Vol.4. -P.36-37.

144. Jacobsen N., Bothmer R. V. Supraspecific groups in the genus Hordeum// Hereditas. -1992. Vol. 116, № 1-2.-P. 21-24.

145. Jahne Т., Lazzeri P.A., Jager-Gussen M., Lorz H. Plant regeneration from embryonic cell suspensions derived from anther cultures of barley (H.vulgare)// Theor. and Appl. Genet. -1991. Vol.82. -P.74-80.

146. Jones I.T., Pickering R.A. The mildew resistance of Hordeum bulbosum and its transference into H.vulgare genotypes.// Ann. Appl. Biology. -1978. Vol. 88. -P.295-298.

147. Jacobsen N., Bothmer R. Supraspecific groups in the genus Hordeum // Hereditas. -1992. -Vol. № 1-2. -P.21-24.

148. Jahne A., Lazzeri R.A., Lorz H. Regeneration of fertile plants from protoplast derived from embryogenic cell suspension of barley (Hordeum vulgare L.)// Plant cell Reports. -1991. -Vol.10,№ 4. -P.l-6.

149. Jalani B.S., Moss J.P. The Site of Action of the Crossability Genes (Krl, Kr2) between Trilicum and Secale. 1.Pollen Germination, Pollen Tube Growth and Number of pollen Tubes// Euphytica. -1980. Vol.29, N 3. -P.571-579.

150. Jelaska S., Rengel Z., Cesar V. Plant regeneration from mesocotyl callus of Hordeum vulgare L.//Plant Cell Reports. -1984. -Vol.3, №4. -P. 125-129.

151. Jiang J., Lui D. New Hordeum-Triticum hybrids// Cereal. Res. Commun. -1987. -Vol.15, № 2-3.-P.95-99.

152. Jonson P. A., Pickering R.A. PCR detection of Hordeum bulbosum introgression in a H.vulgare background using a retrotransposon-like sequence// Theor. and Appl. Genetics. -2002. -Vol. 104. P.720-726.

153. Jorgensen R.B. Biosystematics of Hordeum bulbosum L. // Nord. J. of Botany. -1982.-Vol.2.-P.421-434.

154. Jorgensen RB. Relationships in the barley genus {Hordeum): An electrophoretic examination of proteins//Hereditas. -1986. Vol. 104. -P.273-291.

155. Jorgensen R.B., Andersen B. Karyotype analysis of regenerated plants from callus cultures in interspecific hybrids of cultivated barley (Hordeum vulgare L.)// -Theor. Appl. Genet. -1989. -Vol. 77. -P.343-351.

156. J0rgensen R.B., Jensen C.J., Andersen В., Bothmer R. High capacity of plant regeneration from callus of interspecific hybrids with cultivated barley (Hordeum vulgare L.)//Plant Cell, Tissue and Organ Culture. -1986. -V6. P. -199-201.

157. Jorgensen R.B., Bothmer R. Haploids of Hordeum vulgare and H.marinum from crosses between the two species// Hereditas. -1988. Vol.108, № 2. -P.207-212.

158. Kao K.N., Michailuk M.R. Nutritional requirements for growth of Vicia hajastana cell and protoplasts at a very low population density in liquid mediaII -Planta. -1975. -Vol.126.-P. 105-110.

159. Kasha K.J. Haploid from somatic cells/ In: Haploids in Higher Plants. Proc. of Int/ Symp. Unev. Of Guelph. Ed. by Kasha K.J. -1974. -P. 67-87.

160. Katoh J., Hasegawa Т., Suzuki Т., Fujii T. Plant regeneration from the callus derived from mature embryo of Hiproly barley Hordeum Distichum L.// Agricultural and Biological Chemistry. -1986. -Vol.50, № 3. -Р.761-762/

161. Kihara M., Funatsuki H. Fertale Plant Regeneration from Barley {Hordeum vulgare L.)//Breeding Science. -1994. -Vol.44. -P.157-160.

162. Klassen A.J., barter E.N. In vitro Culture of Ovaries Produced from a Barley-Rye Cross// Can.J.Genet. and Cytol.- 1967. -Vol. 9, № 2. P.404-407.

163. Kohler F., Wenzel G. Regeneration of isolated barley microspores in conditioned media and trials to characterize the responsible factor//J.of Plant Physiology. -1985. -Vol. 121,№2. -P.181-191.л

164. Komatsuda Т. A quantitative trait locus (QTL) that enhances the shoot differentiation rate in barley Hordeum vulgare!I Annual Report of National Institute of Agrobiological Resources, Japan. -P. 11-12.

165. Konzak C.F., Randolf L.F., Jensen N.F. Embryoculture of Barley Species Hybrids. Cytological Studies of Hordeum sativum x Hordeum bulbosum//J.Hered. -1951. -Vol. 42, №3.-P. 124-134.

166. Kott L.S., Howarth M.J., Peterson R.L., Kasha KJ. Light and electron microscopy of callus initiation from haploid barley embryos// Canadian J. of Botany. -1985. -Vol.63, № 10.-P. 1801-1805.

167. Kott L.S., Kasha K.J Initiation and morphological development of somatic embryoid s from barley cell cultures// Can. J. Botany. -1984. -Vol. 62. -P.1245-1249.

168. Krogaard H., Anderson A.S. Effect of cellulase fractionation on the viability of cultured barley (H.vulgare L.) protoplasts// Physiologia plantarum. -1990. -Vol. 80, №1. -P. 119-125.

169. Kruse A. An in vivo/vitro embryo culture technique// Hereditas. -1970. -Vol. 77, № 2. -P.219-224.

170. Kruse A. Hordeum x Triticum hybrids// Hereditas. -1973. -Vol.84, №2. -P.157-161.

171. Kuckuck H. Artkreuzungen bei Gerste// Zuchter. -1934. -Bd.6, H.ll-12. -P.270-273.

172. LandstrOm Т., Bothmer R.V., Dewey D.R. Genomic relationships in the Hordeum brevisubulatum complex // Can. Journal of Genetics and Cytology. 1984. -Vol. 26.-P.569-577.

173. Lange W. Crosses between Hordeum vulgare L. and Hordeum bulbosum L.l.Production, Morphology and Meiosis of Hybrids, Haploids and Dihaploids// Euphytica. -1971. -Vol.20, № 1. -P. 14-29.

174. Lange W. Crosses between Hordeum vulgare L. and Hordeum bulbosum L. 2.Elimination of Chromosomes in Hybrid Tissues// Euphytica. -1971. Vol.20, N 2. -P.181-194.

175. Lange W. Cytogenetical and embiyological research on crosses between Hordeum vulgare and H.bulbosumII Stichting voor Plantenveredeling. S.V.P. Wageningen. -1969. -P.41-156.

176. Lazzeri P., Brettschneider R., Luhrz R., Lorz H. Stable transformation of barley via PEG-induced direct DNA uptake into protoplast// Theor. Appl.Genet. -1991. Vol. 81. -P.437-444.

177. Laurie D. A. Factors affecting the frequency of fertilization in Triticum aestivum cv.Highbury x Zea mays cv. Seneca 60 crossesH Plant Breeding. 1989. -Vol.103. -P.133-140

178. Laurie D. A., Bennet M. D. The effect of the crossability loci Krl and Kr2 on fertilization frequency in hexaploid wheat x maize crosses// Theor. Appl. Genet. 1987.-Vol. 73. P.403-409.

179. Lein A. Die genetische Grundlage der Kreuzbarkeit zwischen weizen und Roggen// Leitschrift fur induktive Abstammungs und Vererbungslehre. -1943. Bd.81, N 1. -P.28-61.

180. Lein A. Naturliche Standortevon diploiden und tetraploiden Hordeum bulbosum L.// Zuchter. -1948. Vol.19. -P. 6-9.

181. Linnaeus C. Species Plantarum. 1st ed., Vol. 1. Stockholm. 1753.

182. Liu L.C., Schooler A.B. Hordeum depressum Rybd.x Allotetraploid (H.marinum Huds. x H.pusittum Nutt.)// Cytologia. -1965. Vol.30, № 2. -P.201-204.

183. Luhrs R., Lorz H. Plant regeneration in vitro from embryogenic cultures of spring and winter type barley (Hordeum vulgare L.) varieties// Theor. Appl. Genet. -1987. -Vol.75. -P. 16-25.

184. Luhrs R., Lorz H. Initiation of morphogenic cell-suspension and protoplast cultures of barley {Hordeum vulgare L.)//Planta. -1988. -Vol.175, № 1.-P.71-81.

185. Luppotto E. Callus induction and plant regeneration from barley mature embryos// Annals of Botany. -1984. -Vol.54, №4. -P.523-529.

186. Malloch W.S. An F1 Species Cross between Hordeum vulgare and Hordeum muranium// American Naturalist. -1921. V.55. -N 638 P.281-286.

187. Martin A., Padilla J.A., Fernandes J. The amphiploid Hordeum chilense x Triticum aestivum ssp.sphaerococcumII Plant Breeding. -1987. Vol.99, № 4. -P.336-339.

188. Martin A., Sanches-Monge L. Effect of the 5B on control of pairing in Hordeum chilense x Triticum aestivum hybrids// Z. Pflanzenzuchtung. -1980. -B.85, № 5. -P.123-127.

189. Martin A., Sanches-Monge L. Cytology and morphology of the amphiploid Hordeum chilense x Triticum turgidum conv. durum!I Euphytica. -1982. -Vol. 31, № 1. 687-700.

190. Mathias R., Espinosa S., Robbelen G. A new embryo rescue procedure for interspecific hybridization// Plant Breeding. -1990. -Vol.104, № 3. -P258-261.

191. Mathias R.J., Fukuji K., Law C.N. cytoplastic effects on the tissue culture response of wheat (Triticum aestivum) callus// Theor. and Appl. Genet. -1986. -Vol,72, №1. -P.70-75.

192. Mendell R.R., Milller В., Schulze J. Delivery of foreign genes to intact barley cells by high-velocity microprojectiles// Theor. and Appl. Genet. -1989. -Vol. 78, № 1. -P.31-34.

193. Merkle O.G., Webster J.A., Morgan G.H. Inheritance of a Second Source of Greenbug Resistance in Barley// Crop Sciense. -1987. -Vol.27. -P.241-243.

194. Mohanty B.D., Ghosh P.D. Somatic embryogenesis and plant regeneration from leaf callus of Hordeum vulgare!! Annals of Botany. -1988. -V.61, №5. -P551-555.

195. Mordhorst A.P., Lorz H. Embryogenesis and development of isolated Barley {Hordeum vulgare L.) microspores are influenced by the amount and composition of nitrogen sources in culture media// J.of Plant Physiology. -1993. -Vol.142. -P.485-492.

196. Morrison J.W., Hannah A.E., Loiselle R., Symko S. Cytogenetic Studies in the Genus Hordeum. 2.1nterspecific and intergeneric Crosses// Can.J.Plant Sci. -1959. -Vol.39, № 3.-P.375-383.

197. Mouriten P., Holm P.B. Chloroplast genome breakdown in microspore cultures of barley (Hordeum vulgare) occurs primarily during regeneration// J.Plant Physiology. -1994. -Vol. 144, №4-5. -P.586-593.

198. Mujeeb-Kazi A., Rodrigues R. Cytogenetics of a Hordeum vulgare x Triticum turgidum hybrid and its backross progenies with T.turgidumll J.Heredity.-1983. -Vol.74., №2. -P.109-113.

199. Mujeeb-Kazi A., Rodrigues R. Meiotic instability of Hordeum vulgare x Triticum aestivum hybrid// J.Heredity.-1983. -Vol.74., № 4. -P.292-296.

200. Muntzing A. Uber die Entstehugsweise 56 chromosomiger Weizen Roggen -Bastarde// Zutcher. -1936. -Bd.8, № 7-8. -P. 188-191.

201. Muller В., Schulse J, Wegner U. Establishment of barley cell suspension cultures of mesocotyl origin suitable for isolation of dividing protoplasts// Biochemie und Physiologie der Pflanzen. -1989. -Bd.185, H 1/2. -Р.123-130/

202. Murashige Т., Skoog F.A. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures// Physiologia plantarum. -1962. -Vol.15. -P.473-497.

203. Nakamura C., Keller W., Fedak G. In vitro propagation and chromosome doubling of Triticum crassum x Hordeum vulgare hybrid// Theoretical and Applied Genetics. -1984. V.60, №1. -P.80-96.

204. Nettancourt de D., Devreux M., Laneri U., Paccini E., Cresti M., Sarfatti G. Ultrastructural Aspects of Unilateral Interspecific Incompatibility between Lycopersicum esculentum// Caryologia. 1973. Vol.25. - Suppl. 207-217.

205. Norstog K. Induction of embryo like structures by kinetin in cultured barley// Developing Biology. -1970. -Vol. 23. -P.665-670.

206. Orton T.J. A quantitative analysis of growth and regeneration from tissue cultures of Hordeum vulgare, H.jubatum and their interspecific hybrid// Environmental and Experimental Botany. -1979. -Vol.19. -P.319-335.

207. Orton T.J. Chromosomal Variability in tissue Cultures and Regenerated Plants of Hordeum!! Theor.Appl.Genet. -1980. -Vol. 56. P.101-112

208. Orton T.J. Haploid barley regenerated from callus cultured of Hordeum vulgare x Hjubatumll J.Heredity. 1980. -Vol.71, №4. -P.280-282.

209. Padilla J.A., Martin A. Cytology, fertility and morphology of amphyploids Hordeum chilense x tetraploid wheats (Tritordeum)// Plant Breeding. -1987. -Vol.99, №4. -P.295-302.

210. Petersen G. Meiosis of intergeneric hybrids between polyploid species of Hordeum and Secale // Hereditas. 1992. - Vol. 116. -№ 1-2. - P.101-105.

211. Pickering R.A. Further investigations on partial incompatibility in crosses between Hordeum vulgare L.and H.bulbosum L.// Proc. Conf. Broadening Genet.Base.Crops. Wageningen, 1978. -1979. -P.319-325

212. Pickering R.A. Partial incompatibility between Hordeum vulgare L.and H.bulbosum L// Incompatibility Newsletter. -1979. Vol. 11.- P.27-29.

213. Pickering R.A. Pollen tube stylodium interaction in Hordeum vulgare L. x H.bulbosum L. // Proc.Fourth Int. Barley GenetSymp. Edinburg. -1981. -P.666-676.

214. Pickering R.A. The influence of genotype on doubled haploid barley production // Euphytica. -1983. -Vol.32. -P.863-876.

215. Pickering R.A. The location of a gene for incompatibility between Hordeum vulgare L. and H.bulbosum L. // Heredity. -1983,a. -Vol.51. -P.455-459.

216. Pickering R.A. Crossability relationships between certain cpecies in the Hordea H Barley Genetics Newsletter. -1984. -Vol.14. -P. 14-17.

217. Pickering R.A. Partial control of chromosome elimination by temperature in immature embryos of Hordeum vulgare L. x H.bulbosum L.// Euphytica. -1985. -Vol.34. -P.869-874.

218. Pickering R.A. The production of fertile triploid hybrids between Hordeum vulgare L. (2n-2x=14) and H.bulbosum L. (2n=4x=28)// Barley Genetics Newsletter. -1988. Vol. 18. -P.25-29

219. Pickering R.A. Monosomic and double monosomic substitutions of Hordeum bulbosum L. chromosomes into H.vulgare L.// Theor and Appl. Genetics. -1992. -Vol.84. -P.466-472.

220. Pickering R.A., Fautrier A.G. Anther culture-derived regenerants from Hordeum vulgare x Hordeum bulbosum crosses// Plant Breeding. -1993. -Vol.110. -P.41-47.

221. Pickering R.A., Malyshev S., Kunzel G., Johnson P.A., Korzun V., Menke M. Schubert I. Locating introgressions of Hordeum bulbosum chromatin within the H.vulgare genome//Theor. and Appl. Genet. -2000. -Vol. 100. -P.27-31.

222. Pickering R.A., Timmerman G.M., Cromey M.G., Melz G. Characterisation of progeny from backcrosses of triploid hybrids between Hordeum vulgare L.(2x) and H.bulbosum L.(4x) to H.vulgareII Theor. and Appl. Genet. -1994. -Vol.88. -P.460-464.

223. Pluckett D.L., Smith N.J.H., Williams J.T., Anishetty N.T. Crop germplasm conservation and developing countries// Sciense. 1983. -Vol. 220. -P.163-169.

224. Pohler W., Clauss E. Analyse und Sekundarpaarung bei Hordeum maritinum -Secale cereale Bastarden unter Einbezichungder Giemsa-Banding Technik// Arch. Zuchtungsforschung. -1980. -B.10, H.4. -S.203-215.

225. Pohler W., Clauss E., Staat B. Confirmation of genetic diploidization in Hordeum geniculatum All. // Arch.Z. ZQchtungsforschung. -1986. -B.16, H.l. -S. 91-94.

226. Powell W., Dunwell J.M. In vitro genetics of barley {Hordeum vulgare L.): Response of immature embryos to 2,4-dichlorophenoxyacetic acid// Heredity. -1987. -Vol.58, № 3.-P.75-80.

227. Powell W., Caligari P.D.S. The in vitro genetics of barley (Hordeum vulgare L.)detection and analysis of reciprocal differences for culture response to 2,4-dichlorophenoxyacetic acid//Heredity. -1987. -Vol.59. Р.293-299/

228. Quincke F.L. Interspecific and Intergeneric Crosses with Hordeum// Can. J. Res. Section C. -1940. -Vol.18, № 8. -P.372-373.л

229. Rajhathy Т., Symko S. Cytogenetics of Pentaploid Hybrids in Hordeumll Genetics. -1963. -Vol.48, № 7. -P.906.

230. Rajhathy Т., Symko S. High frequency of haploids from crosses of Hordeum lechlery (6x) x H.vulgare (2x) and H.jubatum{4x) x H.bulbosum(2x)// CanJ.Genet. and Cytology. -1974. -Vol.16. -P.468-472.

231. Ramagopal S. Barley protein associated with tissue dedifferentiation// J.Plant Physiology. -1989. -Vol.134, № 4. -P.395-405.

232. Rengel Z., Jelaska S. Somatic embryogenesis and plant regeneration from seedling tissues of Hordeum vulgare U! J. Plant Physiology. -1986. -Vol.124, № 5. -P385-392.

233. Rimpau W. Kreuzungsprodukte Landwirtschaftlicher Kulturpflanzen. Berlin Verlag von Paul Parey -1891. -39 s.

234. Rimpau W. Die genetiche Entwickelung der verschiedener Formen unserer Saatgerste// Landwirtschaftlicke Jahrbucher. -1892. -Bd.21. -S.699-702

235. Rosen W.G. Pollen Tube Growth and Fine Structure/ In: Pollen Development and Fhysiology. London. -1971. -P. 177-189.

236. Rotem-Abarbanell D., Breiman D. Plant regenerationfrom immature and mature embryo derived calli of Hordeum marinum// Plant Cell Tissue and organ culture. -1989. -Vol.16. -P273-276.

237. Ruiz M.L., Rueda J, Pelaez M.J., Espino F.J., Candela M., Sendino A.M., Vazquez A.M. Somatic embryogenesis, plant regeneration and somaclonal variation in barley// Plant Cell, Tissue and Organ Culture. -1992. -Vol.28, № 1. -P. 97-101.

238. Schooler A.B. A Form of Male Sterility in Barley Hybrids// J.Heredity. -1967. -Vol.58, N 5.-P.206-211.

239. Schooler A.B. Intergeneric Hybrids between Allohexaploid {Hordeum depression x H.compressum) and Autotetraploid Svalof Rye {Secale cereale)H Botanical Gazette. 1967. -Vol.128,№2. -P.l 13-116.

240. Schooler A.B. Wild Barley Hybrids. H.marinum x H.pusillum// J.Hereditas. 1963. Vol.1963, N 2.-P.51-54.

241. Schooler A.B. Wild Barley Hybrids// J.Hereditas. -1960. -Vol.51, № 4. -P. 179-181.

242. Schulze J., Mulier В., Ryschka U. Isollation of protoplasts from immature embryos of wheat and barley//Arch. Zuchtungsforschtung. -1989. -Vol.19, № 4. -P.305-309.

243. Segal A., Dtirr K.H., Fischbeck G., Zohari D., Wahl I. Genotypic Composition and Mildew Resistance in a Natural Population of Wild Barley, Hordeum spontaneumII Plant Breeding. -1987. -Vol.99. -P. 118-127.

244. Seguin-Swartz G., Kott L., Kasha K.J. Development of haploid cell lines from immature barley, Hordeum vulgare, embryos// Plant Cell Reports. -1984. -Vol. 3, № 3. -P.95-97.

245. Simpson E., Snape J.W., Finch R.A. Variation between Hordeum bulbosum genotype in their ability to produce haploids of barley, Hordeum vulgarell Z.pflanzenzuchtung. -1980. -Vol. 85. -P.205-211.

246. Sisodia N.S., Shebeski L.H. Synthesis of Homozygous Interchange Stocks in Barley (H.vulgare L.) Involving Twelve Cromosomes in a Singl Complex// Can.J.Genet.and Cytol. 1964. V.6. N 4. P.480-487.

247. Sitch L.A., Snape J.W, Firman S.J. Intrachromosomal mapping of crossability genes in wheat (Triticum Aestivum)// Theor. and Appl. Genet. -1985. -Vol. 70, № 3. -P.309-314.

248. Smith L. Cytology and Genetics of Barley// Bot.Rev. 1951. - Vol.17, № 1. - P.l-51.

249. Snape J.W., Chapman V., Moss J., Blanchard C.E., Miller Т.Е. The crossabilities of wheat varieties with Hordeum bulbosum// Heredity. -1979. -Vol.42, № 3 . -P.291-298.

250. Solntseva M.P., Pendinen G.I., Chernov V.E. Haploids in crosses Hordeum marinum (4x) x H.vulgare!I Apomixis Newsletter. -1998., № 10. http:// 192.100.189.39

251. Staat В., Pohler W. Meiotische chromosomen paarung bei Hordeum jubatum -Secale - Bastarden und Ruchkreungsprodukten mit Kulturroggen// Arch.Zuchtungsforschung. -1984. -B.14, Н.1. -S.57-68.

252. Staat В., Pohler W., Clauss E. Unervartet starke Homoologenpaarung bei Bastarden zwischen Hordeum geniculatum All. //Arch.Zuchtungsforschung. -1985. -B.15, H.l.-S. 19-25.

253. Subrahmaniam N.C. Haploids and hybrids following interspecific crosses// Barley Genet. Newsl. -1978. -Vol.8. -P.97-99.

254. Subrahmaniam N.C. Haploidy from Hordeum interspecific crosses. I.Polyhaploids of H.parodii and Н.ргосегит!I Theor. and Appl. Genet. -1977. -Vol.49. -P.209-217.

255. Subrahmaniam N.C. Haploidy from Hordeum interspecific crosses. 2. Dihaploids of H.brachyantherum and H.depressumII Theor. and Appl. Genet. -1979. -Vol.55. -P. 139-144.

256. Subrahmaniam N.C. Haploidy from Hordeum interspecific crosses. 3. Trihaploids of H.arizonicum and H.lechleryll Theor. and Appl. Genet. -1980. -Vol.56. -P.257-263.

257. Sunderland N., Xu Z.H. Shed pollen culture in Hordeum vulgare //J.of Experimental Botany. -1982. -Vol.33, № 1. -P.47-49.

258. Symko S. Haploid Barley fropm Crosses of Hordeum bulbosum(2x) x Hordeum vulgare{2x)ll Can.J.Genet. and Cytol. -1969. -Vol.11., № 3. P.602-608.

259. Szarka В., Gflnter I., Molnar-L£ng M., M6rocz Z., Dudits D. Mixing of maize and wheat genomic DNA by somatic hybridization in regenerated sterile maize plants// Theor. Appl. Genet. -2002. -Vol. 105, № 3. P. 1-7.

260. Thomas J.R., Mujeeb K.A., Rodriques R., Bates L.S. Barley x wheat hybrids// Cereal Res. Commun. -1977. -Vol.5, №2. -P.l81-191.

261. Thomas H.M., Pickering R.A. Barley x rye crosses: the morphology and cytology of the hybrids and the amphidiploids//Z.Pflanzenzuchtung. -1979. -Vol.82. -P. 193-200.

262. Thomas H.M., Pickering R.A. Chromosome elimination in Hordeum vulgare x H.bulbosum hybrids. 1. Comparison of stable and unstable amphidiploid// Theor. and Appl. Genet. -1983. -Vol.66. -P. 135-140.

263. Thomas H.M., Pickering R.A. Comparisoms of the hybrid Hordeum chilense x H.vulgare, H.chilense x H.bulbosum, H.chilense x Secale cereale and the amphidiploid of H.chilense x H.vulgare II Theor. and Appl. Genet. -1985. -Vol. 69. -P.519-522.

264. Thomas M.R.,, Scott K.J. Plant regeneration by somatic embryogenesis from callus initiated from immature embryos and immature inflorescens of Hordeum vulgarell J. Plant Physiology. -1985. -Vol.121, № 2. -P.159-169.

265. Thompson W.P., Johnston D. The cause of incompatibility between barley and rye// Canadian J. of Research. Section C. -1945. -Vol.23, №1. -P. 1-15.

266. Thiele V., Pickering R.A., Melz G., РоЫег W. Identification of Hordeum bulbosum chromosomes in H.vulgare H.bulbosum substitutions using isozyme markers// Genome. -1992. -Vol. 35. -P.454-460.

267. Ukai Y, Nishimura S. Regeneration of plants from callus derived from seeds and mature embryos in barley// Japan Journal of Breeding. -1987. -Vol.37. № 4. -P.405-411.

268. Vasil I.K. Developing Cell and tissue Culture Systems for the Improvement of Cereal and Grass Crops// J. of Plant Physiol. -1987. -Vol. 128. -P. 193-218.

269. Vithanage H.J.M.V., Heslop-Harrison J.The Pollen Stigma Interaction: Fate of Fluorescent Labelled Pollen, Wall Proteins on the Stigma Surface in Rye (Secale cereale)// Ann.Bot. - 1979. - Vol.43., №1. P. 113-114.

270. Wagenaar E.B. The Cytology of Three Hybrids Involving Hordeum jubatum L,: the Chiasma Distribution and the Occurence of Pseudo-ring Bivalents in Genetically Induced Asinapsis// Can.J.Bot. -1960. -Vol.38., №1. P.69-85.

271. Wang X.H., Lazzeri P.A., Lorz H. Regeneration of haploid, dihaploid and diploid plants from anther- and embryo-derived cell suspensions of wild barley (Hordeum murinum L.)//J. Plant Physiology. -1993. -Vol.141. -P.726-732.

272. Wang X. H., Lorz H. Plant regeneration from protoplasts of wild barley {Hordeum murinum L.)//Plant Cell Reports. 1994. -Vol. 14. P. 139-144.

273. Watanabe K. Studies on the germination of grass pollen. I Liquid exudation of the pollen on stigma before germination// The Botanical Magazine. -1955. -Vol.68, № 800. -P.40-44.

274. Weibull J. Screening for resistance against Rhopalosiphum padu (L.). Hordeum specias and interspecific hybrids//Euphytica. -1987. -Vol. 36, № 2. -P. 571-576.

275. Wheatley W.G., Marsolais A.A., Kasha K.J. Microspore growth and anther stading in barley anther culture// Plant Cell Reports. -1986. -Vol.5, № 1. -P.47-49.

276. Wojciechowska B. Hybrid plants from crosses between Hordeum vulgare L. and Triticum persicum L.// Genet. Polon. -1986. -Vol.27, № 1-2. -P. 19-27

277. Wojciehowska B. Barley haploids and hybrids regenerated from callus tissue of Hordeum vulgare L. x Secale cereale L.// Genet. Polon. -1987. -Vol.28, № 3. -P.217-223.

278. Wu H., Mc Согшас А.С., Elliot М.С., Chen D.F. Agrobacterium mediated stable transformation of cell suspension cultures of barley {Hordeum vulgare)!I Plant Cell and Organ Culture. -1998. -Vol.54. -P.161-171.

279. Xia G. M., Chen H. M. Plant regeneration from intergeneric somatic hybridization between Triticum aestivum L. and Leymus chinensis (Trin.), Tzvel. // Plant Sciens. 1996,-Vol.120.-P.197-203.

280. Xia G., Li Z.,Wang S., Xiang F., Liu J., Chen P., Liu D. Asymmetric somatic hybridization between haploid common wheat and UV-irradiated Haynaldia villosa // Plant Science. -1998. -Vol. 137. -P.217-223.

281. Zhou A., Xia G., Chen H., Ни H. Comparative study of symmetric and asymmetric somatic hybridization between common wheat and Haynaldia villosa/! Science in China. Ser. C. -2001. -Vol.44., № 3. -P.294-304.

282. Zhou A., Xia G., Chen H., Zhang X., Ни H. Analysis of chromosomal and organellar DNA of somatic hubrids between Triticum aestivum and Hynaldia villosa Schur.// Mol.Gen. and Genom. 2001. -Vol.265, № 3. P.387-393.

283. Zenkteler M., Nitzshe W. Wide hybridization experiments in cereals// Theor. and Appl. Genet. -1984. -Vol. 68. -P.311-315.

284. Zeven A.C. Martinus Willem Beijerinck, a Hybridizer of Triticum and Hordeum Species at the End of the 19-th Centuryand His Investigation into the Origin of Wheat// Euphytica. 1970. V.19., № 2. P.263-275.

285. Ziauddin A., Kasha K.J. Long-term callus cultures of diploid barley (Hordeum vulgare) I Auxin effects on culture initiation and maintenance// Euphytica. -1990. -Vol. 48, № 2. -P.171-176.

286. Ziauddin A., Simon E., Kasha K.J. Improved plant regeneration from shed microspore culture in barley (Hordeum vulgare L.) cv. Igri// Plant Cell Reports. -1990. -Vol.90, № 2. -P.69-72.

287. Zimny J., Ldrz H. High Frequency of somatic Embryogenesis and Plant Regeneration of Rye (Secale cereale L.) // Plant Breeding. -1989. Vol.102. -P.89-100.

Информация о работе

Чернов, Владимир Евгеньевич
кандидата биологических наук
Санкт-Петербург, 2004
ВАК 03.00.15

Диссертация

Гибридизация Hordeum vulgare L. с дикорастущими видами ячменя и культивирование in vitro видов и межвидовых гибридов - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы