Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ИДЕНТИФИКАЦИЯ ЦЕННЫХ ГЕНОТИПОВ АЛЛОЦИТОПЛАЗМАТИЧЕСКИХ ФОРМ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ НА ЦИТОПЛАЗМЕ SECALE CEREALE

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "ИДЕНТИФИКАЦИЯ ЦЕННЫХ ГЕНОТИПОВ АЛЛОЦИТОПЛАЗМАТИЧЕСКИХ ФОРМ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ НА ЦИТОПЛАЗМЕ SECALE CEREALE"

А-ЪИМВ

На правах рукописи

■

Ммаммед Резаул Карим

Идентификация ценных генотипов аллоцитоЦлазматических форм яровой пшеницы на цитоплазме 5еса1е сегеа!е

(06.01.05 - Селекция И семеноводство) '

%

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва - 1999 г.

к-

Р^ота выполнена на кафедре гс нет и ки и. селекции сельскохозяйственного факультета Российского университета дружбы народов.

Полевые исследования проводили на опытном поле лаборатории селекции и семеноводства Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева,

Научный руковод!-ггеяь * кандидат биологических наук,

доцент О.Г.Семенов

Официальные оппоненты - доктор сельскохозяйственных наук,

профессор И.П.Фярсов; ■кандидат сельскохозяйственных наук В Д. Артамонов.

Ведущая организация - Московская сельскохозяйственная академия им. К. А.Ти Шфязева.

Защита Диссертации состоится * 16 "июня 1999года час.

на заседании диссертационного совета . К 053.22.22. в Российском университете дружбы народов по адресу: 117198 Москва, ул. Миклухо-Маклая, дом 8, корпус 2 (Сельскохозяйственный факультет, лекционный зал 1).

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Российского университета дружбы народов по адресу; 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, дом б;

Автореферат разослан 1999 года.

ч/

И.о. Ученого секретаря диссертационного Совета, кандидат биологических наук, доцент

О.Г.Семенов

L ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

А к*т va л ь ность темы

Известно, что идентификация видов, сортов, биотипов и других

биологических систем с использованием белковых, маркеров является важнейшим элементом селекционно-генетической работы.* Она необходима для выявления и выделения желаемых генотипов из сложных сортовых и гибридных популяций, для идентификации сортов, определения их биотипного состава, установления их однородности и стабильности. Особенно остро проблема идентификации возникает при использовании методов селекции, позволяющих получать • генетически' разнообразный материал. В частности, к таким методам можно отнести метод создания новых генетических систему пшеницы путем перемещения ядра T.aestivum в процессе беккроссирования в чужеродную цитоплазму различных ' видов Egilops, Triticum, Secale и др.

Такие формы, получившие название аллоцито плазматических пшениц (АЦПГ), имеют рад биологических особенностей,- обусловленных, спецификой взаимодействия ядерного генома T.aestivum С чужеродной цито-

1

плазмой. Поэтому идентификация этих форм с помощью белковых маркеров расширяет возможности понимания этих особенностей и помогает' более целенаправленно использовать их в селекционной работе,

: - Настоящая работа осуществлена в рамках Федеральной целевой про-, граммы "Интеграция" (раздел Исследование механизма, адаптации: важнейших сельскохозяйственных культур к действию экстремальных абиотических факторов различной физиологической природы с■ целью идентификации молекулярных и биохимических критериев стресс-толерантности"), этап 4.0 и 4.1 (Оценка селекционного материала и полу-

0' йЛ И ОТЕКА

Моск..

Цель ii задачи исследования

Главная цель исследования заключалась в идентификации гибридных форм плиний аллоцитоштаэматической тпеницы. T.aestivum; на цитоплазме S.cereale- с использованием наиболее современного метода геномной in situ гибридизации, а тате методов оценки генотипов на основе, электрофоретических маркеров белка. Эти гибридные комбинации

представляют особую ценность, поскольку некоторые из них обладают вы-

<

сокой продуктивностью растений, а также характеризуются гетерозис ным эффектом, сохраняющимся в поколениях.

v Конкретными задачами исследований являлись:

I. Провести идентификацию отдельных растений, выращенных из зародышей зерновок АЦПГ (S.cereale) после позернового анализа глиадинов и эстеразы в их эндосперме,- ... *

■ 2. Индивидуальный анализ - элементов5 продуктивности у каждого растения, выращенного из изолированного зародыша.

3. .Идентификация перспективных • гибридных комбинаций (AUTir(S cerealе) х Этгта) по элеетрофоретическим спектрам глиадина и эстеразц. . .

. 4.-. Идентификация наиболее; продуктивных линий АЦПГ яровой пшеницы T.aestivum на цитоплазме S.cereale по элеетрофоретическим спектрам изофермеитов (эсгеразы).

5. Провести анализ электрофоретических спектров глиадина и эстеразы у реципрокиых гибридов, различающихся наличием (отсутствием) чужеродной цитоплазмы S.cereale.

- Практическая значимость работы

■ Комплексная оценка алпоцитоплазматических форм яровой пшеницы .T.aestivum на чужеродной цитоплазме S.cereale с применением электрофоретических методов анализа запасных белков и. изофермеитов позволила идентифицировать ценные генотипы и с учетом количественных характе-

ристик их продуктивности выделить наиболее перспективные для использования в селекционных программах в качестве доноров хозяйственно-ценных признаков.

Научная новизна

Установлен внутргошнейный полиморфизм по злектрофоретичесхим спектрам глиадина у отдельных морфологически идентичных линий ал-лоцитогшазматическоГг яровой пшеницы. Проведена идентификация линий АЦДГ, участие которых в гибридизации (в качестве материнских форм) обусловливает во многих комбинациях проявление гетерозисного эффекта. Методом геномной ш гибридизации показано, что АЦПГ формы не имеют чужеродного хроматина и поэтому представляют удобный модельный объект для изучения вопросов, связанных с ядерно-цитоплазматическим взаимодействием.

Апробация работы. Основные материалы диссертации были неоднократно доложены на заседаниях кафедры генетики и селекции и на научных конференциях профессорско-преподавательского состава с/х факультета Российского университета дружбы народов (1997-1999 гг.).

Публика»им. По материалам диссертации опубликовано две статьи.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обаора литературы, методической и экспериментальной часта, включающей результаты, их обсуждение и выводы. Материалы диссертации изложены на_страницах, содержат _ таблиц и _ рисунков.

Список литературы включает_наименований, в том числе _

иностранных источников.

И, ОБЪЕКТЫ, МЕТОДЫ И УСЛОВИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Объект нсследооання.

Объектом исследований являлись формы аллоцитоплазмат ич ее кой яровой пшеницы на цитоплазме Эесак сегеа1е. Среди них - рецнпрокные гибриды АЦПГ яровой пшеницы, различающиеся наличием (отсутствием) чужеродной цитоплазмы, а также ' различные. линии, имеющие данный типа цитоплазмы, созданные в результате отборов продуктивных колосьев из гибридных популяций.

2Л. Методика проведения полевых К лабораторных опытов.

2.2.1. Методика идентификации по морфологически** признакам.

В течение ряда лет "изучали гибридные формы и линии АЦПГ (З.сегеаЬ) по важнейшим биологическим и хозяйственно-ценным признакам. Оценку этих свойств и признаков проводили по единой методике^ При анализе полученных результатов учитывали погодные условия, оказывавшие влияние на темпы развития и продуктивность растений, и закономерности формирования элементов продуктивности на тех или иных этапах органогенеза, которые отражены в схеме Ф.МКуперман и О.Г.Семенова (1969). Особое внимание уделяли оценке однородности и контрастности изучаемого материала.

Фенологические наблюдения л оценку особенностей роста и развития, а также признаков осуществляли систематически на протяжении всего периода вегетации согласно классификатору (Классификатор рода Тписшп и 1977).

Оценку степени выраженности признаков, отличимости, однородности и стабильности осуществляли по "Таблице признаков", приведенной в учебно-методячесгом пособии "Щентификация испытываемых сортов основных зерновых культур по морфологическим признакам для определения их генетической однородности и константности" {Демкин, Семенов,

1998), а тагже по Классификатору рода TriticmiL. :

2.2.2. Методика оценки степени гомогенности (или:гетерогенности) у различных форм АЦПГ по злектрофоретическим спектрам глиа-дина. ' .

Глиадины экстрагировали из размолотых половинок зерновок 70 % этанолом при 40° С в течение 40 мин. После центрифугирования (15 мин при 4000-5000 об/мин) в- супернатант добавляли ■ лактатный буфер (рН 3.1), содержащий краситель мет кленовый зеленый н 80% сахарозу (Metakovsky, Novoselckaya* 1991), .. ....

Одномерный электрофорез глиадина в полиакриламидном геле (ПААГ) проводили согласно принятой методике (Bushuk, Zillman,. 1978) с модификациями (Metakovsky, Novoselskaya, 1991) для вертикальных пластин (1,8 мм х 140 мм х 150 мм). Раствор геля содержал 8,3 % акриламвда, 0,4 % метиленбисакриламида, 0,1% аскорбиновой с кислоты. Полимеризацию осуществляли с помощью системы катализаторов E,(SO«)3 - Н202 Электрофорез проводили в течение 3 часов в 0,005 M лактатном буфере (рН 3:1) при постоянном напряжении 550 V. Гели после электрофореза фиксировали в ТХУ и окрашивали Кумасси R-250. ' - ч -

2.2,2. Метод изоферментного анализа. ' ■ -

Зерновки исследуемых' аллоцитоплазматических форм . гибридов проращивали при t11 +20° С в течение 8 дней/Индивидуальные проростки растирали при пониженных температурах вэпиндорфах с добавлением Трис-HCl буфера рН-б,7. '

Гомогенат центрифугировали в течение 30 мин, предварительно выдержав 1 час до полной экстрактции белков. Разделение- супернатаната производили в 7,5 ПААГ по Devis P. S. (1964). В лунки для электрофореза вносили по 10 №1 образца с 40 % раствором сахарозы и краской-свидетелем. Гистохимическое окрашивание электрофореграмм проводили по ' методике

E.B. Левит ее (1986). В качестве, субстрата ¡ использовали альфа и бета-кафтилацетат 0,1 М фосфатном буфере pH-J^OL Проявление электрофоре-грамм осуществляли при комнатной температуре ог ЗО мин. до 1 часа. 2.2.4. Метод геномной in situ гибридющии.

В настоящее время геномную in sito гвбр!1дгоацию начинают использовать В различного рода селекционных программах как метод, который позволяет. вести постоянный мониторинг чужеродного хроматина. При этом с его помощью можно - установить не mi.ro валичие чужеродного генетического материала, но и его количество. : ,

Метод позволяет также оценить частоту межгеномной рекомбинации и охарактеризовать наличие даже небольших чужеродных хроматино-вых сегментов в составе хромосом вида рещпшгнта. Особые преимущества . метод геномной in situ гибридизации имеет при изучении малоизученных в молекулярном "плане видов с большими гещаомн..

Геномную in siM габрндизацшо осуществляли по методике Khrust&leva and Kik, 1998; Karlov et aL, 1999) с веготорыми модификациями. Тотальную геномную ДНК пшеницы и ржн ввделяда нз5-дневных этиолированных проростков по методу Van der Beek (1991) и Straathof (1996). Для получения метки тотальную геномную ДЕПС ржи саникгировали до размеров 0,5-12 кв. Затем ДНК метили, используя <%mgenin-11-dUTP с помощью стандартного метода Ник-трансляции. ДНК-бкж получали путем автокла-вироааяия тотальной геномной ДНК пшеницы в течение 7 мин при давлении в одну атмосферу. ,

Размер фрагментов, полученых посягдашюй процедуры, составлял в среднем 200-300 пар оснований. При гибрид изации использовали соотношение метка-блок 1:50. Для компьютерной обработки данных негативы сканировали на сканере EPSON Film Scan 209 при разрешении 1000 dpi. Полученные изображения контрастировав* с помощью компьютерной программы Photoshop.

3. Основные результаты исследован»П.

3.1. Особенности формирования элементов продуктивности у ре-ципрокных гибридов яровой пшеницы, различающихся наличием (отсутствием) чужеродной цитоплазмы Я.сегеЫе. . ■

Ранее проведенными исследованиями была определена наиболее перспективная гибридная комбинация на цитоплазме данного типа (3 сегеа1е) (линия 92) при скрещивании с районированным сортом яровой пшеницы - Энита.'Как было установлено, в этой гибридной комбинации (третий блок - вариант 3.2) гибридные растения, получении е от прямых скрещиваний (с цитоплазмой З.сегеа1е) ежегодно отличались более высокой продуктивностью^ колоса и растений по сравнению с гибридными растениями от обратных скрещиваний (с цитоплазмой Т.аезИмлп). При этом в более благоприятные гады это преимущество по показателям продуктивности было значительно выше по сравнению с показателями в менее благоприятных условиях вегетации.

Приведем лишь результаты количественных характеристик некоторых элементов продуктивности главного колоса в условиях 1997 года, которые были более благоприятными по сравнению с 1998 годон' но тем не менее далеки от оптимального уровня. Как видно из таблицы 1, продуктивность главного колоса у гибридов в прямой комбинации скрещивания достоверно превышает продуктивность. главного колоса в реципрокной комбинации по ряду показателей. Поскольку между массой зерна с одного колоса и урожаем с единицы площади отмечен высокий, положительный и довольно стабильный - коэффициент корреляции, то эта характеристика гибридной комбинации от прямых скрещиваний имеет важное значение.

3.2. Оценка степени гомогенности линий аллоцитоплазматыческой яровой пшеницы на цитоплазме З.сегеа1е по количественным характеристикам продуктивности и эпектрофоретцческим спектрам белков на основе их позернового анализа.

Таблица I.

Формирование элементов продуктивности главного колоса у рецмлрокпых гибридов яровой пшеницы, ■ различающихся типом чужеродной цитоплазмы, 1997 год _'' •

Вариант Гибридная комбинация Тип . цгго- ■'.' ■■ плазмы' - Дтш колоса, ; см ■ ч \ Число ; ' Масса, г . Плотность Число зерновок в колоске : Масса ^ 1000 зерновок

колосков в колосе' зерновок в колосе колоса зерновок

3.1.0 АЦПГ, (S.cereale) (линия 92) 5.сегеа1е 9,19 ±0,22 15,0: ±0,26 . 38,40 . ±2,02 V 1,87 ±0,13 . 1,56 ±0,11 16,39 ±0,26. 2,55 , ±0,11 , 40,28 ' ±1,03 ;

3.2 Гпр, АЦПГ (S.cereale) -(линия 92) х Энктз 5.сегеа1е 14,17 ±0,16 19,0 ±0,01. 59,93 +1,57 3,19 ±0,17 , -2,61 ±0,15 - 13,44 ±0,15 3,13 +0,08 , 43,40 • ±1,56 ;

3.3. Гобр, Энитах '. АЦПГ (S.cereale) (ЛИНИЯ 92) Т.аебнуи ш 10,73 ±0,28 17,0 ±0,01. 52,47 ±0,89, ■ 2,61 . ±0,11 2,19 ±0,10 16,02 . ±0,51 3,09 ±0,05 41,72 ±1,61

3.4 о Сорт Энита Т.аез^уи ш .9,47 ±0,17 16,0 . ±0,2 48,13 ±0,73' ■-. - 2,41 ±0,12 ; 1,94 ±0,10 17,59 ±0,28 2,91 ±0,05 . 40,23 .. ±2,01

Примпаак; верлни строка-х ' жжнш арок! • Sx

Сортовая идентификация находит все более широкое применение в сортоиспытании, семеноводстве и в семенном контроле. ' Идентификация необходима в селекционном процессе для выделения ценных генотипов из сложных популяций. Она основана на сочетании метода электрофореза полиморфных- белков с комплексным анализом морфологических признаков растений. Сортовую чистоту и их подлинность определяют по морфологическим признакам. Однако эти признаки подвержены фенотип ической изменчивости и недостаточно надежны, С появлением методов белковых маркеров появились принципиально новые возможности для; сортовой идентификации и оценки сортовой чистоты 1 семян, поскольку они отражают геногнпическне особенности ; растений.. Чтобы определить генотип отдельно взятого растения, в наших исследованиях был использован способ оценки посевного материала по отдельным зерновкам, разработанный и запатентованныйП.ИДемзшкым(1993год). . .... :

, Согласно этой методике, зерновку делили поперек на две части. Эн-доспермовую часть использовали для определения электрофоретической формулы глиадина, а зародышевую^ помещали в стеклопоролоновую кассету . (кассеты N 5, б, 7. 9). Таким офазом создавалась возможность оценить генотип кзздого растения изучаемых линий аллоцитоплазматичесяой шиени-. цы не только в поле по; морфологическим признакам, 'но и в лаборатории . по спектру глиадина эндосперма зерновок, : ' Зародышевую часть зерновок переносили в другие; кассеты, делая соответствующие отметки. Для получения растений кассеты замачивали в воде и помещали в почву на глубину 3-5 см.

Таким образов по Ьлектрофоретическим спектрам запасного белка . ■ определяли гомогенность изучаемых линий с сохранением живых расте-, ний.

3.2.1. Формулы глиадина у отобранных колосьев в гибридной комбинации МЩ1' (Б. сегеЫе) х Энита. ..

... , Поскольку гибридная комбинация в варианте 3.2. (А1ЩГ (З.сегеак) х Энята), полученная от скрещивания ■. с сортом Энита и несущая цитоплазму Б-сегеаДе, оказалась наиболее перспективной по продуктивности и устойчивости, то она была использована для дальнейшего позернового анализа для установления ее пояиморфности по белковом спектрам.

Формулы глиадина в зерновках отобранных колосьев приведены в таблице 2.

По методике, указанной выше, зародыши зерновок после их анализа были размещены в кассетах (№ 5, 6, 7, 9) дня дальнейшего получения из них растений. • ' '

' .■■■' Таблица 2.

Формулы глиадина у отдельных растений (колосьев), отобранных по результатам ноэерново«х> анализа глиадина в

ПААГ для посева в кассетах (гибридная комбинация -■ АЦПГ (8 сегеа1е> х (Энита), 1996 год

N В/п Номер кассеты Белковые формулы Содержание биотипов, %

а В V ш

1. -К»осета5 567 2467 213! 4!5 2345 234 , 234 2346,698910 1234 6,6^89 10 72 20 - 8 % х)

2. Кассета 6 2467 2467 23,45 2 3145 234 234 23 4 6,618910 12346:628910 72 20 8%х)

Кассета 7 567 23,45 234 2346,6^910 82 ' 18 х)

4. Кассета 9 5 67 567 23,45 23,45 23 4 234 2346,6^891023 4 6)6,8 910 80 2 18 х)

х) мало белка '

Таблица 3.

Элементы продуктивности у растении, выращенных I» зародышей в кассета!, 1997 гол.

Л* п/п Номер кассеты Продуктивная кустистость Высота Дшиа ; главного Число Масса, г

растений, колоса, см развитых зерен» зерен в главного зерен в зерен с

см колосков в кол.' кокосе раетегаш колоса главком ' колосе растения

1 К-5 2,2 101,3 8,6 16,5 38,3 47,7 1,4 1,2 1,4

±0,4 ±3,9 ±0,2 ±0,2 ±2,7 ±0,3 ±0,1 . ±0,1 ±0,3 .

2 К-6 2,0 - -. 97,5 7,6 15,2 34,0 53,0 / 1,4 : 1,1 1,6

±0,5 ±5.0 ±0,5 ±0,9 ±5,3 ±0,5 ±03 ±0,2 ±0,5

3 К-7 1,9 102,7 7,0 13,3 25,7 28,9 1,0 0,7 -

±0,2 .' ±2,5 ±0,3 ±0,6 ±2,1 ■ ±0,1 ±0,1 ±0,1

4 К-9 1,4 92,2 7,1 13,0 ; 29,1 37,5 1,4 1,0 -

±0,1 ±2,0 ±0,3 ±0,7 ±1,3 ' ±0,1 ±0,1 ±0,1

Как видно из таблицы 2, изучаемый материал характеризуется гетерогенностью по белковым спектрам,-однако в целом отмечено значительное преобладание отдельных биотипов в пределах 72, 80 и $2 Следует отметить наличие м «-зоне спектров 2 34, характерных для ржаных спектров,

3.2.2. Характеристика растений, выращенных из зародышей в кассетах по показателям продуктивности и ачектрофоретическим спектрам белка в комбинации АЦПГ (&сегеа1е) х Энита. ^

Средние показатели элементов продуктивности растений, выращенных в кассетах (таблица ЗХ отражают общий уровень продуктивности растений в пределах каждой кассеты. Эти показатели довольно близки. Лишь растения, выращенные в седьмой кассете, несколько уступают по отдельным элементам. Более четкое представление о разнообразии изучаемых растений раскрывает ранжирование: количественных характеристик растений в пределах каждой кассеты. Так, амплитуда колебаний по основным показателям урожая • продуктивности колоса и растений оказалась весьма различной. Наибольшие колебания по этим показателям отмечены у растений в 5 и 6 кассетах, что свидетельствует о более; высокой гетерогенности растений в этих кассетах.

Идентификация отдельных растений, выращенных из зародышей,. по электрофоретическим спектрам гпиадинов и эстеразы позволила установить уровень гомозиготности растений ; в пределах" двух кассет (пятой и седьмой). Оказалось, что для растений в этих кассетах характерно отсутствие полиморфизма по спектрам пшадина и по спектрам эстеразы. При этом отмечена идентичность спектров^ глиадина у анализируемых ратений спектрам сорта Энита. У спектров эстеразы отмечены две зоны активности. При этом анализ электрофореграмм; по эстеразной активности не выявил наличия белковых компонентов в исследуемых растениях.

3.3. Характеристика наиболее продуктивных линий аяпоцитоплт-матнческой яровой пшеницы по электрофоретическим спектрам изо-ферментов (эстеразы). 1 - "

Изучение в течение ряда пет линий 'АЦПГ на различных типах цитоплазмы (S.cereale и Ae.ovata) позволило выявить из' них наиболее продуктивные (таблица 4). Идентификация этих линий позволила' выявить у них рад морфологических особенностей. Среди них выделены довольно контрастные линии.;

Так, линия № 24 (разновидность ферругинеум) отличается габитусом растений, имеет очень широкие листья, более продолжительный период вегетации. Тогда как линия № 5 (разновидность зритроспермум) имеет более короткий период развития и характеризуется повышенной засухоустойчивостью. ; . ^' ■

Анализ эле ктрофореграмм спектров изо ферментов ЭСТ у изучаемых линий позволил идентифицировать у них две зоны активности фермента с различной электрофоретической подвижностью (средне- и быстроподвижных) белков. Наличия ржаных зстеразных компонентов не было выявлено. -

На электрофореграмме в зоне быстроподвижных компонентов у тритикале, который был взят в качестве контроля, четко прослеживается компонент, идентичный по электрофоретической подвижности для ржаной формы, а также один общий компонент для ржи и пшеницы, по интенсивность окраски соответствовала ржаному генотипу.

3.4. Идентификация наиболее перспективной гибридной комбинации (АЦПГ (Scereale х Энита) методом геномной in situ гибридизации.

Целесообразность .такого исследования вызвана, происхождением этой комбинации, поскольку ока получена в результате замещения ядерного генома ржи (S.cereale) на ядерный геном пшеницы (T.aestivum).

"" Таблица 4.

Формирование элементов продуктивности у линий АЦПГ на цитоплазме 5.сегеа1е и Ае.оуа1з, 1997 год

■ ■ №. Растение Главный колос

п/п линии Высота, см ■ Число , Масса Длина, см Число , Масса

зерновок зерновок, г зерновок зерновок, г

I. № 3 (АЦПГ З.сетеа1е) 125,0 82,2 ' 3,2 .9,3 : 42,0 1,6

±1,6 ±6,0 ±0,2 ' ±0,2 ■ ±1,4 ■ ±0,1

2, №5 (АЦПГ. ; 82,7- 79,2 3,3 9,3 ■ 47,8 " 2,2 -

5.сегеа!е) ±2,1 '±2,2 ■ ±0,2 ±0,2 .±2,2 ±0.2

3. № 18 (АЦПГ З.сегеа1е) 114,3 85,1 3,8 : . 9,0 44,4 1,9

±3,0 ±2,3 ±0,2 ±0,2: ±2,3 ■. ±0,2

4. № 24 (Ае. оуа1а) 106,8 93,7 3,7 8,0 47,3 1,6

±2,4 ±3,9 . ±0,2 ±0,2 ±2,6 . ±0,2

5, № 31 (Ае. скаХа) 96,0 89,2 3,2 7,3 49,5 1,8

±3,1 ±7,9 ±0,4 ±0.2 ±3,7 ' ±0,2

Верхняя строках Нижняя Зх

В связи с этим; естественно, возникает вопрос о возможном наличии в ядреалпоцитоплазматическихформ на цитоплазме S.cereate генетического материала ржи, как результат интрогрессии в процессе беккроссирования.

Метод геномной in situ гибридизации; позволяет охарактеризовать наличие даже небольших чужеродных хромати новых сегментов в составе хромосом вида реципиента. ■

Целью наших исследований было охарактеризовать две наиболее перспективные линии аплоцитоплазматической пшеницы' на цитоплазме S.cereale (3.2/94 и 8/96) и установить наличие или отсутствие генетического материала ржи в ядре пшеницы (АЦПГ). При этом была взята комбинация с участием в качестве отцовской формы сорта Энита. Как уже было отмечено выше, эта форма сохраняет гетерозисный эффект в поздних поколениях. Для контроля качества пробы и условий проведения геномной in - situ: гибридизации использовали линию тритикале 131/7," где было заведомо известно присутствие генетического материала ржи. Набор хромосом 2п = 42. После геномной in situ гибридизации можно было легко различить на хромосомах генетический материал ржи (желто-зелены й)н пшеницы (красный). 28 хромосом окрашены в красный цвет, что свидетельствует о том, что они принадлежат -геному пшеницы.' 12 хромосом желто-зеленые, что указывает на их принадлежность к геному ржи. Обращают на себя внимание две хоромосомы, являющиеся гомологами, у которых большая-часть длинного плеча- представлена генетическим материалом пшеницы, а при-центромерный регион и короткое плечо - материалом ржи. При этом достаточно четко видна точка рекомбинации.

В результате исследований АЦПГ-3.2/94 было > показано,-что данная линия имеет хромосомный набор 2п = 42.' После геномной in situ гибрнди-зани все хромосомы оказались монохромно окрашенными. Сигнала, характерного для ржи, обнаружено не было: Это свидетельствует о том,-¡что ядерный геном данной формы полностью представлен геномом пшеницы.

Анализ второй формы из той же комбинации привел к аналогичному результату. Набор хромосом 2п = 42. После геномной in situ гибридизации все хромосомы оказались монохромно окрашенными, сигнала, характерно^-го для ржи, обнаружено не было..

,.Выводы

1. Установлены особенности формирования элемеЕггов продуктивности у реципрокных гибридов яровой пшеницы, различающихся наличием (отсутствием) чужеродной цитоплазмы S.cercale. ■

2. Комплексное использование метода электрофореза полиморфных белков (глиадин и эстераза) и метода пооернового анализа с выращиванием растений из зародышей в кассетах позволило оценить генотип отдельных растений -и выделить среди них наиболее перспективные.

■3, Использование метода белковых маркеров позволило идентифицировать морфологически идентичные формы и более целенаправлено использовать их в селекционной работе.- .

4. Выявлена степень гомогенности линий АЦПГ пшеницы по элек-трофоретяческим спектрам глиадина.

5. Использование метода геномной in situ гибридизации позволило установить отсутствие чужеродного (ржаного) хроматина. в ядре наиболее .перспективных!аллоцнтоплазматических форм T.aestivum на .цитоплазме S.cereale. - . - *

6. Установлен биотииный состав линий АЦПГ (S.cereale), различающихся, по способности детерминировать эффект гетерозиса. ,

Список опубликованных работ по теме диссертации . 1. Г.Н. Андреева,. Г.И.Карлов, О.Г.Семенов,, Мохаммед Резаул Карим (Бангладеш). Идентификация ценных генотипов. аллоцитоплазматических форм яровой<пшеницы на цитоплазме Secale cereale с использованием геномной in situ гибридизации и белковых маркеров. ■ •

t«

Сборник трудов кафедры биотехнологии МСХА им. К А.Тимирязева. Изд-во МСХА. М.( 1999,с. 40-46.

2. Мохаммсд Резаул Карим, О-Г. Семе ко i' Оценка гетерогенности линий аллоцитоплазматической пшеницы по электрофоретнческим спектрам белков. М., 1999. 5 с. Деп. в ВИНИТИ РАН.

Мохаммед Резаул Карим (Бангладеш)

'Идентификация ценных генотипов аялоцнтоплазматнческих форм яровой пшеницы на цитоплазме Secale cereale"

Идентификация различных форм аллоцитоплазмагической яровой пшеницы T.aestivum на цитоплазме Secale cereale с использованием геномной in situ гибридизации и белковых маркеров позволила установить степень гетерогенности изучаемых линий и выделить из них наиболее ценные для дальнейшего изучения и проверки в производственных условиях.

Md, Rezaul Karim (Bangladesh)

* * L *

"Identification of valuable genotypes of allocytoplasm forms of spnng wheat ori Secale cereale cytoplasm" ■ .

Identification of different forms of allocytopfasm spring wheat T.aestivum on the. Secale cereale cytoplasm by using genomic in Situ hybridization and protein markers allowed us to fix the level ofheterogeriesity in the studies linesand select out of them, the most valuable for further studies

and van fication in production conditions. N ■ ■

*

¿1.05.99r. * Otoe» In. Tap. 100 3ait. 438

Тип. РУДН, Орджоникидзе, 3