Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Изучение сомаклональной изменчивости у различных генотипов твердой пшеницы

ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "Изучение сомаклональной изменчивости у различных генотипов твердой пшеницы"

АКАДЕМИЯ НАУК АЗЕРБАЙДЖАНСКОЙ РЕСПУБЛИКИ • ИНСТИТУТ БОТАНИКИ

р г г л п На правах рукописи

Г 1 0 иН УДК 581.143

Р ИЮН 1994

ШЕДОВА НАГИРА ГЕЙБАТ кизы

ИЗУЧЕНИЕ СОМАКЛОНАЛЬНОП ИЗМЕНЧИВОСТИ У РАЗЛИЧНЫХ ГЕНОТИПОВ ТВЕРДОЙ ПШЕНИЦЫ 03.00.12 -Физиология растений

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандитата биологических наук

БАКУ-1994;

Работа выполнена в отделе физиология растений Института земледелия Министерства сельского хозяйства Азербайджанско]

Республики

Научный руководитель: академик,доктор биологических наук Дж.А.Алие:

Официальные оппоненты: доктор биологических наук Й.А.Мардар

кандидат биологических наук - Н.Г.Аминое

Ведущая организация - Бакинский государственный университе!

Защита диссертации состоится -"..." ............ 1994г.

на заседании специализированного совета Д 004.12.01 в Инсти ботаники Азербайджанской Республики

Адрес: 370073, Баку, Патамдарское иоссе,40

С диссертацией мояно ознакомиться в библиотеке Института ботаники АН Азербайдяанской Республики.

Автореферат разослан "____"............. 1994г.

9ченый секретарь специализированного совета

кандидат биологических наук Р. К. ДИВ АДОВА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Возрастающая потребность в продуктах питания требует существенного повышения уронайности сельскохозяйственных культур. Вакнузз роль в реяеяии этой проблемы играет создание высококачественных сортов. В связи с зтим особуз актуальность приобретает разработка принципиально новых методов селекции с использованием достижений современной генетики и биотехнологии .

Методы культивирования растительных клеток и регенерация из них растений, разработанных для многих сельскохозяйственных культур, уже сейчас позволяют экспериментально реализовать возможности клеточной селекции для создания новых сортов растений.-

Для разработки методов биотехнологии вагао изучение стабильности и изменчивости генома растений при культивировании in vitro , так как для селекции при создании исходного материала желательно наличие большого количества изменчивости.

Накоплен'обширный экспериментальный материал о наличии генетической нестабильности клеток растений в условиях in vitro и генетического и фенотипического разнообразия растений-регенеран-тов.

Одним из источников генетического разнообразия растений является сомаклональная изменчивость, возникающая при культивировании клеток in vitro . Сомаклональная изменчивость хороио изучена и напла практическое применение при создании сортов с улучшенными свойствами у ряда экономически ваасных культур.

Высокая степень генетической изменчивости устанозлен-а у-растений-регенерантов мягкой ппеницы. Для тзердой ппеницы феномен сомаклональной изменчивости практически ке изучен в связи с имеэдзмися трудностями в получении морфогенных каллусных культур и сохранения морфогенетической способности, и реконструкции рас-тений-регенерантов ппеницы.

Цель и задачи исследований. Настоящая работа имела своей целью изучение степени изменчивости и стабильности растений-ре-генергнтов твердой пиеницы. Исходя из этого были поставлены следующие вопросы:

1. Получение культуры изолированных клеток и тканей пшеницы различных генотипов ;

2. Изучение возможности индукции морфогенеза и получения

растекпй-регенерантов' пгекпцы:

3. ;1зученне морфологической и биохимической вариабельности полученных растеиий-регенерантсв;

4. Отбор измененных форм среди растенкЕ-регенерактов sc2 i изучение потомства в последуэдих поколениях.

Научная новизна проведенного исследования заключается в следующем: на обширном материале изучено влияние генотипа твердой пшеницы на частоту кгллусообразования и образования ыорфо-генного каллуса. Установлено, что причиной снижения ыорфогенног способности каллуса является продолжительность времени хулыиЕН рсвания. Впервые изучена сомаклональная изменчивость по морфо-физиологическим характеристикам твердой пшеницы. .Показано наличке стабильно и нестабильно наследуемых изменений по морфо-фи-зиологическим характеристикам. Впервне изучен вопрос о существо вании связи между процессом культивирования in vitro и возникновением изменчивости спектров глиадинов.

Практическая ценность. Установлена изменчивость растений-регенераЕТов по хозяйственно-ценным признакам. Показано, что увеличение времени кулыквврования приводит к повышении степени генетического разнообразия. Впервые выделены формы твердой пшеницы с хозяйственно-ценными признаками такими как раннее колоше ние, увеличение продолжительности еезни листьев отдельных ярусо: уменьшение угла наклона листьев верхних ярусов, возможность:^ со хранения большой ассимиляционной поверхности в период налива зерна. Это является доказательством возможности использования этого феномена для создания генетического разнообразия растений используемого в селекции.

Апробация работы. Материалы диссертации опубликованы в 7 работах. Результаты доложены на научной конференции молодых ученых и специалистов г. Easy (1988 г.), на I съезде физиологов растений (г. Баку, 1993 г.), на объединенном заседании отдела физиологии растений, отдела селекции зерна и семеноводства, отдела биохимии и технологии АзНИИ земледелия (1993 г.), на объединенном заседании отдела молекулярно-гекетических основ продукционных процессов, лаборатории физиологии корневого питания и лаборатории биофизики фотосинтеза Института ботаники АН Азерб. республики (1994 г.).

Структура и объем работы. Диссертация включает введение,

обзор литературы, 1У главы собственных исследований, выводы, список лигэратуры. Материалы изложены на 118 страницах маиино-писного текста, содержит 19 таблиц и 14 рисунков. Список литературы включает 148 источников: 28 - отечественных и 120 - иностранных.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Растительный материал. В работе использовались девять генотипов твердой пшеницы - Овиачик-65, Гарагылчыг-2, Вугар, Шарк, Севиндж, 'Азаыатли, Еираслан-23, районированных в Азербайджане, и отборные формы сорта Вутар и Шарк. Семена от каждого генотипа проверялись методом электрофореза на сортовую специфичность. До-норные растения, а также растения-регенеранты I поколения ( sc2 ) выращивались в полевых условиях Апшеронского полуострова на экспериментальной базе АзНЯИ земледелия на обычном фоне без .удобрений. Первичные растения-регенеранты выращивались в фитотроне при 16/8 часозом фотопериоде, температура 20-24°С. Для обозначения растений-регенерантов использовали номенклатуру,'предложенную Ларкиным и Скоукрофтом ( Larkin P.J. , Scowroft W.K. , IS8I), то есть растения, регенерировавшие из каллусной.культуры обозначали sc,] , а их самоопыленное потомство sc2 , sc^ и т.д.

Культура 1д vitro . Незрелые зародыши, изолированные на 1015 день после опыления,- стерилизовали-70£ этанолом, IO^-H^Og» ' 1#-хлоргексидиноц и в асептических условиях сажали щитком вверх на среду МО (Mureshuge , Skoog , IS62), содержащую 2-5 мг/л ди-хлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-Д). Каллус культивировали в темноте-.при 25±2°0 и через каждые 20-30 дней пассировали на туже среду. Для регенерации растений зоны морфогенеза с прилегающими участками каллуса переносили на среду МО, содержащую 0,20,4 мг/л - /-индолилуксусной кислоты (КУК) и культивировала на свету. Регенерантные проростки на стадии 2-4 листьев пересаживали в перлитовый песок для закаливания и вырацивали в условиях влажной камера. По мере развития окрепшие растения переносили з почву к вырацивали до полного созревания в фитотроне.

В течение вегетационного периода проводились фенологические наблюдения за ростом и развитием растений. За начало наступления той или иной фазы развития,-принимали время, когда з эту фазу

вступало около растений, за полную - когда данная фаза наблюдалась у 75/5 растений.

Определение площади ассимилирующих органов проводили с помощью автоматического измерителя площади ААС-400 (фирма "Носуа-shi Denkoh CO. LTD" Япония).

Учет урокаев зерна проводился по растениям. При полкой спелости определялась высота самого большого побега. Подсчитывалось общее количество колосьев на растение к колосья, образующие селена, отделялись от тех, которые семи не давали. Подсчитывалось обцее число семян на растение и взвеппвалась масса 1000 случайно выбранных семян.

Электройоретический анализ глиадиноз проводили в вертикальной пластинке ПААГ. Для электрофореза использовали 8,3£ ПААГ, приготовленный в 0,0063 М алюминий-лактатнон буфере (рН - 3,1) ( Bushulc, Zillsan ,• IS78). "

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

I. Индукция каллусообразования у различных генотипов твердой пшеницы

После посадки незрелых зародышей на культуральную среду, уже через неделю, на периферии читка наблюдалось слабое расширение. Через две-три недели каллус образовывался у всех жизнеспособных зародышей. Установлено, что для всех испытанных генотипов наиболее подходящей средой явились среда Курасиге и Скуга и Линсмайера и Скуга.

Изучение влияния физиологически активных соединений на инициацию каллуса у незрелых зародышей показало, что их присутствие не влияло на скорость индукции каллуса, образование которого определяется лишь наличием и концентрацией фитогормонов. В зависимости от концентрации фитогормонов образование каллуса и его нарастание происходило по-разному. Установлено, что концентрация 2,4-Д - 5 иг/л оптимальна для индукции каллусообразования. Однако, после образования первичного каллуса его дальнейший рост в полной мере определяется и зависит ох состава среды, концентрация и качественного состава применяемых физиологически активных соединений. Высокая концентрация гидрслизата казеина полностью подавляла раннее развитие каллуса у зсех генотипов. Изменение

концентрации сахароз такхе ведет к нарупениям процесса каллусо-образозания. Высокая концентрация сахарозы не подавляла прора-щизаниз зародыпа,.но ингкбирозала образование каллуса, больпие концентрации сахарозы приводили к образованна множества корне-зых образования на поверхности щитка. Установлено, что при концентрации 15£ сахарозы каллус прекращал рост.

Частота индукции каллусогенеза для изученных сортов была достаточно высокой и составляла з зависимости от генотипа от 60-10С£. Наиболее высокой способностью к индукции каллусообразова-ния обладали.сорта Озиачик-55, Зугар и Гарагылчыг-2.

Установлено, что одним из условий получения хорозо растущего каллуса ппеницы является степень дифференциации тканей, со-дергащих мерке тематические клетки. Обнаружено, что такие ткани имеются у незрелых зародыаей на 7-10 день после опыления.

Капи наблюдения показали, что значительное влияние на процесс каллусообразозания оказызает ориентация зародыша на питательной среде. Культивирование зародыпа, расположенного щитком взерх сопровождается бользим зыходом каллуса. Установлено, -что влияние генотипа на данную характеристику отсутствует, поскольку не обнаружено взаимодействия мезду сортозыми различиями и ориентацией зародыпа -ка среде» 1 ; " •

Идя некоторых генотипов, таких как Вугар, Сззачих-65, Гара-гылчыг-2, Парк, удалось созместить услозия индукции каллусообра-зовакия и услозия дальнейшего роста на первых зтапех культивирования каллуса с первичным каллусом.

Показано, что каллусообразувщая способность у пшениц различных сортов неодинакова. Однако в случае получения'первичного каллуса и его пассирования в течение 2-3 пассакей сортовая зависимость чувствительности халлусных тканей к составу среды и концентрации фптогеруоноз нивелируется.

В процессе культивирования получены два типа каллуса: I тип морфогенныя, имеющий глобулярную структуру, компактный и П тип -неморфогенный, имеющий рыхлую консистенцию, аморфный, часто блестящий.

Таким образом, анализ полученных результатов по изучению каллусогенеза при кспользозанки незрелых зародышей з качестве первичного эксплантата поззелило выделить следящие факторы, влияющие на каллусогенез: генотип растения, возраст к состояние

первичного эксплантата, состав питательной среды, концентрация индукторов каллусогекеза, условия освецення.

2. Индукция морфогенеза из незрелых зародышей пшеницы

Б первой пассате ка 20-30 сутки культивирования после пересадки выявляется зоны морфогенеза, их пересаживали на среду для регенерации, а морфологические клетки ка среду для дальнейшего культивирования я размножения.-Отмечено, что :;спользуя эту систему з течение длительного времени культивирования, из отобра» кых в кулевом и первом пассаках морфогенетических культур «окно получить с высокой частотой регенераций растений. •

Индукция морфогенеза проводилась на среде НС, содеркачая ¡Ш з концентрации 0.,.2-0,4 иг/я.. Довьтвение концентрации }Ш до 2 мг/л прпзодило к увеличении выхода регенерантов, но одновре- • менно вызывало образование растений с сильно измененной морфологией и пониггекной кг.знеслсссбностьп при закаливании.

Установлено, что ка возможность и тип морфогенеза влияет природа эксплантата, езодимого" в культуру. При идентичных условиях культивирования клеток тип исходного эксплантата монет отражаться на количественных и качественных признаках получаемых ссмаклоноз. ■

Отмечено, что сорта растений, использованные в эксперименте, различались мегду собой по' способности образовывать морфо-геш-гиЕ каллус, что указывает на генеткческуэ детерминации морфо-генетической способности каллуоных тканей. • :

Частота образования морфогенного каллуса в зависпиости от генотипа составляла, от 40-90$.' ..., .

1-еЕду частотами каллусообразованкя м формированием-морфо-генного каллуса не существует.прямой корреляции- Генотип, отличающийся низкой частотой к каллусообразованив йоге г.- образовывать с высокой частотой морфогенный каллус и наоборот. Ъолее значительное влияние генотипа обнаружено при изучении частоты образования норфогенкого каллуса и регенерации растений.

Показано, что частота индукции морфогенеза у различных 'генотипов твердой пшеницы не зависит от условий выращивания. ' .

По способности сохранять, морфогекнуп способность изученные генотипы таксе различались мекду собой, (табл..1).

Таблица I

Влияние времени культкзпрозания на сохранение морфогенноП способности каллуса з течение года

-Сохранение морфогенноП Пассируемый каллус з

способности каллуса в течение года

Генотипы течение 2-4 пассахей в ———-

£ от числа ыорфогенно- Я каллуса с зачатками

го каллуса стебля в пассаках

I 2 3 4 5.6 7----12

10 0

2 0

2 0

15 О

3 О

5 О

4 О

2 О I О

Каллуская ткань изученных генотг.поз сохраняла морфогенет:!-ческую способность на высоком уровне б течение 4-5 пассакей. 3 некоторых случаях каллус на 6-7 пассате формировал корнеобраз-кую структуру, становился менее, плотным и легко разваливался на отдельные агрегата, образозызая так называемый "рассыпчатый каллус". Некоторые штаммы сохраняли морфогенетяческую способность в течение 10 пассакей. По мере узеличенпя времена культивирования каллускых тканей ггарфогенная способность уменьаается, а затем ткань полностью теряет способность к органогенезу.

Из изученных 9 генотипов, использованных в экспериментах, не все успешно проходили этап закаливания, только у двух Озиа-чик-65 и Вугар получены измененные формы растений-регенерантоз: У остальных семи геноткпоз либо отсутствовали измененные формы, либо они проявлялись с низкой частотой. Зги генотипы были исключены из экспериментов.

Овиачик-65 62,5 57 40 25 20 15

Гарагклчыг-2 75 30 20 15 10 6

Шарк 50 30 20 10 8 5

Вугар 88 80 65 40 32 25

Сезиндг 48 30 25 20 17 8

Отборные формы сорта. Вугар 58,3 45 40 30 20 10

Отборные формы 58,3 39 25 20 17 10

сорта Шарк

Азаматли 48 36 22 19 12 7

И'ираслан-23 40 30 20 15 10 5

3. Изучение влияния времени культивирования каллусной культуры на вкход регенерантов

Для индукции морфогенеза и получения растений-регенерантов была использована каллусная культура на 60, 100 и 150 дни культивирования. По мере увеличения времени культивирования происходит увеличение выхода регенерантов, имеющих свой максимум ка 100 день культивирования (3-4 пассаг), дальнейшее увеличение времени культивирования (150 дней) приводит к уменьшении, а затем полкой потере выхода'растений-регенерантов (Солее 200 дней).

Установлено, что в процессе длительного культивирования каллусной культуры с разной продолжительность» времени культивирования наблюдались значительные изменения по некоторым количественным показателям у растений-регенерантов (рис. I).

• 'Из рис. I видно, что существует закономерность распределения по числу зерен, по степени колошения и выхода регенерантов в зависимости от времени культивирования каллусной ткани. Растения-регенеранты, полученные из 60 к 150 дневно культивированной каллусной культуры характеризовались слабой жизнеспособностью, низкой степенью колошения, фертильностью. Частота встречаемости растений-регенерантов с одним и двумя колосьями была высокой, наблюдались растения и с тремя колосьями. Самый высокий выход регенерантов наблюдался на 100 день культивирования. Полученные регенеранты характеризовались высокой степенью колошения, встречались растения с четырьмя и пятью колосьями, число зерен было высокое, регенеранты характеризовались высокой жизнеспособностью.

Ч. Изучение фенологии исследованных сортов и их регенерантов

Фенологические наблюдения за ростом и развитием растений-регенерантов показало, что рост и развитие сортов и их регенерантов происходило неодинаково.

Растения-регенеранты сорта Бугар ка 6-8 дней раньзе переходят в фазу выхода в трубку, чем родители к это сказывается на продолжительности межфазовых периодов и з наступлении отдельных фаз роста и развития (табл. 2).

Проведенные исследования показали наличие изменчивости по

-Il-

es oo

ппншве/fi на M oi/щ

о

<53 -S-

сп сч

-CS

I

-А.

Сз

il

II Ii»

§

^It

1 I

i

s

I

§

ÜL«

i

l

I

§ P <o

l-<- CM

х/чтЖю/я$ шо % g, mstt/jtiJ ормту

tt

ir

•VH tj

I i

I I

I

1 i

I!

SS-

I

s

I

I

Таблица 2

Фенологические наблюдения изученных сортов и кх регенератов

Сорта и их регенеран-ты в поколениях

1988-1989 вегетационный период

1989-1990 вегетационный период

.1990,1991 вегетационный период

оз о о; л

оз га яз н

£8 М ГС о я н

о X чи 03 оз о* о к о

О 03 о-о М н о с; о к

И >=г а- 8 о. о 05 Ч о) X ч

о >> ч ш о с о а

в ¡з т и о К О (Ч

ф «

Я >1 м ** м оз о

я сц М т н

03 03

03 к; л й и 03 в;

я . аз т Ж Е н

03 . аз я о Я ЕН н 03 к к сз

в 03 о к о д км н оз Э' о

о н О >=! о 03 оо о н о к;

ч 03 е; аз X »=; ГТ X >> ^ 03 ^ 03

о т о С о а р< о га о с

м и Я о т ЕЭ « га и ы £Г й о

Овиачик-65 12 ХГ 27 ХГ 12 ХГГ 20 ТГ 10 "7 22 "7 10 тг 18 ХГ 29 ••ХГ 18 Ж 28 "I 7 "7 14 "7 8 УТ 15 ХГ 30 , ХГ 12 Ж 20 "1 13 "7 22 "7 10 ТГ

БС2 12 ХГ и ХГ 15 Ж 20 тг 4 т 15 "7 8 ТГ 18 ХГ 30 ХГ 19 Ж 29 ТГ 30 37 8 "7 7 ТГ 15 ХГ 30 ХГ 13 ж 20 ТГ 7 "7 15 "7 9 ТГ

12 ХГ 24 ХГ. 15 Ж 20 ИГ 3' "7 Ч 9 ТГ 18 ХГ 30 ХГ 17 Ж 29 ТГ 30 17 7 "7 8 ТГ 15 ХГ 29 ХГ 12 Ж 19 ТГ 7 л 16 "7 " 8 ТГ

бо4 18 ХГ 26' ХГ 18 Ш 28 ТГ 2 "7 8 ~Т 8 ТГ 15 ХГ 3 ХГ 13 Ж 19 ТГ 0 ~У 15 "7 9 ТГ

В угар 12 ХГ 26 ХГ '14 Ж 18 ~сг 7 "7 20 "7 9 ТГ 18 ХГ 29 ХГ 22 Ж 28 ТГ 13 "7 б ТГ 15 ХГ 30 ХГ 20 Ж 23 "Ж 10 "7 18 "7 10 УТ

302 12 ХГ 20 ХГ 6 Ж 10 тг 30 17 10 Т 8 ТГ 18 ХГ 26 ХГ 15 Ж 20 ТГ 30 ГТ ' 9 "7 5 ТГ 15 ХГ 26 ХГ 12' ЯГ 15 "1 7 "7 15 "7 0 ТГ

зс3 18 ХГ 25 ХГ В 22 ТГ 30 ГТ 10 "7 Л 15 ХГ 29 ХГ 12 Ж 16 тг 7 "7 ~У 8 ТГ

го

морфо-физиологическим показателям у растений-регенерантов: продолжительность времени жизни листьев, способствующий сохранению площади ассимиляционной поверхности в актизкой форме долгое время.

Отмечена изменчивость по линейным параметрам, архитектонике, то есть вертикальным расположением листьев верхних ярусов, что является результатом уменьшения угла наклона у БС2 и БС^ поколений растений-регенерантов.

5. Изучение динамики площади ассимиляционной поверхности в онтогенезе сортоз и их регенерантоз

В распределении площади ассимиляционной поверхности существует определенная динамичность, обуславливаемая сортовыми особенностями растений. В начале вегетации отличие з размещении листовой поверхности у обоих сортов и их регенерантоз незначительно.

Показано, что в фазе выхода в трубку из-за быстрого перехода к периоду трубкования скорость формирования листовой поверхности у регенерантоз сорта Вугар высокая, что является важным моментом для эффективности роста и развития, предопределяя ход изменений основных морфо-физиологических показателей, в том числе и динамику изменения ассимиляционной поверхности з онтогенезе.

Отмечены такяе наличие сомаклональной вариабельности мехду сортами и их регенерантами по наступлению фазы колошения. Рас-тения-регенеранты на 5-7 дней раньзе родителей вступают в фазу колошения (рис. 2).

За счет раннего колозения растения-регенераты ЗС2 и БС^ поколений имеют возможность сохранения активной ассимиляционной поверхности в фазу колошения и налива зерна, затем происходит постепенное снижение активности ассимиляционной поверхности. Растения-регенеранты успевают реализовать свою потенциальную возможность по фотоспнтетической деятельности.

У исследозанных сортоз в конце фазы колопения происходит пожелтение ярусов листьев глазного и боковых побэгоз, что и приводит к резкому сннкенив активности ассимиляционной поверхности. Но высокий уролаГ: зерна будет зазисзть от сохранности

И

JE

S

■tt '

1\4\\\\\\\\\\W

s

и

Œ

И

i |Ь ^ g

fe.

- ^

ц S

* i Cr, ^

M

i

N

I

I

I

i i

i

Í I

i i

ь-

Pïl

1Ш

ишшмн] одилзшо)]

äs

I i

i.

1

I i

X à

к •-o

I

I

рабочей поверхности к ответственному за формирование урожая периоду зегегацпи (р^'о. 3).

Таким образом, выбор растений-регенерантов с ранним коло-иением, сочетающихся с высокой ассимиляционной площадью в фазе налива зерна, когда идет з основном формирование урожая, способствует создании сортоз эффективно выполняющие фотосиктетическую функцию.

б. Изучение структурных элементоз урожая

Наблюдения показали, что значение структурных элементов родителей и регенерантов незначительно варьируют (табл. 3). В связи с тем, что агротехнические мероприятия проводились одинаково, следовательно, различия в величинах показател-ей структурных элементоз урожая зависят главным образом от генотипа..

Некоторая изменчивость наблюдалась по количеству колосков, незначительные изменения наблюдались также по количеству зерен в колосьях, по коэффициенту общей и продуктивной кустистости.

Однако, показано, что за счет раннего колошения в полевых условиях создаются благоприятные условия для регенерантов, что даже при меньшем количестве колосков и зерен, по массе МСО зерен они существенно не отличаются от родителей.

7. Изучение изменчивости злектрофоретических спектров глиадинов зерна у растений-регенерантов твердой пшеницы

Были проанализированы по 500 зерен с родительских сортов 0виачик-б5 и Вугар и по 250 зерен растений-регенерантов, полученных от этих сортов.

Обнаружено, что родительский сорт 0виачик-65 был гетерогенным по компонентному составу глиадинов и имел 4 биотипа, тогда как сорт Вугар был гомогенным с' одним биотипом по компонентному составу глиадинов (рис. 4).

Установлено, что из проанализированных растений-регенерантов сорта 0виачик-65 только для пяти, а у сорта Вугар только для одиннадцати растений-регенерантов была установлена изменчивость по компонентному составу глиадинов (табл. 4).

ьГ

О1

ч

I

> >

и

>

>>

t i

i

1

I

II I

$ is

I

•П'

41

I

ç ^

I I

I I

I I

! !

i l

tôâhrou//

>

>

Таблица 3

Структурные элементы урожая изученных исходных сортов и их регенерантов

(средние за 3 года)

i

Высота Общая Продук- Количест- Количсст- Количсст- Масса Масса Масса Сорта и их расте- кустис- тивная во колос- во зерен во зорен зерен 1000 колоса, регенеранты . ний, тость, кустис- ков, в колос- в колосе, с 1-го зерен, . г

см шт. тость, шт. ' шт. ке, шт. шт. колоса, г г

Овиачик-65 72,3 5,2 2,0 16,0 2,2 35,9 2,0 54,0 2, ,7

SC2 69,1 2,3 14,9 2,4 33,6 1,9 53,6 2, ,5 -о

sc5 67,5 3,8 2,2 14,0 2,3. 32,6 1,8 52,4 2 ,7 i

В угар 69,0 5,4 2,0 15,8 2,5 33,2 1,9 53,6 2 ,6

sc2 67,0 4,9 2,2 13,7 2,6 30,6- 2,0 53,2 2 ,7

sc3 66,0 4,0 2,4 13,9 2,7 30,2 1,8 52,6 2 ,8

Таблица 4

Число зерен со стандартным и измененным электрофоретическим спектром глиадина у регенерантов I поколения сорта 0виачик-65 и Вугар

Номер регенерантов

отсутствие компонентов

появление новых компонентов

интенсивно окрашенные компоненты

ослабление интенсивности

нормальные зерна

Всего

Овначкк-65

813 3 10 + (I)* 14

814 15 15

817 I I 13 + (2)* 17

820 I I 10 + (I)* 13

824 I 2 4 16 + (I)* 24

Вугар

782 I I 8 + (I)* II

785 I I 12 14

786 ' I' I 10 + (I)* 13

787 I 13 15

789 I 10 + (I)* 13

750 I I II + (2)* 15

753 I I 8 10

795 I I 16 + (I)* 19

757 I I 15 + (I)* 18

801 I I 14 + (3)* 19

804 I I 10 + (2)* 14

со

I

* - число зерен, которые было трудно отнести к классу измененных или нормальных

а в

контроль измененные спектры глиадинов

Рис. Ч. Изменение электрофоретических спектров глиадинов у растений-регенерантов I поколения сорта Овиачик-65

Изменчивость по компонентному составу глиадинов для обоих сортов приходилась на - ^ и -^>-зоны.

Показано, что сомаклональная вариабельность выражалась в отсутствии или появлении (качественные различия) изменения интенсивности и электрофоретической подвижности компонентов (количественные различия) (схема).

ВЫВОДЫ

1. Получена культура изолированных клеток из незрелых зародышей девяти генотипов твердой ппеницы.

2. Установлено, что наиболее эффективными средами для индукции каллусообразования являлись среды Иурасиге и Скуга, Линс-майера и Скуга. На первых этапах индукции каллуса в основном оп-

—

I)

я 3 с

9

10

я

43 14

15 ■/6 П

и

<9 20

н

2.2

25

—

—

I // /// IV V

ч /з

■/V У5"

16

17 ■И

20 2-/

5

м о

измененные спектры тиядиноВ ирегенерянтоВ

Схемы эттророрегрямн гпиядшюИ т&врдой озимой пшеницы сорте ОВивт-65 и ццпенения эпентророрцче&цх спрнтров некоторых регенерянто^ понопения.

ределяется уровней 2,4 - д и хо ? i е:-: с к с г ук с у с н о п кислотой. К:-, не тин отрицательно влиял на процесс ка."уесобразования.

3. йаллусообразующая способность тзердой псекицы зависит от сортознх особенностей.

. Установлено, что исследованные генотипы ппеницк различают-ся по времени сохранения иорфогенетгчесхого потенциала. При продолжительном культивировании (более 4-5 лассакей) у всех ге-котипоз происходит сникение способности к регенерации растений.

4. Получены рас тения-регенерат, отлпчащиеся от родительских фор» по линейным параметрам, продолжительности времени гкз-ня листьев и уменьшению угла наклона листьев, скороспелостью, динамикой площади ассимиляционной поверхности, накоплением ср:с-го вещества," структурными элементам урогая.

• . 5. Из изученных сор.тов к форм хна генотипа Овначик-65 и Ву-гар обнаруживали наибольшую-вариабельность по изменчивости у растенпй-реге.черантсз, сохраняющееся з поколениях. Отмечена корреляция иевду вариабельноеть» по корфо-фкэкологическим показателям и временем культивнрогання иорфегекного каллуса.

6. Получены регенерактн, сохраняющие изменчивость по раннему кологзенив, продолЕительности зрекеки еизни листьев, динамике площади ассимиляционной поверхности, уменьшению угла наклона в течение трех поколений.-

7. Анализ растений-регекерантов и их родителей по злектро-. форетическому спектру глигдннов показал наличие изменчивости,

связанной с культивированием з условиях ¿л vitro . Отобраны ре-генеракты, у которых наблюдались изменения в ^ и -зонах по ослаблению интенсивности,злехтрофорехической подвижности компонентов, отсутствием и • появлением дополнительных' компонентов.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Для создания генетического разнообразия растений-реге-нерантоз твердой ппеницы, используемого в селекции, предлагавт-ся использовать феномен сомахлскельззя изменчивости. •

2. Полученные растекия-регенеразты рекомендованы для селекционных работ и включены в селекционную программу АзННИ земледелия. '

Список работ, опубликованных по теме Диссертация

1. Ыаыедоэа 1.1.Г., Карагезов Т.Г. Индукция каллусообразова-. кия у незрелых зародышей твердой пшеницы. - 1У Республиканская конференция молодых ученых и специалистов. - Баку, 1988. - С.105.

2. Мамедова М.Г., Карагезоз Т.Г. Морфогенетическая способность каллусов-из незрелых зародышей различных генотипов твердой пвеницы. - iy Республиканская конференция молодых ученых и специалистов. - Баку, 1988. - C.SI. -

3 - Карагезов Т.Г., Ыаыедова М.Г., Гаджинамедоза С.М., Алиев Дж.А. Способность к регенерации в системе in vitro у раз. личных генотипов твердой пшеницы. - Международная конференция "Биология культивируемых клеток и биотехнология". - Новосибирск,

1988. .-г 0.278.. .

Aliev J.A., Karagezov T.G., Mamedova M.G. Socaklonal variation and their usage in selection. - International synposium in vitro culture and horticultural breeding. - Italy. Cesena. -

1989. - P.321.

! 5.Мэммэдова I.'.h..Гар^кезов Т.Ь.,Зл::,]е5 М.Э.Езрк буг.цанзн .■j ет::нг.;э?л:1и руЕЗЗглкндэя кагд;.тс этлзлэпз.тлэс:: вз Зешшен рэкене-. рас::зас-л.- П\-н*1"лэ'грлэр" зурналн (чэдда)

6. Kasedova M.G., Kakhnydov "R.U., Luiianina N.N. Evaluation of regenerants under water stress according to photosyntetic sings. - IX-th International congress on photosyntesis. --Na-

gaja, Japan, 1S92._p.220

7. Намедова-М.Г., Карагезов Г.Г. Изучение сомаклональкоя . изменчивости регенерантоз твердой пшеницы'. - Материалы 8-нацио- • кальной 2-ой мендународной конференции "Биология клеток и биотехнология". - Алма-Ата, I9S3. - С.112.

Мэшэдова МаЬнрэ Ье^бэт гызы

"Мухтэлиф бэрк бутда кенотиплэрдэ соиаклонал дэ^шпкэнликлэ-рнн вЗрэншмэси"

Аларылан тэдгкгатлар нэтичэсиндэ бэрк бугданын сомаклонал дэ,}ишкэнли,}ин ашкар едалмэсинин принсипал мумкунлуЛу хестэрил-мишдир Бу заман бэрк бутда учун характерик олан бир чох хусуси,}-¿этлвр ашкар едилмишдир.Каллус тохумасынын алынмасы заманы узун муддэт морфокен потенсиЛаны сахлама габииШэтинэ малик олан хе-нотш апарычы рол о_}нв,5ыр.Каллус културалары езунун морфокен по-тенс/у'асыны 4-5 экин эрзиндэ сахламышар.6-7 экин муддэтиндэ, бир га ода олараг морфохенетик габили^эт. азалыр, бу да ризохенез га-бшпШэтинин артмасы илэ муша^эт олунур.Бэ'зи штаммлар бу габи-ли,Цэти 10 экин эрзиндэ сахламышлар, лакин онлардан алынан реке-нерантлар Лашача габили .^этинэ малик ашам!шлар.&лрэнилмиш кено-типлэрдэн.узун муддэт peкeнepacиja сахлама габшпШэти олан морфокен каллуслар Овиачик-65 вэ Вугар сортларындан алшмытдыр.

КултивасиЛа муддэтиндэн асылы олараг дэнлэрин па,}ланмасы вэ сунбуллэмэ дэрэчэси дэjизIIMиш рекеренантларын эмэлэ кэлмэси гану-нау^унлугу геjд олунур.

Тохум нэслинин анализи фенотипик вариасиЛаларын кеншп ¡гэд-дини квстэрмишдир.Алынан рекенерант биткилэр фазалар арасы девр-ларин инкшафынын дэЛишкэнлиЛи илэ характеризэ олунмушлар. Вугар сортукун рекенерантлары боруЛа чыхма фазасынын тез баш вермэси. илэ характеризэ олунурду ки.бу да Ларпаг сэт!шнин эмэлэ кэлмэси-нин с-ур'этинэ еэ дэн долма деврундэн ассимил¿асиЛа сэтЬи-

нин беЗук ишчи саЬэсинин сахланмасына тэ'сир квстэрмишдир.

Уч нэсил рекенерантларын еЛрэнилмэси нэтичэсиндэ,тез сунб-уллэнэн, Ларпагларын о'ашама мудцэти узанан, эсасэн Лухары ¿арус ¿арпагларын шагули дузулутлу формалар муэ.иэн едилмишдир, бу да Ларпагларын эjилмэ бучагынын азалмасынын нэтичэсидир.Маркер эла-мэтлэринэ керэ рекенерантларын анализи глиадинлэрин компонент теркибинэ керэ дэ,]ишк онлайн мевчудлугу ашкар етмишдир. Рекене-рантлар уч нэсил эрзиндэ ашкар едилмиа дэ,5иек6Нли,]"и сахламаг га-били*,?этккэ м&ликдирлер.

Рекенерант биткилэр аресында еЬ&шШэтли мутасго'аларин кев-чудлугу имкан ъерир ки, барк бугда селекси^асында илкик материа-лын ^'арадылу.асында алынмыш дв .]кшкэнликлерден истифадэ олунсун.

X У Л А С 3

Mahira G. Mamedova

study of somaclonal variation in different genotypes of durum wheat

SUMMARY

As a result of investigations carried out the principal possibility to revea somaclonal variation of durum wheat was shown. A number of peculiarit characteristic to durum wheat were established. Genotype plays the main role in I process of obtaining of callus tissue which preserves morphogenic potential for a 1c period of time.

. Callus cultures of most of the genotypes preserved their morphogenic potent during 4-5 subcultures. During the 6-7th subcultures morphogenic abilities decreasi as a rule, and it was accompanies by increase of risogenic ability. Some stra preserved this ability during 10 subcultures, but the régénérants obtained from thi were not viable.

Morphogenic calluses which can preserve regeneration ability for a long tii were obtained-from Oviachik-65 and Vugar varieties.

During a long period of cultivation there was noted a regularity of régénérai appearance with a changed earing degree and distribution according to grain numb While this stage duration increased the given signs value decreased significantly.

Analysis of the seed progeny showed a wide range of phenotypic variation

Régénérants obtained were characterized by changes in the process interphase periods development. Régénérants of Vugar variety were characteriz by early booting phase and this effected significantly the high rate of leaf surfa formation and hence, the ability to preserve wide working area of assimilatior surface during grain maturation.

As a result of study of régénérants of three generations, the forms with eai earing, increased viability of leaves, vertical leaves growing, especially of I upper leaves, which was a result of decrease of the angle of leaves inclination a lesser linear parameters were revealed.

Analysis of régénérants according to marker signs revealed the presence variability in component glyadins composition.

Thus, régénérants obtained can preserve variations revealed' during thi generations.

Presence of useful mutation among régénérants can allow to use t variation revealed to create initial material for durum wheat selection.