Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Изучение состава токофероков и жирных кислот в первичном каллусе мутантных генотипов подсолнечника

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Изучение состава токофероков и жирных кислот в первичном каллусе мутантных генотипов подсолнечника"

Ct-jcrcyí ¿L~ '

£) U-ífгцил) T&'fc.Q d^tp- >

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ШСЩОВАШЬСКИЙ ИНСТИТУТ ШМ

6

- 1

АВТОРЕФЕРАТ -

ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ У'ЩОИ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕШШХ НАН .

Об, (9 Л Oh - сеие ки> с/ Я и

с еf~(0 êcgci @®

Краснодар 1992

îï,V.fJT?£l:3iSj

чт.\, ,зїє;:д

■у. і, і*. ЛїїЯЙ Отдел ■иссартаций }

ВСЕСОЮОШЙ НАУ^ПЇО—ЇЇССЛЕДОВДТЕЛЬСШ ЇІ1 ІНСТИТУТ РИСА УДК (577 . 581.Ы3.6)(633.851.70 Н:і nrosas rjiîounca

іюучгіпїв состава темшчшя и тав? к

КИСЛОТ В ШРВіШО;.! ІШШОїї ї-РД'АНТІІУХ ГЯІОГШа? подсаяшчшк:*, '

03.01.05 - сзлокщія і: оемоиоводогао

тортам

дпссаі'тлцпи na сопоі;3!г.:а ячоеой с то пони нпплпдасч сольсік^озяйстгониіг:

нз.-уі; ■ .

Ра tí ота еішодоня ¿n Вс-.>їсоопііско:л о?.Н'ИЮ Леюшо н оздонз ';-’*.7:;СІ:ОГО Кр"СііОі’О СіШ :'-ЗІІЇ! ІВДЧПОЧМОй^СУ.ЧїЄЛЬСКС:.! ПІІСТЇІИТи !:;.гкуятл'ДТ iü-jü'.í Ut С, ¡¡:;otwq;a:) r ïг:-'ГлГг-ТЭЭг ri'.

і;:'.":1;.] і? ¡i w-av.vvi'J'bU'; — д'./'і'і o,;c,,c; с. ¿i,, ^иициї.ііп;,

йТ.;;ц:;;иа,::і;а оп;м:.;:;іті:: о? r ;'.со;,ь\;п;.мн:’ч г:.vi;,

6;ч)д0іч:ч0С!і:;іх їкї;їк JL П.'їртй^п'іоО

Нсапвдо пэелвдпитив - Ксзсіюдпесіїчіі Селнл;0х'0зяі!стгшпшіі

ЕПСТÜyjІ ОЛиГГіЧО OIÍÚÜ ЦсІІТ<:

. Ejects дисзартакіїп соотоится 2Э. CG, 1992 г. ;

В IQ3® # GHïOaïïi ça/їз BHHKjiicö на заседании спвциалиаигоЕвн-мере саізтй Kj 020,66.01«

0 ммйив оанаиомйтьоя ? библиотеке ВШЬпсв.-

А*твг*фврвт СІВОСЛвН V ' • . 1992 Г. -■ . ■

Fueart овигвїіріоивдмімсхь. ' . '

■ ; if , ; V/;- * /.'L.;/''! : • ' '■ . ' ■ ■ ' :. .

. -У - Г?Н.Коадвни ■ . .

ouj.n 7/.п;гг:г;;стпта рлботп

Аяг/злглооть т.г.'ч, Подсолііочяж ялллзтся oohol'iioíí мэсяпч-по'! K.v.n:,7.v:0: Росс:!'.!,

І' созллппп üoanx согтзя и гпб?идср это.1 из ль т7;и »со сягя (ізчіи’.'пгі’ испояьзояэться вотгадппаошгсэ соязщяоанив подходи, Ь’ольгаао водозди йозлзгзюгая, в частностз, из <5:ютохнояоглчз~ скиз мотодн я olncr:: создания язчастгавно пегого исходного jíflто”í!0лз для солз:«;:::!.

В нэо?оя(цз-з бкотохаологся г/дяляз? возгзстающзо вни-

кание Г0П0ТЯЧ9 си о;.!’/ іулучїіпшіо пицэиус качзсгл гаогатоліного г.:зслз, Kaveorso мзоло опгодоллот хасок'гзо ого копользох-аняя -от пиіцої'іл: до тохничосчи;; цояпі'і, К шттсэяыши пзса:<9тсзі: этого признзка стлоепгсл ;:с;шпок!!слотт;П состзя твпглицасидсн ü налипла в ї'зог-з сагатстоданх воедстг, тоявх иди аятэмваи п остлотионнім лпї:іокопг.л!№.;, Особсз вшшэнйо п?п2яокобт топо-га-'jojí’i, мщищтциа спотисэлыша липид;? о? окползшш я явяявдглся ватчмииом В для ;-цгяоть::х, явлюччя чалом ка. .

Полт. И ПЛїїПЧН ІІООЛОЧОЕОНГЇЛ, ‘ Цель чсолэдогзшш - ПСГЗіГГЬ ОКОПЇОСОЯЕНООТЬ і! поанлчиом квллдсз ГОПОВ tph - 1, tph -ііО 1 - і , КОНТГОЛВ?.7ЕЩІ5Х ОСНОВИНО ШППМПТОН лччзотгл ааслз 04МЛИ .7 ПОДООЛІЩЧПИЙО, ЛЯЯ ДООТИЕОИМЯ UTOÍÍ ЦЗЛ!1 пообходимо ?3-□вть олодуїздиз ешлзчгі:

- ПЗЗГЙЙОТПТЬ М9Т0Л ПОЛУЧЗІШЯ 1ШЛЛ.70Н11Х Й1>ЛЬТ.73 «з апсплзн-

топ гозличішх чзотай гоотопаЯ гсутаїшшг гонотапон}

- изучить состав тояо^оволои незвичного во’ллзсз из газлич-ні« пксилзитоа;

- ИЗГПГЬ ЖП'їОІШОЛОТІШІІ СО0ТЄІ! ЛІШИДОВ П9ГЗІ1ЧН0Г0 КЗЛЛ5СЗ

Ü3 ?азличннх яксплантоз.

ІІа^И2іЬ-ир^^ш^_дгй«тй^^хшіі^ші2а2ь_їажмьга2^_ь

изучен яоотзя токо^голоа :і ’¿К'чшх кислої з позвячисн

налл7(;з подсол;;.- п:і>га с нспсльтомшіє!.1 є начестео экспериментального маточно; і м:;:-пі!?нііх генотипов.

Понятна зоз.уойность осЗнзгк'.зния чззчрякі/х г*нол е калпс-¡шх юльтагах. _

íg зге 5отз і! мз 'год ползчзкяя лз:ерч:юго ивллгеа и длятелцю

pu^ar’eaai'ux культу.' "з ;-ззл^чьих -іксялаятсв. .

Апгобзшш у.ібїтпк Сспоенш "езсуль:от(; чсслядования были долояины ня международном срглоэиумв по биотехнологии в Шгеппи 5 1991 году и па нон'^еренции колодах яченых ШШ масличных К7льту; і:ї.?,В,С.П7стоеойтв в 1990 года. .

Побгпкнпия работы. По материалам диссертации опубликовано 3 печатные работы общи« объемом 0.4 печатных листа.

Объем и структура габотн. Диссертация и зл оке на на &Ч отгвяицах маянописгого текста и состоит пэ введения, 3 разделов, в ив одое ■ рекомендаций для практики, списка литературы, включает & таблиц и 6 рисунков. Список библиографических источников содержит г>8 наименований, н т.ч. 44 на иностранных языках. .

Материал и методике исследования

Работа выполнена « период с 1989 по Т292 гг на центральной экспериментальной базе ВІППІ масличных культа р.

Объектом і'соледоввния был культурный подоолндчнинМ«?;»Дил #*•*•»,& саботэ использовал:! пять глбрег.ных лини” из генетической коллекций

Селекционная линия ЗК 373, взятея в качестве контроля, Овладеет обычным составом токоферолов и яигных кислот в семенах.

Ливия ЛП5 харвктвр'їаувтск повышенным содзржанием бета-тояоферола в семенах, что ныэывагтея рецессивны!.! гомозитотным ' ОООТОЯНП8М гена гри -I.

Линия ЛГІ7 содзряит повь'кенксю содоркзние гэмма-токоферо-Щ Б семенах, вызываемое рецессигиым гомозиготным СООТОЯНИ0М ДСЗГОГО ИН8 іри - с.

При объедякании в одном генотипа путем скрещивания двдх ЄІИ£ Г0НОВ ПСЗДЧСНЕ ЛИНИЯ ЛГ 24, Я2ЛЯИЦ0ЯСЯ ДПРОЦОССИЕНОЙ гомоваготой. Её <|8Я0теп хар'Екторпздется поьыеэниш ссдерясниам дальте-тс.чсЛгослз.

%ооко«?вявкггд ;а ЛГІ8 біш падких- при сзысодглоияи растений оогт* Паріепгц к ьг;да-гйглкгт ссо'о!: до'гпьйлэду гош-тготз по гену 01-I.

СЬЮТ цразодсле £ /ябссатссхи (1;;ох;:.пкоспоа ктоійкя и лэ-бои®тср;іи ¿¡зотбхнолргаи вп'£;?.к,

, Состав тоиофооояої опеоділу-’їл с г:с:Х\:г^ 'гс,-;і-іос;с!>П:;с;і

■:сэдтоггафяи с использованном раантиса Эммасв-Энгеля, т,а. со скрашенным продуктам, ногорие образуются пси вссстанол.ченип токо^ролрмп -говхвалонтного хлорного полова и поолавдкдаго и^зимодэйствия двух-валентного на леса с дпппрпдилом.

Количество отдельных форм тсаофоролов в процентах от суммарного оодоцнзнпя .-устанавливал!! денсптомотричоскпм способом.

Определение состлея нижних кислот проводили с пояодга г)зо-мядностиой хроматографии из приборе 5>ом-5 о интегратором. Условия хроматографирования шзтйлоепх эфиров язсшгх кислот; Тс4 °С, поток ззотз 30 мл/мин н годсрода 25 мл/мин., стеклянная колонка длиной 1,5 н и диамотром 3 мм, кидяая фаза -полиэтилвнгликольсуипинат (15.2) и тверда]! нсентоль - Хроиатон-с днспарсноотыо 0,1 мм.

В качестве оисплантоЕ были использованы семядоли сэро- ■ дыщай зрелых семян, гипонотили я лпотья. .

Для получения каллуса из зрелых семян последняя ' стегвли-эоЕвлн 9*о хлорамином, проминали дистиллированной водой, снимали лузгу и отсеченные семядоли помещали на 'лита тельную сведу.

Части Па три с энсплантами Еыдипживали в темнота при температура 25 °С в течение 5 недель для получения первичного каллуса. Субпультиеированке проводили танке через 5 недель.

Состав базовой среды: минеральная основе по Мурасига и Сиугу с добавками -гндролпзят ияааинп (500 мг/л), меаоиноавт (ХООтА ), сахароза (ЗЭ г/л), агар (8 r/л), глицин (2 иг/л), витамины Bi (Ю мг/л), Bg (I мг/л) и РР (I иг/л) при pH 5,6- ' 5,8. . .

Использовали четыре варианте питательной среды, различающиеся в добавках в базовую среду .ритогормоное: •

V I ГАП (0,5 мг/л) и ПУК (2,0 мг/л) -

2 ПАП (0,5 мг/л) и 2,4 Д (0,5 «г/л)

»3 кина тин (0,5 мг/л) и ПЭТ! (2,0 мг/л) .

'?4 кинет!!!! (0,5 мг/л; и 2,4 Д (0,5 мг/л)

Для получения стерильных эисплантов гипонотилай и листьев зрелые самякни стерилизовал!; 9? хлорамином, промывали дистиллированной водой, снимали лузгу !' помещали СЯМЯ Е ПРОбИРН! с базовой средой. Пробирки выде^яинв ли на свету \ день 16 часов, ночi & часов) :г;к те^перат.уре ?0. ичг.ез три недели из пробирок извлекал:! rwder.;, у:«каг:{ гнпок сакля и листья я помедело

ИХ после истечения Е ЧаШНИ ЛвТРИ ДЛЯ получения П0РЕИЧНОГО валлуса.

Биохимические анализы проводили с высушенным при 90°С ьвллуоом со ореды .4 I (нчходнэя влажность поличного колдуса была около 95%).

Результаты исследования

1шилучшее развитие первичного каллуса из врелих семядолей для всех изучаемых генотипов наблюдали при выращивании на среде 'Я. Среды, содержащие ауксин ?-,■* Л кроме иаллусогенеза еызыезли п соматический эмбриогенез, что наиболео сильно псоягилось для линии ЛГ-5.

Эксперимент по субкулктиЕпровэнпю проводился до пятого этапа на среда Л I :: .'М, а затем, до десятого этапа только на среде 'Я. .

К пятому этапу субкультнвпрованиг. стало очевидным, что на среде происходит лучшее развитие каллуса, он быстро нарастает, носит рыхлую структур:/ и обладает светло;: окраской, тогда как на среде .7 4 наряду с каллусогппезо^ постоянно происходит эмбриогенез, что приводит к формированию более плотной и тамкоонрашенной ткани. Паи лучшее развития каллуса наблюдали для линии ДГ15.

Обнаружат дискретная изменчивость состава токоферолов р песвичнои квляусе из семядоле!* семян мутантных генотипов по отношению к обычному генотипу и мевду собо;1 (табл. О.

Таблица 7

Состав токоферолов первичного каллуса .ив семядолей зародышей семян у подсолнечника,$

Линия

Анализируемый материал

"Ток

с-;ерол

I Р> !^|/

БК 373 семена 97 з<уЗл/-) 0

каллус 82 15 3

ЛГ 15 оенеш 50 . 50 0 0

яаллуо 66 31 0 3

ЛГ 17 семена 5 0 95 0

Пподолванио табл.І

Линия Анализируемый материал Токоферол

¿74 А ()- «Г-

каллус 24 с ' ' 7Б 'I

/ГГ 24 семеня а О 04 8

ноляус 14 О 73 13

Общим е изменении состава токоферолов каллуса по отношэ-нпю к семенам для изучаемых генотипов было уменьшниа содапяания преобладающей форми и увяличонгш содержания дельто-тонофеооло. Доля альфа-токоферола при этом .уменьшилась для обычной линии ВК373 и звеличилась для всех мутантных'линий ЛГІ5, ЛГІ7 и ЛГ24.

СОСТЗЕ ТОКОферОЛОЕ Е П0РЕИЧНОМ И8ЛЛУСЄ ИЗ ГИПОНОТИЯ9Й и листьев также характеризовался дискретной изменчивостью (табл.2). .

Таблице 2

Состав тоноФеполое пєреичного наллуоа из гипокотилей и листьев у подсолнечника,%

Линия гипонотиль 1 ЛИ от _

сА А 1 ¿> сА 1 п 1 У 1 <Г

ВК 373 00 . 20 0 0 90 10 О га Н 0

ЛГ 15 50 50 0 0 30 70 ол 0

ЛГ 77 Сл Сл ТОО 0 40 Сл 60 0 ■

Л1' Я 4 Сл 0 90 10 Сл 0 90 10

■ К - Сл - следовое НОЛИЧЄСТЕО, около или манее 1%,

Мутация -I, приводящая и повышению содеоиания бета-

токоферола, мутация ^-2, вызывающая преобладающее содержа- • ние гамма-токоферола я объединение этих мутаций в дирацэсспяе, характеризующимся появлением дельта-формы, были четно фенотипически различимы в первичном каллуса из семядолей эаиодышей зрелых семян, гипокотилей и лиотьев.

ь'ишюннслолшм ооотаеои лшідоіі ішллуеноіі гноїш кап для ооичноіі линки В К 373, тин и для щгаїтюґі линии ЛГЮ, нгопиол-йо одношпсоелоішоу и вменшиш по огноюиип к исходному прииням

З саиян, викЛісчзюїдсшся ь іііо/;іічаиі;і! содевкштя поліллітшіоеоЦ (С,(: .0І іі псдиниііасищ-.шних иіримх кислот їй счет оішинзл

ДОЛИ ОЛаїІНОііОЙ (('у;5-|) К ПОЛОТО (тсбл.З).

Тсблнцз З

СООТЗВ ІШРІШХ КИСЛОТ ЛИПИДОВ Ш’.’СИЧНОГО

коялуоа чз самядолеіі зародияоК оеиян у ПОДООЛНЄЧШШ8 ,

Линия Анэлизи- ЕЗ/выий материал Кислота

С16:0 С 10:0 Г 10:1 ^18 полпе-новиа

ВК 373 оаыена 6 5 4о 43

К8ЛЛУС 20 Г> ТЗ 65

ЛГ 18 сеыена 5 5 86 4

неллус 14 3 30 45

В пег®ичііс-м каллусе ив гплояотилей и листьев содержание олвшіо?ой кислоти СНИВИЛОСЬ для линии ЛГІО в такой степени, что обнасуаениа Еысокоолаинового фенотипа становится невозможным (твбл.4)

Таблице 4

Состав жирных кислот липидов первичного нвллуса

ИЗ ГИГіОКОГИЛеЙ и листьев 5 подсолнечника

’ П!ПОКО?ПЛЬ „ Лист

Линия ^ :.ь: 0 Г-'тР:0 Т8: т ГчГ Г.ОЛИ0-1 !!0ЕЦе ^ .6 :0 р і В: 0|С7Й- ТТ8нВШ

РК ?’3 ЛГ

7 68

18 56

выводу

Г. Гэн грь-1 «яолтполйюиаций ооотиоаганиа вльфа-в бэте- -ТОНОгТ'Сголов в семондх, вяопгаоопдовтоя 1? ПОСВЙЧНЙ! ЯбЯЯ5с9 ив

С0МЯДОЯОЙ ЗТ0ЛЮС С0МЯН, ГИПОЯОТЙЛ9Й Я ЛИОТЬвЯ. Рааяйай ШДО

Фенотипическими классами обычного и мутантного гвнотйпйЗ Д(Ю~

ТЗТОЧНЫ ДЛЯ оОнвЯУЯЯПЙЯ В Я8ЯЯ50в П2И9НВЯВ АОВМШВНВОГО Й0ЙВ2-линия бета-тонофогола (от 31 до 70 %),

2. Гои грЬ-2 , НОНХЗОЛЯГОИДИЙ ОООТИОЯВЙИИ ВЯЬфМ МММв-тонофаполов в сйМбнзх, таяли эксп^воовга^вток В йвРЙЙШОЙ йвяяуов пз семядолей ЗГвЛЫХ С0МЯН, ГИПОЙОТИЯвй И ЯИОТ^вК.

Для гтюнотпппчвояих нлаосов обычного и мутвмтйОГО гвнотвпов Х8-панте:ка диснззткая изменчивость, новводящдв чвтво вдвятвфа-цпговвть в валял се пшена» псе обладавшего оодвсяатм гвЫМв-ТОКОфвгоЛЭ (от 60 до 100$), ,

3. Дигецеосивнзя гомозигота по гвявм грн-! и 4рй-г имеет фенотип о повышенным содагинивм двяьтв-товофвоояш (от Ю до 13$) в первичном наллуоа из глвяяэд!« ввсшинтов,

4. Ген о1 -I, ЯОНТСОЛИСЛИГОЗ ОООТНОвВЙВ* влввнмой И ли ноле в ой нислот, в запасных липидах сеЫЯН, *ватв*ЯО вковрво-сппотея в песвйчном явлляоа ИВ семядолей врВЮЙс МОАММИЙ, В

П0ПЕ11ЧНОМ НЭЛЛУСЗ ИЗ ГИПОНОТИЧвй И ЛИСТЬвВ фВНОТВЙВИВЬВОГО ППОЯЕЛ01ШЯ вдтации ВЫООЯООЛ0ИНО1ОСТЯ КЧ Нввяпдавтад*

5. Для получения пягвичного ивллуов я длитвяШО вырвцява-

емых культ:/!? пги сзбк№тивй2ований вффвйтвВйО войояьвоввнвв добавок в базовою питательною ссодз из минврвяьяой овноав по Мугасиге и Скуг.у - Г>АП в нонцвнтгации 0,5 мг/л и ПУК я яонЦэнт-;яцчи 2,0 мг/л. Добавка в с?едэ 2,4Д э конвдцтсзпяи 0,5 мг/л

приводит к эмбриогенезу. ..

Га и о: ондзшш для пгзятизи . • ’

Г. Ппи биотехнологических саботах с гопами 1рЬ-1 и ' !11' - 2 , >;егулип.усзимп биосинтез тсяофясолов, могзт

г.'-!ф01<ТНЕН0 ИСПОЛЬЗОВВТГГрЗ ЛЛ7С1Ш9 нэльтусы кая из семян, тая ‘

:• ил гппонотплей и листьев. .

2. В связи с частичной эиспесссшшостыэ го из о1 -I,

. ОГЛ’ЛЯГЗ'ПЦОГО пгоигзщанис ОЛЗПНОВОЙ Т!ЯОЛОТЫ_3 ЛППОЛ0ВЗО, Д -:.1?ЯЧНС!( КПЛЯУСЭ ИЗ семян И СТСЗТСТСЕЗМ ЭЙСПСОССП5ИОСТИ й

К0ЛЛЗС8 КЗ ГИПОКОТІШН! !І Д!Ш?Ь0£ ДНЯ бПОТвХНОЛОГВЧССІШХ работ о исаанавогі shookоолоплоаостп долеоооб’.’азко і:спо/іь-

ВОЕЙТЬ ТОЛЬКО КаЛСі'С 1!3 СвІ'ЯДОЛе:: ^¡уодшйіі.

Пе чат низ "збО'^и, 01 i.v <3 лі! tt oj; у j и j і и-? по '¡'пін jrien-ч

>

1. Дэмзгин Я.И., Попол П. О,, Лп:’у:юеу Т.О, ■; Укндх'/:л

У,К, Состав кигннх кисло-;' і; ’'окоиг.о.чэр я каля?;со ни ".м

одтаитных линяй подсолнечника У/ ііаячпо-тошппісяи-': л--

тень ВННКМК, -Кгаснодп 1990,- ГОД, ¿(S.1) •* (t! П'»ЧЧТ.ч).

2. Лвиэгвн Л.II. , Попов II.С. и Упвишш У.К, *•

СТЕИ9 генов СООТЯЕ8 тоиоТе" ояое СОМЯН V пичсолімчппка// Раст0Н!ЮЕОдст£о, солакция і: хі8іібТ!Ч!:) тохничоскпх к-уяі т:;: : Обогнан но;;чних т::удое по пгпклэпно.'! ботанике , грппі-лн п селе КОДИ, -Дошшггзд, [9Э1.-Т, '--14,- (е печати),

. Я. Upadhyaya U.K. and Demur in Уд. Deterninatі op ot fatty acid and tocopl.erol composition in ■> u it t lower елі I u ‘. / / Physiologia Plantarum, Abstracts iit.li International Prctfjp I a i i Syr.pos і u ir.. - 199 1. - 82 ( 1 ). - p. ЛЗ/.

/'Vvt-v'lv