Особенности формирования генетической изменчивости в процессе спорогаметофито- и эмбриогенеза у растений

Кравченко, Анатолий Николаевич

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Особенности формирования генетической изменчивости в процессе спорогаметофито- и эмбриогенеза у растений
ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Особенности формирования генетической изменчивости в процессе спорогаметофито- и эмбриогенеза у растений"

. -Ч . ' -

о ■* V"

' РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ РАСТЕНИЕВОДСТВА им Н. И. ВАВИЛОВА

На правах рукописи УДК: 575:635:64:631:523

КРАВЧЕНКО Анатолий Николаевич

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ В ПРОЦЕССЕ СПОРОГАМЕТОФИТО- И ЭМБРИОГЕНЕЗА У РАСТЕНИЙ

Специальность: 03.00.15 — генетика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук в форме научного доклада

Научный консультант: Академик РАСХН, доктор биол. наук, профессор А. А. Жученко

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

1993

Работа выполнена в Институте генетики АН республики Молдова в 1966—1992 гг.

Научный консультант: Академик РАСХН, доктор биологических наук, профессор А. А. Жученко.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Глотов Н. В., доктор биологических наук Гордей И. А., доктор биологических наук, профессор Удовенко Г. В.

Ведущая организация — Институт генетики и цитологии АН Беларуси.

Л У, $г/аг1рЛ 1993 г. в /д

Защита состоится <Х/» м^'^-'^г1^« 1993 г. в часов па заседании Специализированного совета Д 020.18.02 при Всероссийском научно-исследовательском институте растениеводства им. Н. И. Вавилова по адресу: 190000, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 44.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского научно-исследовательского института растепнемГдства им. Н. И. Вавилова.

Автореферат разослан «-»/ » гчл*«» у '" 1993 г.

Ученый секретарь Специализированного совета,

доктор биологических наук Э. А. Гончарова

ОЕРАЯ ХЛРДЩ_ЕРИСТИКА_ I'ALOTU________ ____________________________ -

'.ктузлыюсть Устойчивость современных гнсоио иитен-

сивиых соотов и гибрчл^в pa3.mf.jmcr культур к нерегулируемым экс.трзмад1>ным абиотическим факторам среды в пастоядэо врек* справедливо рассматриваемся как основное средство обеепачипя.«*-!:гг' сгабцльиуп ре= лизашно их потенциальной продуктивности. Во-гЛу^лиж'ОТь сочетания в одно),' генотипе этих двух глагяыл генетических компонентов требует широкого вовлечения в селекционный ■гртюлг. т»..;-":: к ¡.о^укулыут'нмх рнячинитепе1»**,

принципиально новых методов индуцирования генетической изменчивости, а также приемов и подходов способных значительно расширять спектр доступной для отбора генетической изменчивости за счет получения необычных "нетрадиционных" реком-бинантов в мейозе и уменьшения их элиминации на самых начальных (ранних) этапах формирования и развития.

Процесс формирования максимально широкого спектра потенциальной генотипической изменчивости в ).:ейозэ гибридов Fi и особенно ее переход в свободную, доступную cnOoj.v является ясклгдлггеяьнэ слоями и кеолнозначгат. В и^стоям'г л время и?т чслостного представления о том, »»кие наруюешш v.чу: возникать при i-тзвитви пыльника, пыльцы, семяпочка:, зародыш и с»м?ни г. срлзи с индуцированном рекомбиногенеза и как ?то связано с эхимшщкей рекомбииалтчнх гамет и зигот, а так»' частотой и спектром генотипической изменчивости.

Частично эти проблемы были обозначены еще в пионерских работай ail Is, 1919; Jones,1920).Стало известно,что опытным путем, за счет влияния на конкуренцию пыльцевых трубок, возможно изменять характер расщепления в потомстве на мужкие и женские генотипы у Ntelandrium,Rumex,Bryonia (Correns, 19*17). На то, что селективное оплодотворение, в силу разной скорости роста пыльцевых трубок и активности гамет,,может быть причиной аномального расщепления в потомстве, указывали такте опыты ряда исследователей (Heribert-Nil sen, 1920; Renner,1921). Несколько позже, на основе использования генетически чистого материала, были значительно расширены представления о возможностях влияния элиминационных событий на спектр генотипической изменчивости в

расщепляющихся популяциях (Sowant,1954; Тер-Аванесян,1957; Jonson.Wialen, 1965;Rick, 1968; Жученко,Кравченко и др. 1081; Muícahy,1984; Ottavlaño,Mulcahy,1989).

Понимание генетической сущности процессов,происходящих на поетрекомбинационяых этапах, изучение их роли в формировании (высвобождении) генотипической изменчивости и на этой основе разработка методов управления ими, оказывает решающее влияние на стратегию адаптивной селекции (Жученко, 1988). Именно поэтому, еще Е И. Вавилов указывал, что использование зародышевой плазмы диких видов и полукультурных разновидностей в качестве доноров устойчивости к основным экологическим абиотическим и биотическим стрессам,становится жизненно важным и необходимым, и позволит поставить на службу селекции все огромное мировое растительное разнообразие.

Однако, доступ к этим генетическим адаптациям ограничен весьма многочисленными биологическими барьерами, такими как: несовместимость компонентов скрещивания, стерильность гибридов, ингибирование процессов генетической рекомбинации, несбалансированностью и элиминацией рекомбинантных, особенно трансгрессивных, гамет и зигот.

Как известно (Куперман, 1973), из 12 этапов органогенеза в жизненном цикле однолетних растений -7 относятся к репродуктивным фазам развития, где происходит формирование цветков, микро-и макроспорогенез, гаметогенез, прорастание и рост пыльцевых трубок, а также зигото- и эмбриогенез. При отдаленных скрещиваниях, индуцировании мутационной и рекомбинационной изменчивости, обычно на этих этапах и возникают злиминационные барьеры (Rick, 1969; Поддубная-Арнольди, 1976; Батыгина, 1974; Жученко,Кравченко и др., 1981). В эволюцонном плане, это приводит к формированию механизмов, способствующих сохранению или рассеиванию генетической информации вида, сорта, а также интрогрессии генетического материала от одного вида к другому, или же обуславливает их изоляцию. В селекции, в конечном счете, это выступает как ограничение потенциала доступной для дальнейшего отбора генетической изменчивости.

Элиминация необычных рекомбинантных генотипов на гаплоидном уровне и ранних этапах развития спорофита приводит к пре-

""ойладашп в~популяциях ~ малоуклоишсдахся- от "норчи"в данных----------

условиях среды организмов. Лри таком отборе ( етагилизирующи.гЭ отбор по И. К. Шмальгауаену) многие рекоыбиланты, в силу наличия сложности корреляционных связей между спорофитом и гаметофитом, могут быть потеряны из селекционного материала.

Поэтому, направления исследований связанные с изучением сущности процессов,происходящих на ноегрекомбинационннх этапа? и разработка методов расширения спектра генетического разнообразия за счет уменьшения элиминирующего действия естественного oi'ííúua. является важным направлением адаптивной селекции расти-ний. При этом, другой, не менее важный подход, основан на целенаправленном усилении давления отбора, за счет жесткости фонов создаваемых на этих же этапах. Еще в ранних работах по генетике отмечалось, что несмотря на сильную редуцированность гаплоидного поколения у покрытосеменных, существует возможное!!. гамето-фитного отбора (Brink, 1925; Mangelsdorf, Jones, 10KG).

Многие авторы на различных обьектах отмечали наличие этого яв'С'Ь'Кп в фаяр зрелого пнлт.т^евогг» г. ттяркол то прораста-

ния и роста пыльш»лнх трубок и тк.»н«." н-отьк.. г<л>- Акмисяя, I9Í- , iö^ö; Mífpwa, Í9G"; Miicahy, !,:uh,ctl,v,rnd:!..: , i СГ; Z/Mj Г o^siey, 1 PS'.;-:).

Такой отбор M'Vkt быть ^¡'к'Кгншшм тол-.к- 'J'üí ^'лучо'--, K'.ij и гамс'гофпг^ ¿: спирофиге .■'к-шр-н.сируя/гс.; м-

hí; или очи ''cjho сцеплены с други»'; f.'::

( í lev л;ччн , '-íid , Г.-<в1) у томчто;-. чкспрн.спру rc,i ООЛ '¡vf'HK генот Фг-рмептатнвной гистсмн «У<ияк для г.^.стг.фнта и спорофита. Такие же оценки получены для ячменя (Pedersen.Simonseri, Lot i;2k(í, j007). У тополя ш «mvfo достигает "Ct 'Г?с>!~лг~, Uli f , l'PyOi ,а для кукурузы ','2?. (Sai ift.i la.í'iovj.Küií'J ] ; , j'j.'Xi:. Все это, хотя и отражает лишь небольшую часть генома, вен же, безусловно, указывает на возможность проведения отборов на самых ранних стадиях развития рекомбинантных генотипов и по другим генам и признакам. Наирдадешшй отбор iwi1 и »иго: мэ»т»т способствовать выявлг нию специфических адаптации при различных типах гибридизации, а также селекции на основе сортов и линий для увеличения экологической устойчивости культивируемых растений ' Чученко, 1990 ).

fííüíí !1 задачи исследований. Целью настоящей работы явилось ¡мучение процессов, происходящих на репродуктивных, пострекомби-hiiwiohhux этапах, их влияния на частоту и спектр гэне-тк ;¿cko;1 изменчивости в расщепляющихся популяциях растений и, на основе этого, раз работа методов оценки и отбора на гамэтофлтком уровне и в эмбриогенезе ценных в хозяйственном отношении генотипов.

Исходя из цеди определены следующие задачи:

1. Изучить цитологические особенности прохождения постре-комбинационных событий в мейозе у межвидовых гибридов томата, тритикале, гибридов пшеницы, выявить влияние экологических факторов на характер распределения генетического материала.

2. На основе цитоэмбриологического исследования процессов споро-гаметофитогенеза, прорастания пыльцы и роста пыльцевых трубок in vitro и in vivo, а тага® эмбриогенеза и формирования семян, выявить критические этапы развития,или максимальной элиминации новых рекомбинантных генотипов.

3. Изучить изменчивость морфоцитохимических признаков (размер ядер и количество ДНК) мужского и женского гаметофитов у различных видов, сортов, линий и гибридов при воздействии на них экстремальных температур, а также у форм полученных в результате гаметофитной и зиготной селекции.

4. Установить возможности изменения состава расщепляющихся популяций F2, при воздействии на критические этапы репродуктивного развития гибридов F1, за счет использования стимулирующих веществ и факторов, а также методов in vitro.

6. Исследовать связь между стрессоустойчивостью. микрогаме-тофита и спорофита, выявить влияние отбора гаметофитов и зародышей устойчивых к экстремальным факторам среды (. повышенные, пониженные температуры, засоление) на качество нового спорофи-тного и гаметофитного поколений.

6. Разработать принципиально новые подходы, методы и приборы, значительно ускоряющие Процесс .селекции за счет получения обычно элиминирующихся генотипов, экспресс оценки и отбора генотипов в гаплоидной фазе развития и на этапах эмбриогенеза. Изучить возможность получения генотипов,сочетающих устойчивость к повышенным, пониженным температурам и засолению с хорошей продуктивностью.

К* 2§ВЖХ Ц обсуждение выносятся следующие положения: ____^ аномалии в мейозе у -пшеницы,--тритикале,- тот~ов7"дополнительно перераспределяя генетический матерная, иг лэ ограничиваю- спектр генетической изменчивости. Процесс повышения или понижения уровня нарушений осуществляется по саморегуляционному типу с высокой его чувствительностью к стрессовым аредовым факторам. Выявлена буферизующая роль генотипа спорофита, зак-л»ч»«п$я(?ся в том, что чем выше его устойчивость к высотой температуре - тем стабильнее мейоз.

При ДЛИЮЛЬНОЙ ОООЯГЮТ»«? ГТОРЧ-шешмй температурой пыльцы количество ДНК в ядрах устойчивых генотипов не изменяется или же слабо возрастает, а у неустойчивых - падает; функциональная -активность хроматина в первом случае уменьшается, во втором- возрастает.

- длительный (4-5 поколений) микрогаметофитный отбор на устойчивость к повышенной температуре приводит к снижению количества ДНК в ядрах пыльцы томатов и тритикале.

- в процессе споро-гаттофитогекезз,- прорастания и роста пыльцевых трубок я тканях пестика, экнжогадв'Дз. хранения и

ПрОА'-Г:--.;ГИ~1 семян происходит элчмкитция ГОНОТИПОр. !йпольрова-

кие Оюяогчч'ткй активных врщрств и лругих стшу.мшгониых факторов п сочетании ь ограниченным нанесение1« лыгьш.' пя рыхмр», исгом>ь«орэди».*м методов т у Иго приводит !: значительному ени-л?ж«г злк!Л1нтдаонного процесса.

- сохранение обычно элиминирующихся гамет и яигот у гибридов К1 томатов способствует расширению спектра и повышению частоты доступной для искусственного отбора генетической изменчивости в расщепляющихся гибридных популяциях Г2. При этом обычно возрастает частота рецессивных гомозигот,в том числе и рекомбинантпых. ■ '

- высокая положительная корреляция между температуроустой-чивостыо гаметофита и спорофита обуславливает возможность отбора устойчивых генотипов на этапах Формирования и зрелых гаме-тофитов, в период прорастания и роста пыльцевых трубок, эмбриогенеза. Полученные новые поколения спорофитов и гаметофитов обладают повышенной устойчивостью к стрессовым температурам.

Научная новизна.

Предлагаемая работа представляет наиболее полное из .та жение данных о селективной элиминации генотипов на репродуктивных этапах их развития (гаплоидная и начало диплоидной фазы) у растений. Проведена количественная оценка этого процесса,показано, что у межвидовых гибридов частота элиминации достигает значительной-величины и зависит от генотипов и условий среды. Выделяются ряд критических этапов элиминации. Анализ частоты маркерных классов по изученным генам в расцепляющихся популяциях показал,что естественный отбор идет чаще против двойных рецессивных гомозигот и рекомбинантных генотипов. Использование биологически активных веществ и методов in vitro позволяет снижать интенсивность отбора и, тем самым, влиять на частоту и спектр ' генетической изменчивости в расщепляющихся популяциях.

Впервые установлен стимумящюшшй эффект природных стероидных гликозидов при воздействии ими на репродуктивные органы, как in vivo, так и in vitro. Они повышают жизнеспособность гаые-тофитов и семян, увеличивают длину пыльцевых трубок и осеменен-ность плодов более эффективно, чем известные фитогормоны.

Впервые показана изменчивость морфоцитохимических признаков ядер мужского и женского гаметофитов томатов, тритикале в стрессовых температурных условиях. Экспериментально определены критерии дифференциации температуроустойчивых генотипов по этим Признакам, а тага® по способности микрогаметофитов прорастать на соответствующем температурном фоне.

Впервые,установлена высокая корреляция между устойчивостью гаметофита и спорофита к стрессовым температурам. Продемонстрирована возможность гаметофитяого и зиготного отбора у растений. Это дает возможность эффективно с минимальными затратами проводить отборы температуроустойчивых и продуктивных генотипов на всех этапах селекционного процесса.

Впервые обнаружено, что гены, детерминирующие чувствительность гаметофитов к стрессовой температуре, у томатов локализованы во 2-й, 4-й, 6-й, 11-й хромосомах. При этом в 4-й хромосоме локализованы более чувсвйтельные к повышенной, а в 11-й к пониженной температуре факторы. Установлено, что только на этапе женского гаметофита экспрессируются гены всех 4-х хромосом.

6 ■

Т©оретичеокое: и практическое значение.

Результаты, обобщенные в диссертационной работ*, развивают представление о значении процессов, происходящих н" репродуктивных пред- и постсингамных этапах в эволюции и селекции у покрытосеменных растений. Они позволяют' рассматривать их в качестве важнейших механизмов, способных довольно эффективно регулировать частоту и спектр генетической изменчивости в природных и селекционных расщепляющихся популяциях. Это важно учитывать при исследованиях рбкеиСынщиошюго процесса, естественной адаптации популяций к стрессовым средовым факторам, а также в селекционных программах,направленных на создание высокопродуктивных и устойчивых сортов и гибридов. Установлено, что по характеру изменчивости морфоцитохимических признаков мужского и женского гаметофитов можно судить об устойчивости их генотипов к стрссам.

На основе цитоэмбриологических исследований репродуктивных структур и процессов у томатов (гибридыР1) и тритикале выявлены эта/ты максимальной элиминации генотипов. Разработаны методы, снижающие уровни элиминации (получены авторские свидетельства).

Экспериментам.но показано, что расширение Формообразовательного процесса возможно за счет сохранения необычных трансгрессивных рекомбииантов на этапах формирование и развития гмптсФнтос. прор;позанял и роста тшц?внх труСкж в тканях П".'/:!!1С1 и зсЯрисгек'.'г.ч. Предложенные методы и цодходы могут быть исптьзозани в селекционной практике.

Р'лораОотаии методы и способы оценки гаметофитнего и зиготного отбора У томатов, зритнкале и кукурузы, устойчивых к .экстремальным повышенным , Пониженным температурам и засолению i иг.типов, !.'•■. них полусны автор'.чше свидетельства. Розданы новы" цорм:»'. линии и гибриды с высокой устойчивостью и продуктивностью.

Апробация_работы. Результаты исследований по вопросам изложенным в диссертации доложены на научных всесоюзных, республиканских и международных съездах, симпозиумах, совещаниях и конференциях: на ш, ¡У, У съездах ВОГИС (Ленинград, 1971; Кишинев, 1082; Москва, 1987), на Всесоюзных конференциях (Моек-ва,19!37; Кишинев,1979, 1901, 1983, 1984, 198G, ^рноголов-ка, 1 'Л86; Москва, 1989-, Киев, 1989; Кишинев, 1989,1991), симпозиумах (Симферополь, 198.3; Телави,1984; Кишинев, 1984), совещаниях

7 - .

(Кишинев,1971; Саратов,1984; Симферополь,1989); на Республиканских съездах генетиков и селекционеров (Киев,1976; Горки, 1986; Кишинев,1987,1992), конференциях (Кишинев,1982, 1987); на Второй Национальной конференции по гетерозису у культурных растений (София,1988); на ХП конгрессе EUCARPIA (1987); на Третьем симпозиуме по половому размножению у высших растений (Siena,Италия,1988); на Симпозиуме по мужским гаметам у высших растений (Венгрия, Мартонвашар,1990); на XI Международном симпозиуме по эмбриологии и семенному размножению (Ленинград, 1990).

Публикация..результатов_исследований. По результатам исследований и теме диссертации за 1966-1992 гг. опубликовано 121 работа объемом около 55 п. л., в т. ч. 2 монографии, а также Атлас радиомутантов кукурузы, Методические рекомендации, получено 11 авторских свидетельств на изобретение.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Экспериментальные исследования проводились в 1966-1992 гг. в Институтет генетики Академии наук Республики Молдова, полевые - в общем севообороте на полях института, лабораторные - в теплицах, климокамерах и установках Центра гаметной и клеточной селекции Института. Почва - тяжелосуглинистая карбонатная мало-гумусная, ереднемноголетнее количество осадков 480 мм в год, суша положительных температур свыше 10"С равна 3200° с.

Исследования проводились на 8 сортах озимой мягкой пшеницы, 14 межсортовых гибридах, 16 стерильных аналогах и восстановителей фертильноети на разных этапах насыщения, 19 формах 56-и 42-хромосомных тритикале, полученных из коллекции ВИРа и 10 из коллекции Института. Ш томатам было использовано 12 видов и разновидностей, более 10 сортов, три мутантные многомаркерные формы Мо-500, Мэ-509, Мэ-628, каждая из которых имеет по две пары сцепленных генов, . легко идентифицируемых на стадии проростков; кроме того было изучено 15 межвидовых гибридов, а также 12 линий и гибридов F1, полученных из Болгарии. Ш кукурузе изучено потомство радиационной макромутации "Корнграсс", более 30 линий и 10 гибридов.

Опытные растения в теплице и климокамерах выращивали в 5 ц

10 литровых.сосудах с учетом потребности -в минераг.ном питании. Для создания температурных фонов использовеяи установки искусственного климата-ВКШ-73,КТЬК-1250, КВР-1, а гакмэ лабораторные термостаты типа ТС-80 и др.

Мужской и женский гаметофит изучали на автоматизированном комплексе "Морфоквант",который состоит из сканирующего световот го микроскопа, управляющего им процессора и ЭВМ СМ-4. Наличие сканирующего зонда и двух измерительных каналов с ФЗУ позволяет определять оптическую плотность клеток и клеточных структур, а тпта :п: морфологически* згарактеристяки.' Для выявления относительного количества ДНК в ядрах клеток мужского и женского га-метофитов готовили постоянные препараты с окраской реактивом Шиффа по Фельгену (Кравченко, 1986). Мейоз анализировали на давленных препаратах с окраской • ацетокармином.

Жизнеспособность пыльцы и характер роста пыльцевых трубок определяли путем проращивания на искусственных питательных средах. Рост, пыльцевых трубок в тканях пестика изучали под люмини-с цент ним микроскопом.'С Прозина, 1 ЯГ,0; Голубялск«?, 1974; Паушева, 1974,1980; Атабекова, Устинова, 1980,1987).

Статистическую обработку проводили па Вольфу В. Г. (1966), Рокюрдаму П. Ф. (197В), Доспехояу Б. Д. (3979) и др. на ЭВМ СМ-4,а такт»* 1БМ К- Щптоту рекомбинаций вычисляли но методу максимального правдоподобия по программам разработанным в Институте генетики АН РМ.

2. ОСОБЕННОСТИ ПРОЯВЛЕНИЯ ЭЛИМИНАЦИОННЫХ БАРЬЕРОВ НА РЕПРОДУКТИВНЫХ ЭТАПАХ

2.1. Мейоз. Многочисленными исследователями установлено, что уровень цитологических аномалий при прохождении мейоза характеризует генетическую стабильность той или иной формы, гибрида, их фертильность,особенно,при инконгруентных скрещиваниях.

Известно, что основным источником генетической изменчивости в эволюционном и селекционном плане являются мутационный и рекомбинацнонный процессы (Кученко, 1980). У высших растений последний преимущественно осуществляется за счет специальных.

молекулярных механизмов в мейозе. Обычно, при этом, фшггически, не учитывается тот факт, что пострекомбинационпые этапы меЛогического деления (карио- и цитокенез) способны значительно влиять на распределение генетического материала по гаметам и, соответственно,на частоту рекомбинацийПри этом уровень аномалий в значительной степени зависит от адаптивности сорта или"гибри-да в онтогенезе к факторам среды.

Исследования в атом плане некоторых сортов озимой ■ мягкой пшеницы показали, что сорта и формы местной селекции характеризуются меньшим уровнем нарушений чем остальные(7). Особенно эти отличия является значительными в Ш, А1, А2, что указывает на зависимость этих процессов от генотипа и его адаптивности к условиям среды. Изучение рёципрокных Гибридов показало, что на уровень аномалий.влияет цитоплазма. У некоторых гибридов она уменьшает, их частоту, у других - увеличивает;.

Анализируя динамику изменения числа аномалий по стадиям ме-йоза можно ответить закономерное значительное их снижение на стадии диад и тетрад с пиками в Ш й А2 (рис. 1А). Частота нарушений у гибридов П на.всех фазах мейоза значительно повышается, а во втором и третьем поколениях снижается до уровня сортов. Это указывает на то, что и у сортов, и у гибридов во время мейотического деления происходят процессы направленные . на уменьшение уровня аномалий в клетке, вызванные как средовыми,

Рис. 1. Динамика аномалий по фазам мейоза. А--сорта пшеницы,

-----межсортовые гибриды П, -.-.-.-межсортовые гибриды Р2,

----гибриды ГС №500 X Ь. МгЕиЬит,*-•*-*-И Мо 509 х.Э.реппет.

Я----тритикале АД 3,_____...АД 12,---АД 19.

v"гекстзг^ггагг'Факторами."'' Преобладание 'нарушэ1гй,~не''"свгг-: " t с р'лгк»'-» -'""мосск, уг-у лзлет на нарушение регуляторной фукпции генов,управляющих мейозом (7).

Н?ко:::г:.р iicj • .торатели (Muntning, 1957; Krolov.1966; Голу-•г'•••'спя,и'-vtn^.i'>•/•' • г'»«sb,1970: Лызлов,Писарев,1971; Монцинг. 1972; Хг^"—ГГ. Тт ЧТО ПРОДУКТИВНОСТЬ ТРНТИ7

яав«< от •:.<• аэсти м?ют:ггеского деления, генетической несовместимости ииюницм с ролью (Гордей,Гордей,1989).Высказывается ояд ппйчин, р.ияквяшгаих ррптяби.пьност?' м°йо?Р.: Fec6°.T!j'r;"pD-bannüiiTh кМ>ШЛНп»ННк уппнмеЙ IfnunnuoUTOg ' "¡ТССфСТЗ,

195У; Хвостова,1970; ригин Б.В.,Орлова И.Н.1906), обособленность генома ряи и инактивацию ядрьдаксобразующего локуса( Krolov, 1962; Шкутнпа, 1968); влияние генома D мягкой пшеницы (Riley,1960; Krolov,1959); нарушение функции■веретена й анеуплоидия (Sachs , 1952; Muntzing,i956; Krolov,1962; Taylor,1962), конъюгация хромосом и хиазмообрааованке, нарушения генетических систем 5В.ЗВ, ЗА, 3D хромосом, контролирующих правильную конъюгацию хромосом. Ш-. основзддо •птлле-гаих т^лэдопг.квя Ь6- " " хроносом-I rürriv:.1:'" ус'Гп;:гг.::!!;о. ':~'о уро^чь от ге-

¡1. TiiiTJ ч ус-'ЮГ.ии При гтом ги^лгитс? j-t:^ устойчивой

" ■:!■:!оп <:; '."чюзп 'i'r--:v К" .■ичнуй. Bu-

•'r.v^'jftf ''r.vJt'.'i ut'"п.'!л 'v.vjTC'a 'м'ом^и!!^ з-ором делении '¿'.f.'-'.:!:c::it'3 г'лте чс;,' г асргса. т. с. г процесс* деления про-ИГ.7СЛ1!» увеличение числа и вчсФЛ'Л (рис. 1Ь), их

уменьшение..

fh 'И'Г^.одеьчИЛГ исследовании у ' '! '', также

Ki<i'. .ч у шкчпщ, обнаружено явление стпбилиа-лшш м»йог.а. Установлено, что формы, обладающие самой эффективной системой стабилизации мейоза, характеризуются и самым низким уровнем анеуп-лоидии. Это важно отметить, потому что появление анеуллоидных растении (б) в популяциях тритикале часто сводит на нет усилия исследователей по отбору на повышенную озернешюсть и правильный мейоз по тетрадному индексу (Krolov,1969; Шкутина, 1975).

Для стабилизации мейоза и повышения продуктивности (озер-ненности) тритикале необходимо отбирать формы с низкой и сред-

ней частотой аномалий шйога и на всех его фазах, обладающих эффективной системой стабилизации мейоза в условиях стрессовых повышенных температур (7,37). При этом установлено,что на стабильность мейоза на швыданнном температурном фоне значительно влияет устойчивость спорофита Так, при изучении 16 форм 42-х хромосомных тритикале выявлена высокая отрицательная корреляция (г- -0,846+0",075) между уровнем аномалий и устойчивость» спорофита, которая и буферирует действие стрессовой температуры на мейоз.

При анализе межвидовых гибридов, диких видов и культурных форм томатов установлено, что прохождение мейоза также сопровождается видимыми аномалиями. Их уровень,однако, остается достаточно низким, только у гибридов с видом Б. р1ппе1Ш он достигает. 14-15%, в то время как у культурных форм иезси1егЛит отмечается всего 3-5% нарушений. Такие же результаты получены и другими исследователями (КЪизЬ,1?1ск,1963; З^едетипе!, 1979).

Детальный анализ фаз мейоза у межвидовых гибридов томатов позволил выявить идентичный спектр и такую же динамику появления аномалий (рис. 1А) как у пшеницы, ее гибридов и тритикале, Что подтверждает существование генетической системы стабилизации мейоза у растений (41).

Таким образом, в процессе мейотического деления, наряду с процессами рекомбиногенеза (происходящими в основном в пахитене мейоза), аа счет нарушений систем,контролирующих точность прохождения фаз мейоза, создаются предпосылки для изменения спектра рекомбинационной изменчивости уже за счет постмейотических элиминационных событий. На эффективность ^ ~ ^'восстановления аномалий" влияют генотип спорофита и экологические факторы' (4,6,7).

Наряду с зколого-генетической моделью функционирования гес -системы "тонкого" контроля (31 тсЬе п,31атЬегг,1969;Рагйеу,1972; Кученко,1980,1988) зависимости системы 50 и 5В,хромосом управляющей конъюгацией хромосом у пшеницы №1еу,19б5), а также генов аэ и аз-4 у томатов (Бооб^ 1951) - от температуры, существует значительная возможность влияния экологических факторов на другие пострекомбинационные процессы,регулирующие мейоз. Концепция генетического контроля ключевых этапов мейоза, сформулиро-- 12

ванная на основе мзй-мутантов (Голдовская, 1989), как раз и

способствует-выделению-целого ряда таких относительно незавйси-------- -------

»«.IX г<»п»ых систем.

2. г. формирование и развитие гаметофита (спорогенез). №?ал?дог.шш показа?«, что у пшеницы, тритикале и томатов мейоз гзкрячиспется ка»с правило образованием тетрады нормально развитых микро- и макроспор, однако, отмечается появление пён-тад, и дахэ гексад. -¡ьнейиее развитие одноядерных спор проходит без видимых отклонений. В этот период только микроклетки начинают дегенерировать (9,10,11) .

с ™лм, отметить, что едедущпй крити-

ческий этап наступает при вступлении в дифференцирующий митоз ядра споры. При этом ее цитоплазма сильно вакуолизируется, деление ядра обычно не наблюдается, или же если оно и происходит, то затем образовавшиеся ядра и цитоплазма лизируются и образуются пустые пыльцевые зерна.

Дальнейшее формирование, и созревание мужского и женского гаметофитов сопровождается также частичной элиминацией за счет потери их жизнеспособности. Например, частота стерильных завязей и пыльцы тритикале перед опылением оказывается довольно значительной (7). У межвидовых гибридов томатов в этот период геряят жизнеспособность 30-40% пыльцевых зерен и от 31,3 0.97 до 41,1 2,032 яародыиевых мешков (табл.1).

^¿•Л^-Р^ой гам^тофит (пыльца)

После раскрытия пыльника жизнеспособность пыльцы в зависимости от условий, в той или иной степени, начинает уменьшаться. Так, например, хранение пыльцы при 34" С в течение 30, 50 и 80 часов приводит (в зависимости от генотипа) к постепенному или довольно резкому уменьшению этого показателя. Зй\рзаггерпо,что пыльца полукультурных разновидностей является наиболее устойчивой к этому фактору. При хранении пыльцы трех межвидовых гибридов томата в течение 5 суток в обычных комнатных условиях происходит медленное'снижение этого показателя (рис.2А),а при 58°С пыльца всех трех гибридов теряет свою жизнеспособность через 5-6 часов (рис. 2В). Потеря жизнеспособности пыльцы в любом случае приводит к исключению того или иного генотипа из получаемого потомства. И,наоборот,длительное сохранение жизнеспособности

-Т-1-1-Г1 -7-!-1-=*)-

1 2 3 4 5 . 1 1 2 3 4 5 6

сутки часы

Рис. 2. Влияние условий среды на жизнеспособность пыльцы межвидовых гибридов И томатов. А- комнатные условия; В- 1=58 С. 1-Мо 500 х Ь. пппииш. 2-Мо 500 х 5. реппе1н.'3-Мо 500хЬ. ЫгзиЬит

пыльцы увеличивает шансы для осуществления перекрестного- оплодотворения, имеющего положительное значение (Дарвин,!937).которое обусловлено огромной рекомбинационной изменчивостью, особенно на видовом уровне. (Grant, 1955; Stebbins,1957).

2.4. Прорастание пыльцы и рост пыльцевых трубок в тканях пестика. Широкое распространение несовместимости среди цветковых растений, основанное на торможении прорастания пыльцы и роста пыльцевых трубок, указывает на критичность этого этапа в жизненном цикле растений. Наличие большого числа аллелей S-генов (Уильяме,1968) свидетельствует о том, что данный этап важен в эволюции видов, ■ но и способен сам эволюционировать. Считается, что взаимодействие между пыльцой и.рыльцем начинается на уровне молекул (Бритиков,1957; Linskens,1969; Поддубная-Арноль-ди,1976; Нэке,1990). Сложные биохимические барьеры несовместимости возникают не только при меж- и внутривидовой гибридизации на основе гаметофитной или спорофитной несовместимости, но и при мутациях, и в случаях получения необычных рекомбинантов. Хотя такая несовместимость может быть недостаточно жесткой, она может сказаться на конкуренции пыльцы, которая существует даже в пределах одного сорта, гибрида (Тер-Аванесян,1957; Тег-Avanesian, 1972; Mulcahy, 1975).

----------Проведенные-исследования- роста пыльцевых трубок у межвидо-

и!х гчйридов и сортов гомзтоь показало, что значительная часть л!-.::>■:• зерен не прорастает ¡¡а рыдьцо. Скорость роста остальных т;ыльцевь« У!«убок ноодянэковая. Например, из проросших на рил? 1г 100-1Ш пыльце; '-а зерен, через 24 час основания пестика дороптякгг только пыльцевых трубок. При этом повы-

иэнч»« я псн:«.-л"»№ еп;(уры значительно влияют на эти процессы, В сред:и.м, у ¿;з;иадовых гибридов томатов на этом этапе элиминируется более 40% генотипов (табл.1).

Таблица!. Элиминация генотипов на критических этапах их развития, выявляемых цитоэмЗриологическими методами

Гибриды F1 Процент элиминации на этапах

1 2 3 4 5

!Ь 500 ::

Я pennel 1 i í 75,0+1,2! /л i • : ;1 , Л <^ <: 1 -J'J Г о-! -5,810.23 1 '■> по - , -.

" " f.io ьт х '' '1 -1''' -

'* - '''/ . Г vi:, СН : , Г'1"; ■ii,i¿? о;- 1С : -oí . г"

.-^¿С,"-" 37,2Ч,С4 10,811,07

Примечание: 1 - формирование мужского гаметофита, 2 - про-

рзстпюг и рогт лыльцевпх трубок, 3 - формирование ленского га-w>T')í«T'». 4 - -''.'^рногенес, 17-.'") дневные зародши, 5- семена.

2. 5. Макрогаметофитогенеа.зиготогенез.

Женский гаметофит томатов к моменту опыления состоит из яйцеклетки, двух синергид, двух полярных ядер, обычно сливающихся в центральное ядро, и,полностью дегенерирующих к началу прорастания пыльцы-трех антипод (Косова,Кику, 1986).Процесс развития мегагаметофита генетически запрограммирован и, хотя он и защищен от прямого воздействия некоторых факторов среды, все же можно говорить о влиянии на него окружающих тканей. Его формирование и развитие- это результат, в первую очередь, трофических взаимодействий тканей спорофита и клеток мегагаметофита. Обобщающий анализ литературы (Виллемсе.ван Вент, 1990) говорит о том, что такие элементы женского гаметофита как синергиды,яйцеклетка и клетки антиподы высокоактивны, в метаболитическом отношении. Центральная клетка, хотя и имеет хорошо развитую ультраструктуру, однако повышает свою активность только при тройном слиянии.

Следовательно, нарушение этих генетических программ в результате рекомбинаций и мутаций, особенно, при отдаленной гибридизации может приводить к частичной или полной элиминации женского гаметофита. Как видно из таблицы 1, у изученных межвидовых гибридов томатов более 40% зародышевых мешков оказывается стерильными. Высокая женская стерильность отмечается и у некоторых тритикале (7):. Установлено, что при действии повышенных температур женская стерильность увеличивается (9) .

2. 6. Эмбриогенеа.

В процессе формирования зародыша у растений, иногда, выделяют две фазы развития (Яковлев, 1971,1972; Батыгйна, 1974). Установлена, зависимость развития зародышей от фитогормонов(Йк1гш, 1942; Ивановская,1946). В эмбриогенезе развивается способность обеспечивать себя необходимыми веществами, переход зародыша на автономность в отношении окружающих его тканей (Данович и др., 1982). Уже на ранних фазах развития в зародыше происходит синтез белков, необходимых для роста и деления клеток (Банникова, Хвиденич,1982). В нем содержится большое количество нуклеиновых кислот и аминокислот, витаминов (Нзтеш.Рау, 1980). Отмечается, что зародыши на питательной среде растут тем лучше, чем сильней они дифференцированы (Поддубная-Арнольди, 1976).

Проведенные нами исследования эмбриогенеза у межвидовых и

внутривидовых гибридов томатов показали наличие эли) :лнационных-----------------

процессов в этот период (14,16,17). Обычно гибель зародышей в начале эмбриогенеза происходит с большой частотой, а затем рез- ■ ко снижается и процесс приобретает монотонный характер. За период, начиная от 10 дней после опыления и до созревания, погибает 8-40% зародышей. Использование метода in vitro дает возможность уменьшить элиминацию, примерно, в 2 раза, т. е. сохранить те генотипы, которые чаще погибают на этапе эмбриогенеза. Стрессовые температуры увеличивагатчастоту элиминации.

2.7. Семена.

При исследовании межвидовых и внутривидовых гибридов томатов установлено, что в процессе созревания,хранения, вынужденного или эндогенного покоя семена теряют свою жизнеспособность. Многолетние опыты с семенами-шести межвидовых гибридов томатов показали, что частота элиминации при хранении и посеве их в почву зависит от условий года и изменяется от 16,Ой, 17 до 61,0 ±1,58%.

Ивестно, чти длительность жизнеспособности семян наследуется (Lindstrom, 1942) и существуют сортовые отличия по этому признаку (Toole,1954; Harrison,1965; James,1907). При-анализе причин потзри жизнеспособности семян (РобертисД'-'/о) отмечается корреляция мочу снняэшгем жизнеспособности и накоплением повреждений хромосом. Среди важных внешних факторов - это ионизирующие излучонияя, грибы, бактерии, мутагены, а среди внутренних - накопление токсических веществ, истощение важнейших метаболитов, денатурация нуклеиновых кислот, белков липопротеиновых мембран. Поэтому, естественно, даже небольшие изменения в генетической программе за счет рекомбинаций могут приводить к элиминации генотипов из расщепляющейся популяции.

Таким образом, проведенные цитологические и эмбриологические исследования пострекомбинационных процессов позволяют выделить ряд критических этапов, на которых отмечается максимальная элиминация рекомбинантных генотипов. Практически можно говорить о первом этапе в мейозе, когда формируются аномальные генотипы за счет нарушения работы генетической системы управления мейозом. Развивающиеся рекомбинантные генотипы, могут быть также элиминированы на этапах слорогенеза, гаметофитогенеза,

этапы развития рекомбинантов

СПОРОГЕНЕЭ

Н Е Й О 3»

О í О потенциальная генетическая изменчивость

системы элиминации используемые в эволюции

- ЩЮ,ГШ,хромосомные аномалии, полиплоидия, анеушгоидия

Гаметофитная и спорофитная несовместимость. Системы опыления. Гетеростилия. Апомиксис. .

Соматопласти-ческая стерильность, несовместимость ядра и цитоплазмы.

реальная генетическая изменчивость

Рис. 3. Характер элиминации генотипов на критических этапах.

зрелых гаметофитов, прорастания и роста пыльцевых трубок в тканях пестика, оплодотворения и зиготогенеза, эмбриогенеза и, наконец, при хранении и прорастании семян (рис.3), ( 12,17,^50^ 51).

3. ИЗМЕНЧИВОСТЬ ПЫЛЬЦЫ И ЖЕНСКОГО ГАМЕТ ОФИТА В НОРМЕ И ПРИ ДЕЙСТВИИ ТЕМПЕРАТУРНОГО ФАКТОРА

3.1. Динамика изменчивости морфоцитохимических параметров при формировании мужского гаметофита томатов.

На основе проведенного анализа на "Морфокванте" установлено, что количество~ДНК в материнских клетках пыльцы при про-ховдении фаз мейоза соответственно снижается (рис. 4). Самый низкий уровень отмечается на стадии ана-телофазы 2 или тетрад. При формировании и развитии микроспоры перед первым.дифференци-

усл. - ед. 2,4

1,8

1,2

0,5

М1 № Т Мс Тмс яВ яГ

Рис.4. Изменение концентрации ДНК(С),плоидности(п),количества хроматид(х)в ядрах при микроспоро-гаметофитогенезе у томатов. Ш-М2- метафазы первого и второго делений мейоза, Т- тетрады, Мс- микроспоры, яВ.яГ ядра вегетативной и генеративной меток мшрогаметофита.

рукздч митозом концентрация ДНК .соответственно, возрастает в ?. разч и, в результате митотического деления в дочерних ядрах, екола пснил^тол. Дальн<*Шя?я дифференциация ууяг.кого гамотоФита сопровождается г.огишением концентрации ДНК в ядрах вегетативной с генеративной и^ток. Однако, на уровне отдельных пыльцевых з°г"" згот процесс оказывается весьма асинхронным. Имеются тммрм» зерна, у которых синтез да идет медленно, или он только начался, и такие, У которых количество ДНК возросло в два и дате более раз (13,23,27,30). Таким образом, ядра вегетативной и генеративной клеток находятся на разных стадиях клеточного цикла 61,2,62 (рис.5).

При изучении дшшх видов, разновидностей и сортов томатов установлено значительное варьирование среднего значения этого признака в свелесобранной пыльце от 0,8 до 1,2 и от 1,4 до 2,0 (условные еденицы количества ДНК) в ядрах вегетативной и генера тивной клетках, саответственно(табл. 2). Изменчивость концентрации ДНК в ядрах зависит от генотипа, внешних и внутренних факторов среды,а также жизнеспособности пыльцы. У всех изученных ге-

•2п, 2х

П,2Х

-п, х

нотипов отмечается несколько пониженный средний уровень ДНК в обоих ядрах. Однако, у Ь. тшиЪит он практически достигает максимума.

Длина периметра ядра вегетативной клетки в изученном материале изменяется от 13,9+0,11 до 15,6+0,13 мкм, а у генеративной от 14,9+0,15 до 18,5+0,27 мкм. То есть, у последней оно более крупное. 'Коэффициент вариации, этого признака у ядра вегетативной клетки составляет 10-15%,а генеративной- 16-25Х в пределах Рода 1,усорегз1соп Тоигп.

Таблица 2. Изменение количества ДНК (в усл. ед.) в ядре вегетативной клетки пыльцы томатов при температурном воздействии. .

Виды,разновидности, сорта

Свежесобранная пыльца (контроль) Действие температуры 34 С в течение

30 час 80 час

1,067+0,010 1,189+0,011 1,220+0,013

0,982+0,010 1,063+0,010 1,302+0,013

0,927+0,014 1,453+0,022 1,089+0,012

0,995+0,024 1,230+0,013 1,139+0,018

1,183+0,036 0,952+0,014 0,916+0,010

0,893+0,008 0,943+0,012 1,031+0,011

1,007+0,014 0,982+0,016 0,963+0,013

0,783+0,011 1,244+0,010 1,190+0,015

1,042+0,009 1,118+0,010 1,035+0,012

1,037+0,016 1,104+0,013 1,101+0,012

0,950+0,008 1,017+0,011 1,019+0,012

0,954+0,007 1,314+0,016 1,009+0,014

1,040+0,007 1,022+0,007 1,108+0,012

0,895+0,012 0,788+0,011 0,850+0,130

L.peruvianum (Mill.)

L. cheesmanii minor (С. H.Mull.)

L. peruvianum dentatum (Dun.)

L.glandulosum (C.H.Mull.)

L. mtnuttm (Rick)

L. esc. var. racemige-rum (Brezh.)

L. esc. var. cerasi-forme (Brezh.)

L. esc. var. pimpine-lllfolium (Mill.)

L. esc. var. pyriforijie (Brezh.)

L. esc. var. prunli-forma (Brezh.)

L. esc. var. succen-turiatum (Brezh.)

U esc.сорт Нистру

L. esc. сорт 4акел

L.esc. сорт Молдавский ранний

- Плотность упаковки хроматина ядра - отражает er j функциональное состояние. Установлено,что плотность хроматина ядра генеративной клетки в 2-5 раз выше ядра вегетативной клетки. Среди изученных генотипов этот признак изменяется у вегетативного ядра от 5,9+0,20 до 17,5+0,48, и генеративного - от 21,4+0,69 до 63,4+1,3 условных единиц. Наиболее сильно диспергирован хроматин обоих ядер у L. esc. var. pimpine 11 folium и L. cheesmani 1, a более плотно он упакован у L.minutum и L. peruvianum. Культурные сорта занимают некоторое промежуточное положение по этому признаку. Это указывает на различное фушсционалыюе состояние ядер пыльцы у разных генотипов.

3.2. Действие температуры на гаметофит.

3.2.1. Формирование гаметофита. Следует отметить,что на изучаемые признаки пыльцы влияют условия среды, которые наблюдаются в период ее формирования. Так, например, у мутантной формы Мэ 628 и сорта Нистру действие повышенной температуры на бутоны способствует формированию более мелкой пыльцы, а обрыв бутонов к обработка гиббереллиновой кислотой и мелангсзидом - крупной-у

Таблица 3. Влияние различных факторов при формировании пыльцы на признаки ядра вегетативной клетки томатов.

Рарианты обработки бутонов Нистру х L. esc. var. racenif-erum Мо 628 х L. esc. var. raoomi genim

количество ДНК, усл. ед. плотность хроматина, усл. ед. количество ДНК, усл. ед. плотность хроматина, усл. ед.

Контроль, 20/25° С 20/20°С 15/20°С Обрыв бутонов Обработка ГК Обработка МГ 1 ,№0.02 0,71+0,01** 1,02+0,02** 0,08+0,02** 0,89+0,01 ** 1,04+0,02** 12,1+0,40 5,9+0,18** 7,1+0,23** 7,0+0,25** 7,1+0,23** 8,0+0,27** 0,91+0,01 0,99+0,01** 0,95+0,01* 0,93+0,01 1,18+0,02*-* 0,81+0,01** 7,8+0,28 9,9+0,34** 6,9+0,24* 8,5+0,32 7,9+0,35 6,3+0,19**

*, ** - отличия от контроля достоверны на 0,01 и 0,001 уровнях значимости; ГК - гиопепеллиновая кислота, МГ - мелангозид.

Mo 628. У сорта Нистру крупная пыльца образуется только при обрыве бутонов. При этом, в зависимости от генотипа, одни и те же условия среды способны снижать концентрацию ДНК в ядре вегетативной и генеративной клеток, или же ее повышать.

Такая же закономерность отмечается и по плотности хроматина (табл.3). Следовательно, изучаемые признаки пыльцы способны значительно варьировать в зависимости от условий выращивания.

3.2.2. Зрелая пыльца. При обработке популяций зрелой пыльцы (гетерогенной по многим признакам) температурой выявляется ее различная реакция, в зависимости от исходного уровня того или иного признака и генотипа. Так,например, в ядрах вегетативной клетки диких видов томатов L.peruvianum Mill. , L.peruvianum dentatum,L. cheesmanii typi cus отмечается повышение относительно контроля (свежая пыльца) количества ДНК при 30,50,80 часовом воздействии температуры 34°С. У дйкого вида L. minutum,наоборот, происходит монотонное снижение этого показателя, а у L.glandu-losum Mull. - повышение, а затем снижение. Такая же реакция, но с большей амплитудой, отмечается при анализе ядра вегетативной клетки. Реакция пыльцы полукультурных разновидностей (кроме L. esc. var. ceras i forme) заключается в повышении количества ДНК в ядрах вегетативной и генеративной клеток.

У более устойчивых к повышенной температуре сортов Нистру и Факел количество ДНК через 30 часов увеличивается, а затем через 50 и 80 часов значительно снижается, хотя и не доходит до исходного уровня. В то же время у неустойчивого сорта Молдавский ранний отмечается некоторое снижение уровня ДНК в ядрах генеративной и вегетативной клеток.

Детальный анализ динамики изменения количества ДНК в ядрах вегетативной и генеративной клеток мужского гаметофита томатов по среднему популяционному значению показал, что концентрация ДНК не достигает ожидаемого уровня (рис.5), когда бы все ядра изученных пыльцевых зерен находились на стадии G2 клеточного цикла. Хотя, как видно из анализа гистограмм больших выборок, синтех ДНК идет в обоих ядрах. За счет асинхронности этого процесса в разных пыльцевых зернах и создается большая гетерогенность, которая усиливается процессом гибели (отмирания) пыльцы. В нежизнеспособной пыльце •развиваются деструктивные процессы,

22 - :

- я

кол

го

я В

/ /// ////// ////// ' ///////// ///////// ///////// ///////// /////////// /////////// ///////////// ///////////// /////////////// /////////////////// /////////////////// //////////////////////

яГ О

ООО ООО 00000 00000 0000000 0000000 • ооооооооо ■ 000000000 ооооооооо ■ 00000000000 . 00000000000 0000000000000 0000000000000000 ооооооооооооооооо 00000000000000000000 0000000000000000000000

///////////////////////////0000000000000000000000000

0,548 0,812 1,046 1,309 1,579

количество ДНК в услов. ед.

Гиг. 5. Гистограммы распределен:;:! ядер пнльцч но количеству ДНК. яВ- ядра вегетативной,яГ-ядра генеративной клеток.

снижающие концентрацию ДОК, особенно при действии повышенной температуры.

Однако, несмотря на ото, у разных видов, разновидностей и сорюв томатов существует своз дякамика изменения количества ДНК при длтрльном действии повышенной температур«. При этом модно выделил, три типа реакции пыльцы. У одних генотипов в начальный период отмечается повышение количества ДНК, примерно, до теоретически ожидаемого 2с (1,2 усл. ед.. для вегетативного ядра и 2,4 усл. ед. для генеративного ядра), а затем его снижение. Этот пик в зависимости от генотипа может наступать через 30 или 50 часовой температурной обработки. Второй тип характеризуется монотонным незначительным, повышением уровня ДНК, он отмечается у более устойчивых генотипов, а третий - его уменьши ни««, что соответствует генотипам неусточивым к повышенной температура.

Таким образом, из полученных результатов можно сделать выводы. что у томатов редупликация ДНК идет в ядрах вегетативной

и генеративной клеток как в процессе формирования, так и при хранении пыльцы. Существует значительная асинхронность и независимость в прохождении S стадии на уровне каждого пыльцевого зерна. На процесс синтеза ДНК значительно влияют условия среды, стимулируя или ингибируя его. При этом необходимо учитывать,что при формировании и хранении пыльцы происходит потеря ее жизнеспособности, что также влияет на среднее количество ДНК, определяемое при анализе большого числа пыльцевых зерен. Все эти процессы в значительной степени зависят и от генотипа.

Возможно, что из-за выше названных сложных взаимосвязей, по вопросу о' синтезе ДНК в ядре вегетативной клетки в литературе существуют противоречивые данные. Так, например, на традесканции (Swift,I960), кукурузе (Moos,Heslop-Harrison, 1067), табаке, лилии,тритикале (Банникова,1985) показано отсутствие синтеза ДНК в вегетативном ядре. В то же время на основе аутора-диографического изучения различных стадий развития пыльцевых зерен у Hyacinthus oriental is отмечено наличие синтеза ДНК в ядре вегетативной клетки. (Bednarska,1981), на традесканции показано увеличение содержания ДНК (Bryan,1965), которое достигало уровня 1,8с (Kfoses,Taylor,1965). При этом отмечено (d.Amoto et al. ,1965), что у табака синтез ДНК в ядрах вегетативной и генеративной клеток происходит синхронно, а у ячменя синтез ДНК в ядре вегетативной клетки начинается после завершения его в генеративном ядре. На существование репликации ДНК в ядре вегетативной клетки указывал (Hesemann,1973). Исследование поздних стадий гамегогенеза показало, что у L. candi dum за два дня до раскрытия пыльника содержание ДНК в ядре вегетативной клетки возрастает до 1,7с, а в день раскрытия достигает 1,9с (Резникова, 1984). Имеются сообщения, что внешние условия могут инициировать синтез ДНК в вегетативных ядрах (Charzynska, Maleszka, 1987). Внеплановый синтез ДНК в пыльце обычно индуцируют, ионы металлов и он, в значительной степени,зависит от кислотности среды (Jackson,Linskens, 1982).

У межвидовых и внутривидовых гиридов Fl (рис.6) уровень ДНК в ядрах вегетативных клеток при SO-часовом воздействии незначительно повышается относительно контроля, а при длительном действии температуры, практически не снижается, что, вероятно,

Рис. 6. Изменение количества ДНК в ядрах вегетативной( В) и гене-ративной(Г) клеток при t=34° С в зависимости от длительности воздействия. 1 - сорт Нистру.2 - L. esc. var.racemigernm,3 -гибрид Fl(c. Нистру х L. esc. var. racemiBerum).

связано с меньшей чувствительностью пыльцы, сформированной на гибриде F1.

У всех изученных видов, разновидностей и сортов томата дисперсия хроматина при температурном воздействии изменяется очень значительно. Более чувствительным к этому фактору оказывается хроматин ядер генеративной клетки, чем вегетативной. У большинства изученных видов, разновидностей и сортов отмечается повышение плотности хроматина в различной степени. У L. minutum происходит снижение этого показателя, что указывает на повышение функциональной активности его ядер.

Следует отметить, что повышение количества ДНК в ядрах мужского гаметофита при длительном воздействии высокой температуры у остальных изученных видов и разновидностей сопровождается возрастанием плотности хроматина, а значит снижением его активности. Коэффициенты корреляции между плотностью хрматина и количеством ДНК при 30, 50, 80-часовом воздействии температуры 34° С для вегетативной клетки составляют г~0,412; г»0,Б07-„ 1=0,756; для генеративной г=0,330; г=0,440; г»0,777; соответственно.

3.2.3. Женский гаметофит. При действии температуры 25/37°С

(ночь/день) в течение 72 час на женский гаметофит установлено,

что количество ДНК в ядре яйцеклетки диких видов уменьшается, у культурных возрастает, а у их гибридов не изменяется. Следует отметить, что ядро центральной клетки содержит в 2,5-3 раза больше ДНК чем яйцеклетка. Повышенный температурный режим способствует увеличению ДНК, при этом плотность хроматина может уменьшаться или увеличиваться, что указывает на изменение активности ядра центральной клетки. Следует также отметить значительное увеличение размера ядра центральной клетки. Вероятно, это связано с повышением его роли в стрессовых условиях.

Пониженные температуры 8/10° С (ночь/день) в течение 72 час увеличивают количество ДНК: в ядре яйцеклетки и центральной клетки, а также их размер. Плотность хроматина при этом уменьшается, что указывает на повышение его функциональной активности. Таким образом, повышенные и пониженные температуры практически достоверно изменяют активность ядер яйцеклетки и центральной клетки у томатов, степень которой зависит от генотипа и

Таблица4. Характеристика элементов' женского гаме-тофита при действии пониженной температуры ( гибрид П Мэ 628 х Ь. МгэиЬит )

Стадия Темпе- Площадь, Количество Плотность

развития ратура, мгсм2 ДНК. хроматина,

зародышевого ночь/ усл. ед. усл. ед.

мешка(ЗМ) день

Сформированный (ЗМ)

(контроль) Сформированный (ЗМ) (опыт)

Формирующийся (СМ), (опыт)

Сформированный (ЗМ)

(контроль) Сформированный (ЗМ) (опыт) Формирующийся (ЗМ) (опыт)

ЯДро женской гаметы

18/25 С 3 сут.

8/10°С 3 сут 8/10°С 3 сут

17,7+0,28

22,8+0,31 29,7+0,27

1,10+0.013

1,50+0,011 1,90+0,017

Ядро центральной клетки

18/25°С 3 сут

8/10°С 3 сут 8/10°С 3 сут

44,9+0,42

71,1+0,39 79-, 2+0,37 .

2,90+0,021

4,40+0,024 4,91¿0,035

2,77+0,211

2,69+0,185 2,19+0,191

2,00+0,228

5,09+0,281 2,48+0,242

онтогенетической стадии развития рекомйинантных гамет. Все это, вероятно, сказывается на сложном процессеселективной'элимина^ ции женских гамет (таби. 4).

3. 3. Влияние длительного отбора пыльцы на параметры ее ядер.

Гаметофитный отбор на устойчивость к повышенной температуре у томатов и тритикале в течение 4-5 поколений приводит не только к повышению устойчивости гаметофита и спорофита у изученных генотипов, но и сопровождается уменьшением количества ДНК в ядрах вегетативной и генеративной клеток в процессе их созревания. Это происходит в результате задержки синтеза ДНК в ядрах при формировании мужского гаметофита. В этом случае ядра находятся на стадии 61, или в начале S-стадии клеточного цикла. Одновременно, снижение плотности хроматина ядер указывает на повышение их функциональной активности. Эта закономерность выявляется не только при селекции,но, вероятно,и в процессе эволюции. Например, у самых устойчивых полукультурных разновидностей томатов L. esc; var. racemig-erurn, L. esc. var. pyrlforrne.L. esc. var. pruni-forme эти показатели оказываются ниже чем у культурных сортов.

В процессе эволюции и селекции отбирается генотипы, у которых синтез ДНК в ядрах мужского гаметофита замедляется или же совсем подавляется, а их функциональная активность возрастает. Происходит, как бы, преждевременное завершение онтогенеза (неотения) по Тахтаджяну( 1964), т.е. дальнейшее упрощение мужского гаметофита. Возможно, этот эффект связан с селекцией против высокого содержания ДНК в гаметах (Hatohinson et al. ,1979).

4. УМЕНЬШЕНИЕ ЭЛИМИНАЦИИ РЕКОМБИНАНТОВ У ГИБРИДОВ F1 И СПЕКТР ГКЮТЙПИЧЕСКОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ В ПОПУЛЯЦИЯХ F2

4.1. Стимуляция процессов формирования спор.

Период развития спор, начиная от выхода их из тетрад и до начала формирования гаметофита (первое дифференцирующее митоти-ческое деление ядра), у растений довольно длительный и является

самым критическим. Поэтому, использование различных биологически активных веществ оказывается весьма эффективным (15,18,21). Так, например, у межвидовых гибридов томатов обработка бутонов гибридов F1 (Мо 500 х L. mi nut vim, Мэ 500 х S. pennellil, Мэ 500 х

L. hlrsutum) мелангозидом и смесью ИУК+ГК повышает выход фер-тильной пыльцы на 22-37% и приводит к изменению моногибридного расщепления по изученным маркерным генам.

При анализе частоты элиминации в пределах маркерных классов установлено, что у гибрида Мо 500 х L.hlrsutum (табл.5) для гомозигот при низких концентрациях она уменьшается, а при высоких, соответственно, увеличивается. Важно подчеркнуть, что нэ стадии развития микроспоры рекомбинантные генотипы по генам d, aw получают преимущество, по сравнению с нерекомбинантными. Такая же закономерность отмечается и по другим межвидовым гибридам с этими маркерными формами, что указывает на существование селективной элиминации на этапе развития спор.

Таблица Б. Изменение частоты элиминации генотипов в Р2 (%) при воздействии на бутоны гибрида П КЬ 500 х I. Шгеиит

Варианты опыта Гомозиготы по генам aw,d,c Гомозиготы по генам aw,d

нерекомби-нантные рекомбинантные

Контроль (без обработки) ИУК (50 мг/л) ИУК (100 мг/л) ИУК + ГК (100 + 500), мг/л -НУК (50 мг/г) 33,3+1,98 26,6+2,15** 39,3+1,90*** 16,6+1,42** 31 ,'5+1,81 13,6+1,44 10,2+1,47* 14,0+1,35 6,2+0,92*** 13,0+1,31 6,9+1,07 2,8+0,80*** 9,7+1,15* 1,2+0,41 4,8+0,83

Среднее 38,1+1,00 14,7+0,73 6,1+0,50

*,**,*** - отличия от контроля значимы при Р<0,1;0,05;0,01.

Кроме биологически активных веществ (БАВ) на элиминацион-ные процессы на этой стадии влияют температурный фактор и обрыв бутонов в кисти. • Анализ моногибридного расщепле-

ния популяций, полученных при опылении пыльцой взятой из растений F1 Мэ 628 х L. esc. var. racemigerum, на бутоны которых воздействовали одним из вышеназванных факторов показал, что при

повышенной температуре соотношение доминантов к рецессивам от_______носительно контроля и теоретически ожидаемого (3:1) уменьшается-----------

по всем четырем изученным генам (ful.e.hl.a). Вероятно,они оказались сцеплены с геном или генами устойчивости к данному фактору. Особенно, в этом отношении выделяется 4-я хромосома. В тоже- время, устойчивость микроспор к пониженной температуре связана с рецессивной аллелью гена (а), расположенного на 11-ой хромосоме.

При анализе структуры популяций наблюдается значительная элиминация рекомбинантных гомозигот по изучаемым генам, относительно теоретически ожидаемой частоты.

4.2. Изменение состава популяций при воздействии на пыльцу.

Проведенные эксперименты показали, что при повышении жизнеспособности пыльцы, увеличивается ее конкурентоспособность и возможность участия в оплодотворении обычно элиминирующихся рекомбинантных гамет. Установлено, что известные биологически активные вещества, такие как витамины В1.В6, ИУК, ГК, пыльца петуньи, стероидные гликозиды, а из физических факторов: слабые Х-лучи,ультрафиолет, видш.яй свет, пониженные температуры-способны значительно повышать жизнеспособность пыльцы. При этом необходимо отметить специфичность действия того или иного фактора в зависимости от концентрации, доз, жизнеспособности пыльцы и генотипа (15,24,44,52-57)

Характерно, что при нанесении БАВ на рыльце пестика перед опылением, в зависимости от состояния рыльца повышается

число пыльцевых трубок, дорастающих до завязи как при избыточном, так и при ограниченном нанесении пыльцы. В последнем случае, отмечается более значительное расширение спектра генотипи-ческой изменчивости.

Проведенные исследования также показали, что на жизнеспособность и устойчивость пыльцы гибридов"F1 влияют условия, при которых она формируется. Это сказывается и на составе расщепляющихся популяций F2. Стрессовые факторы в этот период и на,этапе зрелой пыльцы способствуют отбору более устойчивых генотипов, что и приводит к нарушению расщепления по маркерным генам.

Таким образом, изменение жизнеспособности мужского гамето-фита и его отбор влияет ни частоту появления растений в F2 по

различным маркерным классам(38,41,46)В зависимости от генотипов и характера рекомбинационного процесса отбор может идти как против рекомбинантиых, так и нерекомбинантных генотипов. Это, вероятно, и является причиной неоднозначной трактовки данного явления у разных исследователей (Айала, 1984).

4.3. Прорастание пыльцы и рост пыльцевых трубок в тканях пестика.

На этом этапе отмечается селективная элиминация генотипов и изменение состава расщепляющихся популяций (38,45). Так, например, при воздействии повышенных и пониженных температур на процесс прорастания и роста пыльцевых трубок в тканях пестика гибрида F1, в популяциях F2 нарушаются моногибридные соотношения по генам ful.a.hl. При этом повышается частота доминантных аллелей, что, вероятно, связано с более медленным ростом пыльцевых трубок с рецессивными аллелями этих или сцепленных с ними генов^ответственных за этот процесс. Происходит снижение частоты рекомбинантиых рецессивных гомозигот по генам ful,e,hl,a и увеличение нерекомбинантных fulfulee, hlhlaa. Пони)кенные температуры также достоверно влияют на частоту элиминации (39,41).

4.4. Женский гаметофит.

При обработке завязей гибридов F1 БАВ-ми на этапе формирования зародышевого мешка наблюдается повышение осемененности плодов в 1,5-1,8 раза .Такой же эффект' отмечается у сор-

тов выращиваемых при стрессовых повышенных температурах. Как показали многочисленные эксперименты изменение частоты элиминации приводит к нарушению расщепления в F2 по маркерным генам (39,41). Обычно 4acTOTá элиминации рекомбинантиых генотипов в контрольных популяциях по обоим парам генов (ful.e; hl,a) довольно высокая, а по нерекомбинантным - наблюдается их избыток. При воздействии повышенной температуры на процесс формирования женского гаметофита элиминация усиливается. Пониженные температуры способствуют выживанию рекомбинантиых женских гаметофитов. Еще более эффективным (в два раза) оказывается снижение элиминации рекомбинантов при обрыве бутонов в кисти (создание" комфортных условий"). Вероятно, перераспределение эндогенных питательных веществ^ способствует выживанию обычно погибающих генотипов.

Необходимо отметить, что стрессовые температуры в период формирования женского гаметофита приводят к изменению частоты рекомбинаций. При этом установлено, что на хромосоме 4 локализованы более сильные генетические факторы, обуславливающие чувствительность женского гаметофита к высокой температуре, чем на , хромосоме 2.

Следовательно, женские гаметофиты гибридов F1, также как и мужские, различаясь между собой по жизнеспособности и устойчивости, способны дифференцированно реагировать на эндогенные и экзогенные стимуляционные и стрессовые факторы,которые влияя на выживание гаметофитов.тем самым, приводят к вариабельности частоты и спектра генотипической изменчивости в популяциях F2.

4.5. Селективная элиминация генотипов на этапе эмбриогенеза

Существует некоторая "независимость" процессов опыления, оплодотворения, зигото- и эмбриогенеза от факторов окружающей среды (Поддубная-Арнольди,1964). В исследованиях ( Natesh, Раи, 1984) показано, что. дифференциация зародышей после первых делений зиготы связана с экспрессией его генов. Однако, полная физиологическая независимость зародыша от материнского организма достигается лишь при образовании определенных структур и необходимого уровня эндогенных гормонов (Бытыгина, 1987). - При этом отмечается существование фонда метаболистической ДНК, синтезируемой после оплодотворения, который уменьшается на последующих этапах эмбриогенеза (VaJlad,1978). У рекомбинантных и мутантных генотипов могут возникать нарушения всех этих согласованных процессов, что и приводит к элиминации зародышей и изменению частоты и спектра генотипической изменчивости.

При выращивании in vitro 20-25 дневных зародышей межвидовых гибридов томатов нами было показано,. что частота рецессивных гомозигот в популяциях увеличивается по сравнению с in vivo Это приводит к восстановлению нарушенных моногибридных соотношений (3:1) по всем изученным генам (табл.б). В случае применения температурного фона на этапе раннего эмбриогенеза (27/30°С, 10 суг), частота рецессивных гомозигот, относительно контроля in vivo, значительно снижается,что указывает на высокую их чувствительность к этому фактору. Однако, выращивание таких зародышей in vitro позволяет повысить их выживание в 2-3 раза.

Таблица 6. Изменение характера расщепления по маркерным признакам в популяциях Р2 при воздействии на эмбриогенез.

Варианты опытов Условия выращивания Соотношение доминантов к рецессивам

С: с ..... Эдак. D:d х|ак. AW: aw я. Хфак.

Мо ! Юр x .. minui um

Нормальные

условия in vivo 10,4 55,7" 65,3 40,5" 3,28 6,57'

эмбриогенеза!

(контроль) in vitro 4,21 2,24 3,81 1,18 1,91 5,89'

Действие

температуры In vivo 11,9 55,2" 17,3 70,4" 4,2 6,13*

27/30° С, Юсут In vitro 5,0 5,11' 3,7 1.2 1,46 17, в"

Kb 500 x L. hlrsutum

Нормальные 7,1 24 i 4" 2,5

условия In vivo 4.1 4,3* 1,5

эмбриогенеза

(контроль) In vitro 3,4 0,40 4,7 3.6 2,24 2,2

Действие 6,2'

температуры in vivo 8,3 29,5" 7,5 25,1" 4,4

*27/30°С,10сут in vitro 2,96 0,00 6,0 5,97* 3,1 0,03

Различия между мрак, и Хтеорет. существенны на 0,05 "и 0,01 уровнях значимости,соответственно.

Следовательно, на этапе эмбриогенеза у межвидовых гибридов томатов отмечается наличие естественного отбора против рецессивных гомозигот, а снижение его интенсивности приводит к изменению частоты отдельных маркерных генотипов в популяциях.

4. 6. Семена.

Различные приемы повышения всхожести семян обычно используются для увеличения продуктивности сортов и гибридов.

Однако, снижение элиминации семян у межвидовых гибридов томатов имеет еще и генетический аспект. Так, например, использование. гиббереллина, борной, янтарной кислот увеличивает выход рецессивов и снижает частоту элиминации рекомбинантных генотипов в популяциях. Особенно активным в этом плане оказался капсикозид, снижающий частоту элиминации рекомбинантных генотипов почти в два раза. При использовании никотиновой кислоты

наблюдается равномерное" повышение " частоты"" по " всем " маркерным классам с генами с1, т. Отмечается дифференциальное действие многих стимуляторов на генотипы, что необходимо широко использовать в пра!стике для расширения спектра генетической изменчивости (31,38,44).

4. 7. Влияние структурных аномалий цветка на спектр генетической изменчивости, на примере макромутации кукурузы "Корнграсс".

Изучая эволюцию цветка Отдела Мл^по11ор|1у1а,Тахтаджян(1964 1970,1987) отмечает, что в структурном отношении она была направлена на совершенствование процессов опыления, оплодотворения, сохранения и более быстрого развития зародышей и семян. Кроме того возникли новые функции рыльца, такие как улавливание пыльцы и ее избирательность с разнообразными механизмами биологической изоляции. Стабильность и консерватизм эмбриологических структур связаны с их ролью в эволюции видов и наличием коррелятивных связей между разными структурами, возникающими при специализации того или иного вида к условиям среды (Кордюм, 1978). Поэтому, стабилизирующий отбор, постоянно элиминируя крайние варианты, ведет к сужению генотипической изменчивости. , Одновременно идет постоянное накопление мутаций в пределах нбрмы, не нарушая приспособленность, жизнеспособность и плодоеитость особей. Накопление новых мелких морфогенетических корреляций общего значения приводит к резким изменениям типа ароморфозов (Щлальгаузен,1982), способствуя при этом, высвобождению генетической изменчивости.

Пример анализа огромного разнообразия форм в потомстве радиационной макромутации типа "Корнграсс" (1,2,3,8) позволил установить, что основной причиной такого формообразования являются изменения репродуктивных органов по типу ароморфозов. Действительно, мутация Сг затрагивает не только вегетативные органы, но и всю репродуктивную сферу,. разрушая сложившиеся корреляции путем изменения строения мужских и женских соцветий, завязи, пыльников, их расположения на растении. Все это. способствует снятию элиминационных барьеров, для возникающих необычных мутаций и рекомбинаций. Полученное разнообразие было разбито на б резко различающихся морфологических групп. В пре-

делах каждой из них также отмечено большое разнообразно. Наиболее широкий спектр изменчивости по морфологическим, биохимическим и цитологиуеским признакам выявлен в II 1-я теолоддай и 1У-й корнграссной группах. У них же выявлена и самая высокая частота и спектр хлорофильных мутаций и хромосомных аномалий.

Характерно, что, именно, у различных форм этих групп проявляется сильная редукция репродуктивных органов: метелка видо-' изменяется в колос и даже упрощается до отдельных мужских цветков, с тремя иди одной тычинкой. Початок уменьшается л видоизменяется до единичных завязей, иногда образуется обоеполый цветок (завязь и три тычинки). Завязь может быть нормально развито?/ фертилыгой, или "ложной", состоящей как бы из скрученного плодолистика, хотя пестик (нить) чаще хорошо развит. Та/от? разрушение корреляционных связей специализированных репродукттеш« структур, наряду со снижением фертильности той или иной формы, способствует прохоадению необычных мутантов и рекомбинантов через все репродуктивные барьеры.

Это хорошо видно при изучении так называемых химерных растений. У таких растений центральный стебель культурного типа с метелкой и нормальным, или же в различной степени редуцированным, початком, боковые стебли теоподного или корнграссного типов. Потомство, полученное от самоопыления центральных стеблей теоподных химер, почти полностью состояло из обычных культурных форм. При нанесении пыльцы из этих же центральных стеб лей на-боковые, в популяции количество культурны:: растений значительно уменьшилось и появились растения теоподного, корнграссного и ветвистого типов. В том случае, когда пыльцой из боковых стеблей опыляли початки центрального стебля - в потомстве преобладали так же культурные растения, хотя их количество достоверно уменьшилось по сравнению с первым потомством.При самоопылении боковых стеблей количество культурных растений резко уменьшилось, а диких - увеличилось. Такая же закономерность отмечается и при изучении корнграссных химер. Однако, в этом случае, при всех вариантах опыления в потомствах отмечалось значительное преобладание диких форм.

Все это указывает на тот факт, что изменение репродуктивных органов в сторону их упрощения способствует прохождению га-

мет е генами С'е и Тр. Восстановление репродутаивных_етруктур, 15ртгов~1Гкорреляц1тнных связей у выщепившихся культурных форм приводит к резкому ограничению спектра изменчивости.

5. НОШЕ ВОЗМОЖНОСТИ СЕЛЕКЦИИ НА УСТОЙЧИВОСТЬ К ЭКСТРЕМАЛЬНЫМ ФАКТОРАМ СРЕДЫ

5.1. Гаметофитный отбор. Зеномен отбора генотипов в фазе зрелого пыльцевого зерна и периода прорастания и роста пыльцевых трубок отмечен в литературе (Шрюта.1967; РГаЫег,19б7;Ш1-оаЬу,1982). При этом вышсазывались предположения, что селекция мужских гаметофитов устойчивых к температурному фактору может приводить к появлению спорофитов с такой же устойчивостью (ОЬ-

ЖАРОСТОЙКОСТЬ

ХОЛОДОУСТОЙЧИВОСТЬ

80-

Г -

0 60-

и -

А 40

ы 20-

к но

к Р.О-

}' 40-

3 20-

80-

60-

0 40-

г-0,976+0,063*** Г-0,879+0,137***

4 V. " ^

11111111111!! 1111111111111

^ г=0,988+0,045*** ^^ г»0,972+0,068***

N N. Ч ч

ч \ Ч N.

1111111111111 1111111111111

г-0,97710,062** ^ г=0,965+0,076***

"Г"1~Г"Т

1 г г

1 г о

Рис. 7. Корреляция между устойчиостью гаметофита (---------) и

спорофита (-----------). **; ***; - корреляционная связь существенна на 0,01 и 0,001 уровне значимости, соответственно.

tavlano,1960; Zamir,1987.EaTbirnH Н.Ф. 1987).

Нашими экспериментами установлено (59,40,60,61,62,64), что чем выше устойчивость к стрессовым температурам спорофита, тем выше и устойчивость гаметофита. Корреляционная зависимость между этими признаками оказалась достаточно сильной, существенной при самом высоком уровне значимости (рис.7). Это,вероятно, указывает на то, что устойчивость гаметофита и спорофита определя- • от одни и те же гены, или группа генов, экспрессирующиеся на гаплоидной и диплоидной фазах жизненного цикла. Следует отметить, что наследуемость признака устойчивости мужского гаметофита к повышенной температуре составляет ha=45,l%, что позволяет успешно вести отбор на жаростойкость. Среди изученных диких видов, полукультурных разновидностей и сортов Рода Lycopersicon Tourn. имеются геноисточники жаростойкости. Самой высокой устойчивостью обладает L. esc. var. racemígerum Brezh. Несколько ниже она у L. esc. var. ругi forme Brezh. Среди культурных сортов по жаростойкости выделяются Нистру, Викторина, Меридиан.

Таблица?. Характеристика новых жаростойких экотипов томатов полученных методом пыльцевой селекции

Сорта, экотипы Жаростойкость пыльцы,! Длина пыльцевых трубок, дел. ок. мик. Завязываемость плодов, %.

Факел 19,7+0,58 18,7+1,31 44,3+2,22

35акел-1 41,0+0,69*** 23,8+0,79*** 56,4+1,71***

Нистру 26,9+0,72 24,7+1,22 53,7+1,89

Нистру-1 42,4+0,81*** 28,6+0,83*** 61,4+1,65

Призер 18,5+0,68 25,6+1,12 47.811,73

Призер-1 39,9+0,77*** 30,+0,87*** 56,5+1,28***

*** - различия достоверны при P-'0,0i

Следует подчеркнуть, что гаметофитный отбор может быть эффективным только при наличии генетической гетерогенности сорта по данному признаку. Установлено, что 5 циклов отбора жаростой-

36.

кой пыльцы повышает устойчивость как гаметофита, так и спорофита. Кроме того, ^еличивается завязываемость плодов и урожай-^ иость. Пыльца новых "зкотипов" на температурном фоне образует более длинные пыльцевые трубки (табл.7).- .

При работе с пыльцой межвидовых гибридов П, полученных с маркерной формой й) 500 установлено, что генетические факторы устойчивости к жаре локализованы на 6-ой хромосоме в районе ло-куса (с), картофельный лист. Отбор утойчивых к повышенной температуре генотипов на этапе прорастания пыльцы и роста пыльцевых трубок в тканях пестика у гибридов И, полученных с участием различных сортов и полукультурной разновидности (Ь. ево. уаг. гасет!еегиш) увеличивает жаростойкость пыльцы и спорофита..

Таким образом, в результате проведенных исследований показано, что отбор устойчивых к повышенной температуре генотипов на этапе зрелой пыльцы и в период прорастания и роста пыльцевых трубок, может быть широко использован в селекщи растений (197227 24,28,39,40,47).

Таблица 8. Сравнительная характеристика холодостойких зкотипов томата полученных методом пыльцевого отбора

Сорта, экотипы Гаметофит Спорофит

Устойчивость пыльцы,% Длина ПТ в дел. ок. мик. Высота прикрепления 1-й кисти, см Завязыва-емость плодовД 4-й отбор Осыпаемость плодовД

на фоне 10/12° С

Ликурич 45,6 18,4 15,8 60,8 . 21.4

Ликурич-1 71,5*** 30,5**-* 12,2*** 65,7** 15,6***

Ранний 83 47,6 16,8 16,4 59,1 4 15,6

Ранний 83-1 68,0*-** 23,6** 14,7* 64,6*** 7,5***

Молдавский 45,8 20,4 18,9 58,2 12,5

ранний

Молдавский 54, 3*-** 22,7* 19,6 60,0* 6,3***

ранний-1

*,**,*** - отличия от контроля значимы при Р<0,1; 0,05; 0,01

соответственно. ПТ - пыльцевые трубки.

Изучение закономерностей гаметофитного отбора на устойчивость к пониженным температурам у томата позволило установить, что виды S. pennellil, L. hlrsutum Humb. ,L. hirsutum var. glabratum являются геноисточниками высокой устойчивости микрогаметофитов и спорофитов к пониженной температуре. Остальные виды, разновидности и сорта в различной степени обладает устойчивостью к холоду (8/12°С, ночь/день). Наследуемость признака холодоустойчи-' вости у сортов и линий оказалась довольно высокой и составляет h4«54 2%. Факторы устойчивости к холоду локализованы на 4-й хромосоме и сцеплены с аллелями генов Е и Ful.

Проводимые в четырех поколениях подряд отборы показали, что у новых "экотипов" происходит ' повышение холодостойкости мужского гаметофита, т. е. на фоне пониженных температур увеличивается его жизнеспособность и длина пыльцевых трубок, кроме этого у спорофита снижается высота заложения первой кисти и осыпаемость плодов, возрастает завязываемость и продуктивность (табл.8).

Особенно высокая эффективность отбора устойчивых генотипов отмечалась у гибридов. При этом, значительно возрастает частота рекомбинантов обладающих высокой устойчивостью к низгам температурам. Селекция устойчивых микрогаметофитов' повышает устойчивость их самих, а также спорофита (38,48,62)

На основе многолетних исследований показана также возможность отбора на уровне женского гаметофита. При этом, его устойчивость, также как и мужского, определяется генетическими факторами локализованными на.4-й хромосоме. Следует отметить, что этап формирования женского гаметофита оказывается весьма благоприятным для дифференциации устойчивых к температурному фактору генотипов. Отбор на фоне повышенных температур устойчивых женских гаметофитов на растениях F1 приводит к повышению устойчивости популяций F2.

5.2. Отбор зародышей.

В результате проведенных многолетних исследований установлено, что в процессе формирования и развития зародышей возможно проводить отбор устойчивых к повышенной и пониженной температурам, и засолению генотипов как in vivo, так и in vit.ro. Показано, что для отбора устойчивых зародышей in vivo температурные

..38

_ %

оО -40 -30 -20 • 10 -

фон оценки HaCI -0,752

Рис. 8. Изменение солеустойчивости гибридных популяций томатов при двукратном «боре зародышей на фоне: 1-контроль, 2-0,5%NaCl, 3-0,757ЛаС1,4-1,ШаС1.

фона необходимо создавать уже через 10 дней после опыления. В системе in vitro обычно используются ' 25-30 дневные эмбрионы.

Установлено, что у потомства межвидовых гибридов, помученного из выживших на температурных и солевых фонах (рис.8) растений, устойчивость, как правило, возрастает на 8-28% (20,32,33)

Отбор устойчивых к повышенной температуре зародышей межвидовых гибридов, полученных с использованием маркерных форм L. esculeiituin Мб 600, I to 628, L. hirsutum, L. minutum, S. pennellll приводил к нарушению моногибридного расщепления по генам с,HI 2-й и 4-й хромосом и повышал жаростойкость популяций Г2,в среднем, на 5-6% (по числу выживших на фоне 35/42°с, в течение 21 дня,растений). Кроме того, такие растения в дальнейшем отличались от контрольных лучшим развитием и ростом (39).

Отбор зародышей на фоне пониженных температур достоверно увеличивал частоту, генов с и HI в опытах. В расщепляющихся популяциях получены растения, которые на фоне пониженных температур по "массе сеянцев" в 2-2,5 раза превышали лучшее контрольные растения. Необходимо также отметить, что отбор зародышей из сортовой популяции на пониженной температуре приводит к пол^ чению "зкотипов" исходных сортов, обладающих повышенной устойчивостью к этому фактору (25,36).

. 39

№503 "VS." 1 увппе 11 i "Г

2 13 ¡4

Mo628xL:esc. racomirrerum

выводы

В результате, проведенных многолетних исследований:

1.Экспериментально обнаружено,что процессы происходящие на репродуктивных этапах гибридов И играют важную роль в формировании частоты и спектра генетической изменчивости в популяциях Р2. Показано, что рекомбинанты, формирующиеся в мейозе, частично' элиминируют и, таким образом, исключаются из селекционного материала. На гаплоидной фазе развития рекомбинантов, спектр генетической изменчивости шире, чем на этапе спорофитной диплоидной популяции.

2. На основе цитогенетического и эмбриологического анализа процессов микро/макрогаметогенеза, опыления, оплодотворения и эмбриогенеза выделены и описаны этапы максимальной элиминации рекомбинантных генотипов: а) спорогенез; б) гаметофитогенез; в) зрелые гаметофиты; г) прорастание и рост пыльцевых трубок в тканях пестика; д) эмбриогенез; е)прорастание семян. На интенсивность элиминации 'влияют не только генетические,но и средовые факторы, особенно, абиотические стрессы.

3. Уровень аномалий у сортов пшеницы зависит от генотипа и условий года, при гибридизации он повышается. Межвидовые гибриды томатов характеризуются низкой частотой нарушений, а тритикале самой высокой. Установлено, что у пшеницы,тритикале и томатов уровень аномалий при первом делении мейоза выше,чем при втором. Однако, выделяются генотипы у которых число нарушений на последних фазах мейоза повышается. Это указывает на существование стабилизирующих и дестабилизирующих генетических факторов, возникающих в результате гибридизации как результат взаимодействия генов, контролирующих преобразующую и воспроизводительную функцию мейоза. Показано, что стабильность мейоза у тритикале зависит от устйчивости спорофита к стрессовой повышенной температуре.

В.селекционном процессе для усиления формообразования в расщепляющихся популяциях, при скрещиваниях необходимо подбирать генотипы дестабилизирующие мейоз. Для повышения продуктивности и выравненности сортов лучше отбирать генотипы характеризующиеся стабильным мейозом при стрессовых условиях.

4. ■Сохранение разнообразных рекомбинантннх генотипов- на---------------------

ьсэх критичж-гия '■ тапах у гибридов F1 способствует расширению

спектра генетический изменчивости и повышению частоты встречаемости редких генотипов в расщепляющихся популяциях. Особенно эффективным оказывается использование биологически активных веществ, витаминов, ультрафиолетового облучения, создание "комфортных условий", снижение конкурентных отношений между пыльцевыми трубками в результате нанесения ограниченного количества пыльцы на рыльце пестика. Показано, что по изученным маркерным признакам чаще элиминируют рецессивные гомозиготы и рекомбйнан-тные генотипы.

5. Максимальное снижение селективной элиминации отмечается в тех случаях, когда стимуляционные воздействия применяются в период процесса формирования и развития микро-и макроспор,гаме-тофитов, прорастания пыльцы и роста пыльцевых трубок, эмбриогенеза, прорастания семян. Весьма эффективными оказались методы in vitro при выращивания эмбрионов, которые обычно элиминируются, чаще всего, как носители рецессивных гомозигот.

6. Установлено,что крупные изменения репродуктивных структур (мужские и женские соцветия, цветки, элементы цветка) типа ароморфозов, возникающие в результате проявления генов -Cg и Тр, способны значительно влиять на спектр генетической изменчивости и частоту получения новых необычных генотипов. В этом случае, нарушение характерных для обычной кукурузы корреляционных отношений, упрощение репродуктивных структур и процессов способствует преимущественному прохождению через все критические этапы гамет с генами Cg и Тр, а также необычных мутант-ных и рекомбинантных форм.

7. Анализ морфоцитохимических признаков пыльцы и женского гаметофита различных видов, разновидностей,сортов, линий и гибридов томатов и тритикале позволил определить, что к моменту их созревания в пределах цветка, пыльника и завязи существует значительная гетерогенность практически по всей изученный показателям. Это отражает существующую большую асинхронность процессов, происходящих при формировании и развитии гаметофитов.

По количеству ДНК видно,что ядра как мужского, так и женского гаметофитов могут находится на Gl. S, 02.фазах клеточного цикла. При этом, в большей части ядер идет синтез ДНК. По харак-

теру избиения на температурном фоне таких признаков ¡сак количество ДНК, плотность хроматина, размер ядер и др. можно судить о степени устойчивости генотипа.

8. Установлено, что при одноразовом длительном (50-80 час) воздействии на гаметофит повышенной температурой, у большинства генотипов количество ДНК возрастает,а функциональная активность хроматина снижается. Коэффициент корреляции между этими показа-* телями увеличивается пропорционально длительности действия фактора от г-0,330 до г=0,777, при этом генеративное ядро является более чувствительным.

9. Многократный гаметофитный отбор генотипов,устойчивых к температурному фактору,приводит к снижению количества ДНК в ядрах пыльцы и способствует повышению активности хроматина у полученных новых форм. По этим показателям они приближаются к полукультурным разновидностям. Вероятно,в процессе эволюции и эко-типической селекции происходит укорочение онтогенеза мужского гаметофита (ядра находятся на фазе G1 клеточного цикла) и усиление функции ядер, как результат их специализации к стрессовым факторам среды.

10. Показана высокая корреляция между устойчивостью спорофита и гаметофита к стрессовым температурам, что,вероятно, указывает на то, что этот признак определяют одни и те же гены. Шэтому, гаметофитная селекция к этим факторам приводит к увеличению устойчивости гаметофита и спорофита.

У томатов наследуемость в широком смысле таких признаков как жаростойкость и холодостойкость мужского гаметофита высокая, и составляет hs=-45,l% и ha"=54,2X, соответственно. На основе маркерного анализа у томатов, генетические факторы чувствительности гаметофитов к температурному фостору локализованы во 2,4,6 и 11 хромосомах и сцеплены с генами ful, е, a, hl, с.

'12. Отбор на этапе зрелых гаметофитов, прорастания и роста пыльцевых трубок в тканях пестика, зигото- и эмбриогенеза на фоне повышенных, пониженных температур и засоления является эффективным, Принципиально новым направлением в селекции растений, позволяющим, в сочетании с традиционными подходами, получать новые формы, линии, сорта и гибриды харагаеризуюшиеся устойчивостью к абиотическим стрессовым Факторам среды и достаточно высокой потенциальной продуктивностью.

.42

РЕКОМЕНДАЦИИ --------------1. Выявленные закономерности, формирования__генотипической

изменчивости на пост мейотических этапах могут быть использованы при анализе эволюционных процессов происходящих в растительных популяциях, а также должны учитываться при проведении исследований по индуцированному рекомбиногенезу, мутагенезу и, особенно, отдаленной гибридизации растений. Для уменьшения действия естественного отбора,элиминирующего в первую очередь необычные рекомбинаты,необходимо создавать соответствующие условия начиная с гибридов И.

2. На основе знания закономерностей повышения жизнеспособности рекомбинантных гамет и зигот на всех критических этапах их развития разработаны методы,позволяющие влиять на частоту и спектр генотипической изменчивости в расщепляющихся популяциях. Для этих целей используются как широко известные биологически активные вещества, так и различные стероидные гликОзиды, микроэлементы, " низкие дозы рентгеновского и У1^-из лучений. Всё предлагаемые новые методы защищены свидетельствами (54-58).

3. Оценка и отбор устойчивых к стрессовым температурам и засолению генотипов на этапах споро- и гаметофитогенеза,прорастания пыльцы и роста пыльцевых трубок в тканях пестика; эмбриогенеза возможно проводить на основе разработанных способов и методик. Все они позволяют дифференцировать и отбирать генотипы по устойчивости на всех вышеназванных этапах (59-64).

4. Кроме того, для широкого использования в генетических и селекционных исследованиях предлагаются методические рекомендации (56) по гаметной и зиготной селекци,приборы позволяющие в лабораторных и полевых ' условиях организовать соответствующие технологические циклы по отбору нужных генотипов. Это дает возможность селекционеру в условиях любого года и на любом этапе селекции практически полностью ' контролиовать устойчивость к температурным стрессам. Шлученные' новые сорта, линий и формы можно рекомендовать как геноисточники устойчивости к пониженным и повышенным температурам.

5. На основе высокой крреляционной зависимости между устойчивостью гаметофита и спорофита предлагаются экспресс методы оценки генотипов по устойчивости пыльцы и характеру изменчивости размера гаметофита, его ядер и количества ДНК.

ОСНОВНЫЕ РАБОТЫ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Кравченко А. Е О возможности использования радиационной макромутации для. получения большого разнообразия форм кукурузы. //Матер. У конф. молодых ученых Молдавии. Кишинев, 1907.0.12-13

2. Кравченко А. Н. Изучение потомства радиационной макромутации типа"Корнграсс"//Изв. АН МССР. С. биол. и х. наук, 1908. N4. С. 83-91

3. Кравченко А. Н. Особенности морфологической классификации по-' томства мутации типа "Корнграсс". // Мутагенез с/х растений. Кишинев, 1968. С. 82-91.

4. Кравченко А. Е , Сулима Ю. Г. Цитологическое изучение мейоза у некоторых форм Triticale и их гибридов. //Извест. АН МССР. Сер. биол. и хим. наук. 1970. N5. С. 29-35.

5. Кравченко А. Е Некоторые причины и закономерности образования аномалий микроспорогаметогенеза у амфидиплоидов и их гибридов. //Селекция оз. пшеницы в Молдавии. 1974. С. 139-157.

6. Кравченко А. Е Анеуплоидия у тритикале. // Генетика и селекция в Молдавии. Кишинев, 1976. С. 9.

7. Кравченко А. Е Особенности мейоза у пшеницы й ее гибридов. //Кишинев, 1977. 159 С. (Монография).

8/ Кравченко А. Е , Лысиков R Е Атлас радиамутантов кукурузы типа "Корнграсс". // Кишинев, 1979. 130 С.

9. Жученко А. А., Кравченко А. Е , Лях В. А. и др. Уменьшение элиминации рекомбинантов как эффективный метод селекции. // Тез. докл. Всес. конф. "Экологическая генетика растений и животных." Кишинев, 1981. 4.2. С. 199-208.

10. Жученко А. А,, Кравченко А. Е Цитогенетические проблемы селекции томатов. // 4-й Съезд ВОГИС им. Н. И. Вавилова. Кишинев, 1982. Тезисы симпозиальных докладов. Москва, 1982. С. 133-134.

И.Жученко A.A. .Кравченко А.Е , Лях В. А. ,и др. Расширение спектра генетической изменчивости за счет уменьшения элиминации реКомбинантов на этапах репродуктивного развития. // Адаптация и рекомбиногенез у культ, раст. Кишинев, 198?.. С. 84-87.

12. Жученко А. А., Балашова Е Н. , Король А. Б. , Кравченко А. Н. Некоторые аспекты стратегии адаптивной селекции растений.

.//Изв. АН МССР Сер. биол. и хим. наук, 1903. N2. С. 13-25.

13.Жученко A.A. , Кравченко А,Е ..Суружиу А.И. Динамика изменения нуклеиновых кислот и других' параметров пыльцевого зерна томатов в связи с пыльцевой селекцией; // Развит!« мужской ге-

----------негативной- сферы- растений. Симферополь, 1983. С. 31.__________

х ¡¡¡--.o д.. , <•■:>.-. .-шювоч Т.К., Кравченко A. Я. , Смирнов В. А. ¿as¡4úaaoci.¡ :icí." - • .эования метода культу ;>>j а;,ро нишей в селекции томате,,1, /.'..у;:ьтура мс-'го,-; pac-íc-нал и би".тгпгол5Гия. Тезисы докладов rice, конференции. Кишинев, 1983. С. 193.

1Г>. куданко A.A. , Балашова Н. iL , Кравченко А. Н. и др. Действие стероидных гдшшзидов на жизнеспособность пишга мзжвидового гибрида хомута. //Докл. ЛИ СССР, 1984. Т. 279. N5. С. 1239-1241.

16. Закржевская А. М., Кравченко А. Е, Павленко Л.Г. Змбриологи-чгсг.с: игученж этиловых гибридов томатов. // Мог»!«-Функциональные аспекты развития женских генеративных структур семенных растений. Мат. Всес. симпоз. Телави, 1984. С. 23.

17. Кравченко А. iL , Тодераш JL Г. Функциональные особенности некоторых элементов зародышевого мешка. // Там же. С. 30.

18. Кученко A.A., Кравченко А. Н., Суружиу А. И., и др. Действие стероидных гликозидов на процессы репродуктивного развития томатов. //Экологическая генетика растений и животных. Тез. докл. Второй Всес. конф. Кишинев,1984. С. 169.

19. жученко A.A. , Кравченко А. Н. , Суружиу А. И. Действие повышенных температур на пыльцу томатов. // Там же. С. 170-172.

20. тученко А. А. , Салтанович Т. И. , Кравченко А. К Использование эмбриокультуры для выделения солеустойчивых генотипов томатов. // Там же. С. 175.

21. Жученко А.Н., Кравченко А. К Некоторые подходы и перспективы гаметной и зиготной селекции растений. //Генетические методы ускорения селекционного процесса. Кишинев, 1986. С. 5-17.

22. Жученко А. А. , Кравченко А. Н., Суружиу А. И., Лях В. А. Гамет-ный отбор на устойчивость к температурному фактору у томатов. // Генетические основы селекции с/х культур в Молдавии. Кишинев, 1986. С. 4-14.

23. Кравченко А. Е , Паскал М. К Гетерогенность пыльцы межвидового гибрида томатов по цитофотометрическим' параметрам. // Тезисы докладов У съезда ЕОГЙС. Горки, 1986. 0.66.

24. Жученко А. Е , Лях В. А. Кравченко А. Е Возможности снижения элиминации рекомбинантных генотипов на стадии зрелой пыльцы у томатов. // Матер. Всес. конф. "Рекомбиногенез: его значение в эволюции и селекции." Кишинев, 1986. С.220-223.

25. Дученко А. А., Кравченко А. Е , Салтанович Т. И. Изменение сос-

тава популяций F2 гибридов томатов в результате температурного воздействия на эмбриогенез. // Там ж. С. 228-229.

26. Жученко А. А., Кравченко А. Е , Тодераш Л. Г. Влияние элиминации женских гамет на спектр генетической изменчивости. //Там же. С. 230-231.

27. Жученко А. А., Кравченко А. Е , Тодераш Л. Г. Влияние температурного фактора на изменчивость женских гамет томатов. // Там • же. С. 231-233. .

28. Жученко А. А., Паскал М. К , Кравченко A. Е Влияние отбора пыльцы на спектр генотипической изменчивости межвидового гибрида томатов. // Там же. С. 233-235.

29. Кравченко А.Е Методика приготовления цитологических препаратов для их анализа на "Морфокванте". //Там же. С. 264-2С5.

30. Кравченко А. Е , Паскал М. К. Гетерогенность пыльцы межвидового гибрида томатов по цитофотометрическим параметрам. // Там же. С. 265-267.

31. Попова Л. К , Кравченко А. Е Разработка методов стимуляции прорастания семян межвидовых гибридов томата 'для расширения спектра генетической изменчивости. // Там же. С. 308-309.

32. Салтанович Т. И., Кравченко А. Е Влияние отбора зародышей на изменение солеустойчивости гибридов томатов.//Там же. С. 314-316

33. Кравченко А. Е , Салтанович Т. Я. Влияние отбора зародышей на устойчивость к повышенной температуре расщепляющихся популяций гибридов томатов. //Матер. Респ. конф. "Гаметная и зиготная селекция растений. " Кишинев, 1987. с. 33-36.

34. Кравченко А. Е , Тодераш Л. Г., Паскал М. К Устойчивость гаме-тофита томатов к повышенной температуре. // Там же. С. 68-71.

35. Паскал М. К., Кравченко А. П. Жаростойкость гаметофита и спорофита рода Lycopersicon Tourn. // Там же. С. 93-96.

36. Кравченко Á. Е Гаметная и зиготная селекция растений на устойчивость к экстремальным факторам среды. // У съезд ВОГИС им. Е И. Вавилова. Тез. докл. Москва, 1987. Т. ГУ. 4.1. С. 217.

37. Кравченко А. Е , Тодераш Л. Г., Паскал М. К., Камбур Н. Я. Устойчивость мужского гаметофита тритикале к температурному фактору. // Там же. С. 208.

38. Жученко А. А., Кравченко А. Е Некоторые подходы к селекции растений на устойчивость и продуктивность. //Там же 0.243-245.

39. Кравченко А. Н., Лях В. А.. Тодераш Л. Г., Салтанович Т. И., Паскал М.К. Штоды гаметной и зиготной селекции томата. Ки-

шинев, "Шглинца", 1988. 152 С.

40. Лях В. А. , Кравченко А. Н., Сорока А. И. , "Дрючила"Е. Н. ~ Влияние высокой температуры на жизнеспособность пыльцы кукурузы.

// Изв. АН МССР. Серия биол. и хим. наук, 1988. N 2. С. 15-20.

41. Кравченко А. Н. Проблемы гаметной и зиготной селекции томатов. //В кн.: Эколого-генетические основы селекции томатов. Кишинев "Шгиинца", 1988. С. 250-278.

48. Кравченко А. Н., Тодераш Л. Г., Рожневская л К Изменчивость мужского гаметофита и озерненность колоса у зерновых. //Частная генетика раст. Тезисы докл. конф. Киев, 1989. 7.1. 0.114.

43. Кравченко А. Е , Тодераш Л. Г.. Рожневская М. К , Анточ Л. П. Влияние отбора мужских гамет на озерненность колоса тритикале. // Там же. С. 173-174.

44. Кравченко А. Н. Роль репродуктивных структур в эволюции растений. // Экологическая генетика растений,животных, человека. Тез. докл. IY Всес. науч. конф. Кишинев"Щгиинца",1991. С. 372-373. .

45. Кравченко А. Е , Лях Е А., Тодераш Л. Г. .Салтанович Т. И. ,Пас-■ кал М. К. , Духовный А. И. Методы гаметной селекции растений.

(Методические рекомендации). Кишинев,"Шгиинца", 1990. 48 С.

46. Кравченко А. Н. , Пинчук И. И. Влияние селективной элиминации пыльцы на частоту рекомбинаций у томатов. //Известия АН РМ. Серия биол. и хим. наук. 1991. N 3. С. 23-26.

47. Lyakh V. , Kravchenko А. , Soroka A. Possibilities of gamete selection for heat, tolerance in maize. //Abstracts of papers presented at the XIY-th EUCARPIA maize and sorghum section congress. Nitra, Czechoslovakia. 1987. P. 45.

48. Кравченко A. 11, Салтанович Т. И., Маковей М. Д. Устойчивость мужского гаметофита линий и гибридов к стрессовым температурам. // Хетерозис при культурните растения. Втора Национальна конф. София, 1988. С. 171-177.

49. Lyakh V., Kravchenko А., Soroka A. .DPjuchina Е. Heat tolerance of maize (Zea mays L.) pollen. // Abstracts of 10-th Int. Symp. on Sexual Reproduction in Higher Plants. Siena, 1988. P. 76

50. Lyakh V. .Soroka A. , Kravchenko A. Gametophyte and sporophyte response to low temperature in different maize genotypes. // Characterization of" male transmission units in higher-plants. Proceedings of the Third sperm cell meeting in Mar-tonvasar. Hungary, 12-16 june 1969. P. 51-55. .

51. Kravchenko A. N. Role of gametophytic selection in evolution and breeding. // Abstracts of the papers,presented at the XI Int. Symp. Embryology and seed reproduction. Leningrad,1990.

52. Lyakh V. A. , Kravchenko A.N. .Soroka A. I. Effects of high temperatures on mature pollen grains in wild and cultivated raize accessions. // Euphytica, 1991. V. 55. P. 203-207.'

53.Lyakh V. A. , Soroka A. I. , Kravchenko A.N. Male gametophyte' selection for cold tolerance in maize. // Abs. Int. Symp. on Angiosperm Pollen and Ovules. Italy, 1991. P.36.

54. Авторское свидетельство N1137597 от 1 окт. 1984 г.//Среда для проращивания пыльцы растений томатов, (соавт. Жученко Л. А., Кинтя П. К , Балашова ЕЕ).

55. Авторское свидетельство N 1162203 от 15 февр. 1985 г.//Способ получения тетраозида ... глюкопиранозида. (соавт. Кинтя Е К., Швец С.А., Балашова ЕН).

56.Авторское свидетельство N1187449 от 22 июля. 1985 г.//3-0..., повышающий фертильность пыльцы у межвидовых гибридоврастений. (соавт. Жученко А.А., Кинтя ЕК, Мащенко ЕЕ.', и др.).

57.Авторское свидетельство N 1287311 от 1 октября 1986 г.// ' Среда для проращивания пыльцы межвидовых гибридов томатов.

(соавт. Кученко А. А., Суружиу А. И., Лях В. А., и др.).

58.Авторское свидетельство N 1305909 от 22 декабря 1986 г.// Среда для проращивания пыльцы межвидовых гибридов томатов, (соавт. Кученко А. А., Кинтя ЕК , Швец С. А., Балашова ЕЕ).

69.Авторское свидетельство N 1470247 от 8 декабря 1988 г. Способ проращивания пыльцы межвидовых гибридов томатов, (соавт. Лях В. А. , Дрючина Е. Н. , Бурилков В. К.).

60. Авторское свидетельство N 3565404 от 22 янв. 3 990 г.//Способ определения жизнеспособности пыльцы. (соавт. Духовный А. И.).

61.Авторское свидетельство N 1584838 от 15 апреля 1990 г.// Способ определения жаростойкости генотипов кукурузы, (соавт. Лях В. А., Сорока А. И., Дрючина Е. Е).

62. Авторское свидет. N 1607089 от15 июля 1990 г.//Способ отбора жаростойких генотипов томатов. (соав. Жученко А. А. , Паскал М.)

63. Авторское" св. N1685321 от 22 июня 1991 г.//Способ получения засухоустойчивых форм кукурузы. (соав. Духовный А. И. , ЧалыкС.)

64.Авторское свидетельство N 1692377 от 22 июля 1991 г.//Способ оценки исходного материала кукурузы на холодостойкость, (соавт. Лях В.А., Сорока А.И.).

48 ... .....-

Информация о работе

Кравченко, Анатолий Николаевич
доктора биологических наук
Санкт-Петербург, 1993
ВАК 03.00.15

Автореферат

Похожие работы