Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Пути повышения эффективности морфогенетических процессов in vitro у Triticum aestivum L.

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Пути повышения эффективности морфогенетических процессов in vitro у Triticum aestivum L."

новосибирский ордена трудового красного знамени

государственный АГРАРНЫЙ университет

РГВ ОД

На правах рукописи

- у Ш/ пп/.

р » Никитина

-Елизавета Давыдовна

пути повышения эффективности морфогенетических процессов

¡п уИго у ТгШсит ае«Мтт Ь.

06.01.05 — селекция и семеноводство

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Новосибирск — 1604

Работа выполнена *в "Алтайском научно-исследовательском-институте земледелия и селекции сельскохозяйственных культур, г. Барнаул.

Научный руководитель: кандидат биологических наук, старший научный

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук В. С. Ильин

кандидат биологических наук, старшин научный сотрудник Л. А. Першина

Ведущая организация: Алтайский государственный университет

на заседании специализированного совета Д 120.32.01 в Новосибирском государственном аграрном университете.

Адрес: 630039, г. Новосибирск-39, ул. Добролюбова, 160, НГАУ, зал заседаний. ■

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирского аграрного университета.

Автореферат разослан _1994 г.

сотрудник В. Ф. Козловская

Защита состоится «_

.1994 г. в '/(? ч.

Ученый секретарь специализированного совет

В. В. Токарев

OGHfta характеристики рйботи

Йктдаяьность исследований. Общеизвестно, что селекция пве-ницн, основанная на классических кетодах, достигла громадных успехов в длдчяенкк хазяйственно-бнологических признаков. При этом главныяи пробленааи ее были и остазтса: разнообразив исходного материала я пути преодоления отрицательных взаимосвязей меядц рядом признаков продуктивности,качества зерна и адаптивных свойств. Определенная прогресс в ревеннм этих задач ' бил . достигнут с по-козьи искусственного иутагенеза.

Изучение сомаклональной изменчивости у растений свидетельствует о безусловной перспективности этого направленна для практической селекции. Яирокое использование названной технологии для культурных видов семейства Graaineae сдсряиваетса из-за отсутствия возмоаностей регулировать морфогенез. Вместе с тем только воспроизводимый к стабильный морфогенез, а такае массовая регенерация нз культуры конкретного генотипа позволят использовать культивирование in vitro для изменения генетических характеристик клеток и получения из кик растений. Следовательно, эффективность использования сомаклональной изменчивости в селекционном улучне-нин сортов мягкой пзенкцы определяется успеянын разреяением внне-перечнсленннх проблем.

Цель и задачи исследований. Основной цельп настоящего исследования явилась разработка приемов повымения эффективности иорфо-генетических процессов in vitro для создания исходного селекционного материала Triticua aestivua. Для достивения указанной цели был.и поставлены следувчие задачи:

- провести тестирование сортов мягкой пяеницн по реакция в культуре незрелнх зароднаай;

- определить влияние химического и гормонального состава tra-татедьннх сред на каллусо-, морфогенез и регенерация растений in wirto;

- установить роль физических факторов в реализации образовательных процессов в культуре тканей;

- изучить карфабиалогические особенности растений-регенераи-

тов:

- прг«ио*ить пути экспериментального вмеаательства в иорфо-

генетические процессе in vitro, повивавшие их эффективность.

Научная новизна. Оригинальность выполненных исследований состоит превде всего в тон. что в одной эксперименте дана количественная оценка эффектов исходных генотипов, хнанческого в гормонального состава сред, физических факторов и их взаимодействий на процесс валлдсо-, иорфогенеза и регенерации растений. Установлено, что частота морфогенетических процессов в культуре нез-релнх зароднвей определяется в больней степени качество» света и взадоодействиеи генотипов с хкнхческики и гормональными особенностях» средн. Эибрноидо - гекморнзогенез и регенерация растений зависят от геногшшческях особенностей сортов более чем на 5£Х. Культуралънне условия составляет от 8.2 до 182 облей изкенчивос-тн.

йналнз корреляционная связей мевдд атапает регенерации показал зависимость ее древня от направление иорфогенеза. Увеличение частоты индукции знбриондо-генкорнзогенеза способствует новнвенив выхода растений и наоборот, высокий уровень ризогене-за ведет к снижении регенерации в клеточних культурах. Наличие положительной корреляции мевду частотой формирования зыбриоядов и адвентивных почек в каллценнх тканях свидетельствует об их сходном генетической контроле. Соярагешость доеду каллусо- к норфогенезон отсутствует.

Тестирование сортов выявило нх поянхорфязк но способности к каллусо-, морфогенезу в регенерация.

Практическая значимость работа. На основе проведенных исследований предложена оптимальная схема реализации норфогенеук-ческогс потенциала клеточных культур, дозволявшая получать в 1.6 раза бодьне регенерантсв, чен технологии существувдне ранее. Выделены сорта с ввсскша регенерацаошши потенциалом, которое рс-кокекдувтея для использовании селекциоиио генетических программах, а такве для изучения теоретических аспектов амбриондо- п органогенеза. Создана сонакяональшге якюш, существенно превоегхдя-донорнае сорта но элекентак структура урокая шш существенно отлнчавдиеся от них по высоте и длине несфазного периода всходи-коловенкв. Получена Форш, устойчивее е стеблевой и буро!) рсаа-чине.

Апробация работа. Материалы диссертации били представлена на научно-иетоднчесшш совете селекционного центра Алтайского

г

НИИ земледелия и селекция сельскохозяйственных культур ( 1989... 1391. г, Барнаул), а такие на II Российской симпозиуае " Новые метода биотехнологии растений" ( г.Папино,1993). По материалам исследований опубликовано два статьи.

Структура и объем работа. Диссертация изложена на 171 странице иавиноот.сного текста, вклпчга приложение. Состоит нз введения, четырех глав, выводов, содернит 40 таблиц, 7 рисунков, 4 прилоаения. Список цитированной литературы вклячает 194 работа, в ток числе 129 на иностранной языке.

исхода мятЕРиая н нетодн исследований

Материалом,для исследования слугнли 15 сортов мягкой яровой пвеницн, якроко нспользуенне в програиках скречнвакий лабораторией селекции мягкой яровой пиеннца АШШЗиС: Алтайская 81 Шт.81), алтайская 50 (Пят.50). Алтайская 08 (йлт.88), Вега, Барнаульская 83 (Бар.83), Целинная 20 (Цел.20), Целинная 60 (Цел.60), Скала (Ск.), Зарница (Зар.)„ Нннца (1и.), Тдлунская 10 (Тдл.Ю), Ботаническая 2 (Бот.2), Спектр (Сп.), Россиянка (Рос.) и Leones (Аргентина).

Донорнне растения самоогшеннах линий F4 выращивали в тепличных и полевах условиях.

Для индукции каллуса использовали незрелые зародкаи, разке-рон 0.8-1.0 км. Зерновки стерилизовали 7-10 кинут в 70Z этаноле, затеи триады промазали дистиллированной авгоклавированной водой. Работу проводили в асептических условиях. В качества субстрата использовали среду йинснайер и Скуга (ШЫ54) (Llnsaaier and Skoog, 1957), содеряадув 0.8% агара, 32 сахарозы и 2.0 кг/л 2.4~дихло$екаксидксусной кислота (2.4-Д). Клеточные кдльтуры ва-рачнвали в темноте при температуре 28+IoС. пассируя каидие 30-35 дней на дксференцирупвди среду с гормональная составов: 2.4-Д (0.5 иг/л) и кннетин (0.5 мг/л). Выявленные зоны морфогенеза пересаяивали на среду для регенерации, содеряапуо 0.2 иг/л индояилуксусной кислоте. Яроростки, достигшие 5-7см,переса8ива-ли в сосуда с почвой и доращивали до созревания в климатической камере при температуре 12°С ночьв. 1?ГС днем с 1б-ги часовни §о-топериодо».

Изучение эффективного гормонального состава питательных

сред проводили с использоваииеи сяеддвпих компонентов: (кинетин* НУК- нафгилдксусная ккслота), (кикетин + 2.4-Я), СБйП- 6-беизил-аминопурин + ШО, (БЙП + 2.4-Д). Определение оптинальиык концентраций гормонов осуществляли реализацией полного факторного эксперимента типа 3£. Б качестве параметра оптимизации (отклика) выбрана частота морфогенетических процессов, в качестве факторов - концентрации ©итогорыонов: кинетин (xl) и 2.4-Д (х2). Проведено 144 опыта, получено 16 математических иоделей.

Роль хикического состава инициираиких питательных сред в реализации образовательных процессов in vitro изучали с ксполь-. зовакиек трех сред: Линскайер и Скуга, Блейдза СБл) (Blaydss. 1966), Кб СChu, 1376).

Влияние освещенности и температуры культивирования эксплан-тов на прайсе прорастание зародышей, индукцию каллуса и его кор-Фогеннке потенции оценивали при разных дровнях термического фактора [ 26, 29, 32, 32 (14дней) --> 2Б°С]. в дсловиах искусствек-Uoro освещений н в темноте.

Эффективность спектра 'света изучали с использованием лачп дневного света,.разной длины волны: ЛДЦ-40 (белый свет), Ш5-40 (велтнй свет), ЛФР-150 (красный свет).

Семена, полученные от растений-регенераатов (SC/) внсевалк посемейно в поле.. Потомство соиаклонов SCZ- SC5 сравнивали с исходными формами по следувдии признакам: длина кегсазиого периода всходн-колонение, высота растения, обцая и продуктивная кустистость, длина главного колоса, число колосков и зерен гласного и вторичных колосьев, касса зерна главного колоса к растения. масса 1000 зерен. Проанализировано по 20 случайно взятю: растений кавдой линии.

Испытание и оценку сокаклоналъных линий по устойчивости к стеблевой и бурой рвавчииак проводили на искусственная фоне по общепринятой методике ( Геиеле, 1971 ).

Статисгнческдв обработку данных проводили на ПЭВМ 1ВЙ-ЙТ-236 с использование»: следдищкх програви: одно- и двухфакторнкП дисперсионный анализ, метод катеиаткческого планирование зкспе-ркмента и корреляциокно-регрессеошшго анаягза.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСЩЕНИЕ

1. Тестирование сортов мягкой пвеницн по реакции на культивирование in vitro.

Зсе изученные сорта обладали достаточно высокой способностьз к индукции клеточных линий (табл.1). В среднем частота каллусоге-неза составила 94.32, варьируя от 76.6 до 100/Í в зависимости от г: . • tïuî.ï. Частота образования норфогенннх линий равна 66.9%. Наи-t-üibCieA anpíjoreiiHOft реакцией отличались сорта Leones, Ск., Сп., Сит.2. Нел.20 и Цел.SO. Низкий уровень признака характерен для сортов Гул.20 (28.'ГО и Зар. ( 43.2).

Несмотря на зысокиЯ уровень морфогенеза, у большинства сортов получено незначительное число регенерантов (от 1 до 36). Исклочание составил;! такие сорта как Сп., Ск.. Бот.2 и Leones. Как 5адно из данных табл.1 клеточные линии сортов Цел.20, Цел.SO ;> Sera, идея высоки;! аорфогенннй потенциал, регенерировали отдельное растения. В данной случае образовательный процесс не достигает организяенного уровня (развития целах растений), а заканчивается формированием ризогеиння линий. Средняя частота ризоге-неза составила 80.22, тогда как энбриоядо-геиноризогенеза всего .глзь 19.SX. Нровень регенерации в средней равен 97.АХ, т.е. от одной иорфогенной линии удалось получить призсрио одно растение. Регзнерацксшшй потенциал в зависимости от генотипа сильно варьирует (сл.табл.1 ). Особнй интерес представляет сорт Сп., каллуст гше культуры которого продуцирцзт более 13 растений на одну змб-риогеннуз линяя. Довольно высокий этот показатель у сортов Ск., Вггл, Тул.Ю (примерно б растений*/линия ).

Статистический анализ данных показал, что реализация конфетного пути морфогенеза, регенерация растений, а такае каллу-cereiîes зависят от генатипа исходного сорта.

Клеточное культура предстаолявт собой гетерогенные системы с определенными норфофизиологическини взаиаодеЛстаняаи, обуслав-лиэап?цши специфику развития отдельных органов. Анализ аногест-вонг.нх взаимосвязей позволил вчявять полнув структуру евцзей е л-чнноя'-йочялексе признаков, а тлкзе доминантных, наиболее сопра-кпчду собой. Остановлено, что частота регенерации С у ï on-р^дтляется эйбриоидо-геааооизогенными (х.) и ризпгкшшин пиииис-

Таблица 1

Характеристика сортов иегкой яровой пзгницн по каллусо-, морфогениой и регенерационной способности в культуре незрелых зароднвей

Число Частота индукции Ш Число Частота регенерации Ш: :

------ ------ ------ ------ ------ ------ полу- отновение к числу

К Сорт эвеп- кал- кле- Иорфо- экбри- ркзо- ченных -------- -------- ;

лантов лусоп точньх геннях оидо- гб1шэх расте- экс- . корфо- зибриоидо-:

п/п линий линий геимо- линий ний плантов геиннх геиморизо-:

риэог. линий генных ли-:

линий ний :

1 * 'ТГ ~1Г~ ИХ 1ГГ ю- ~мх ~ПГ~ 259Л~ ~~35бХ 51 вХ":

Сп. 6В 56 84.В 78.6 29.5 70.5 177 268.2 402,3 1361.0 :

з* Бот.2 96 33 97.6 73.7 32.9 67.1 66 67,3 94.3 287.0 :

4. (¡еопег 72 08 95.3 91.2 27.4 72.6 68 118.8 14В. 2 271.4 ;

5. Тул.Ю 110 102 92.7 28.4 24.1 75.9 36 32.7 157.1 550.0 :

8. Бега 43 48 38.2 70.8 11.8 88.2 25 51.0 73.5 625.0 :

7. Цел.20 101 101 100.0 73.2 10.5 89,5 24 14.8 23.5 400.0 :

§. ЕН. 4? зе 76.6 63.9 39.1 60.9 27 57.4 117.4 300.0 :

9. Зар. 43 37 86.0 43.2 25.0 73.0 И 25.6 29.7 91.0 :

10. Бар.83 п 78 100.0 61.5 12.5 87.5 21 25.9 43.8 350.0 :

11. Алт.81. 78 76 98.4 52.6 7.5 92.5 3 6.4 6.6 166.7 :

12. йлт.50 97 84 86.6 69.0 1.7 98.3 . 3 3.1 3.6 зоо.о :

13, Пят.88 107 107 100.0 56.1 3.3 96.7 2 !-3 3,3 юо.о :

!§• Цел.60 80 80 100.0 82.1 1.5 96.5 1 1.3 1.5 юо.о :

15. Рос, 81 81 100.0 67.9 1.8 98.2 1 1.2 1.6 юо.о :

"1151" 1085" "551

Среднее ИХ Ю~ ТГ 80.2 50.5 ~~97"Г~ ЗбГо

"ЙСР ~ "ТГ ~1?7Г ТГ ТГ _______ 5оТТ гоб.з :

каллусо- (к,) н морфогенеза Сх4) и i/B вариабельности зависимой

сани ), тогда как влияние незначико. О доле факторов х,^ переменной «ясно судить по нноЕественноау уравнения регрессии: у = 221.3 - 2.06х,+ 1.3х2+ З.бх5- 1.1х4. Очевидна необходимость создания условий, активизируввдх образование экбриоидов и почек в каллусных тканях и супрессирув^их ризогеннке процесса.

2. Пути пооквения эффективности культивирования незреднх зароднвей. «

Культивирование зксплантоз на искусственных средах приводит к дедифференциации клеток и переходу их к керистематическоку состояния. Однако исходная генетическая информация сохраняется. Для ее реализации требутотся специфические условия. К факторам, способным вызвать ди<5Ференциальнуа активность генов, относят хи~ нический и гормональный состав среды, а такае теипературно-све-товне условия культивирования зкеплантов и каллусных тканей. Нельзя исключить такие влияние условий произрастания «сходного материала на регенерации.

Зстановлено, что способность сортов к индукции клеточных, иорфогенннх н ризогенных линий, а такае регенерации растений выае в летнша вегетации (табл.2). Экбриоидо-гекморизогеннне процесса протекапт аффективнее у сортов, выращенных в условиях закрытого грунта. Сорта с низкой реакцией на культивирование in vitro (йдт.81, йлт.50, Йлт.88, Рос.) повияапт ее при использовании условий теплицы.

Таблица 2

Реакция сортов Т. aestivca на культивирование in vitro в связи с условиям их выращивания

Этапа регенерации ( Z )

9 С Л О В И 3

полевые тепличные

Каллусогенез 91.7 87.6

Морфогенез 65.7 55.7

Змбриоидо-гемнориз. 22.6 24.3

Ризогенез 79.3 76.7

Регенерация раст. 111.8 81.3

Статистический анализ результатов регенерационного процесса показал, что геноткпическая изменчивость преобладает над ыодисш-кационной. как по стабильности ее. существенного влияния, так и по доле вклада. Прямое влияние срсдь: ввраженэ весьма уверенно, однако взаимодействие генотипа х среда составляет 9.3-28.4£ об-чей вариабельности примаков. Поэтому создать условиг, способствуете увеличении тестируемых признаков и всех генотипов едва ягг возможно.

Образование регенерантов в культуре незралих зароднсей осц-цествляется на" питательных средах с разные гормональный составов: инициирующей, дкфференцнруразй к регенерацнонной. £1орфоге-нетнческие изменения в клеточных культурах начинается на диффе-ренцирущей среде. По навик наблпдёнияи, у рада сортов веристе-цизация каллусных тканей происходит на книциирупцей среде. Она способствует не только каллусогенезу, но определяет интенсивность и направление морфогенеза (табл.3). Сравнительный анализ влияния химического состава инициируищих питательных сред показал эффективность, средн. Ш1-64 для индукции змбриоидов и почек, а таксе регенерации растений. Поскольку регенерация на всех типах сред в больвей степени зависит от частоты образование ркзо-генных линий, то их минимальнее число на этой среде обуславливает ее преимущества. -

Таблица 3

Результата культивирования сортов мягкой пвеиицм на разных иницнкрувщих средах

Этапи регенерации < % )

Каллдсогенез Морфогенез Эмбрноидо-гекморкз. Рнзогенез Регенерация раст.

Состав нницинрувдих сред

НМ-64 : «8 ; . Бл.

85.6 : 86.1 84.3

45.5 : 54.8 ■ 63.1

51.3 : 32.0 45.1

48.7 : 68.0 55.4

184.3 : 106.8 124.2

Согласно гипотезе Скуга и Киллера ( Бкоое. & Н111ег,г1957) поведение культивируемых клеток определяется сочетанием и концен-

,'рлцкей сткчуляторив роста аинсиновой и цитокишшовой природы. Показано, что частота морфогенеза в средам по сортам варьировала а завясиксста 07 гормонального состава сред от 06,8 до 81.82. Среда., содерзацая к',«зтии + 2.4—Я благоприятствует индукция зи-Прноидо-гекгоризогепяах линий С33.0%), .уступая всей осталышк с?гпая по общей частоте морфогенеза (68.8%). Присутствие в среде кчнетина я НИК обеспечивает высокий иорфоганетический уровень СИ 1.02). Однако развитие этих ¿ашй идет по пути формирования кзгкей (75.9%), существенно енгяаа побегообразование. Регенера-ич;ннь'Д потенциал реализуется полнее при наличии в среде кинетика и 2.4-Д. Использование данного сочетания горионов позволило получить в 2.8 раза больпе регенератов, чеа в контроле. Опти-гмлыма коицзнтрацкя горконов для отдельных сортов различны. Ре-кокендцемне интервала концентраций составляят 0.5...1.9 иг/,я по кккзтину и 1.9...3.2 иг/л по 2.4-Д. Уровень экзогенных гормонов, необходкаай для стпйлевой дифференциации низе, чеы дла корнпоб-¡шовлш'я.

К факторен, способствуем дерепрессия. относят тахге свет ;> температуру,'

Известна, что для каядаго вида растений характерен опредэ-хешшй интервал температур, который способствует их опткыалыю-ку разеитиа. Для псеннцн зто 23 - 32СС (Лебедев, 1982). Незрелые зародааи Т. аезиуца ннкубируг.г обычно при I 25-2 б "С. 8 своих исследованялх :зн увэличмли уровень фактора до 32°С с аагоз раз личия в 3*С. йаксииальнай выход каллусоз получен при 29°С (табл.4). Длительное воздействие высоких тенператур угнетало кая-лусоганез. Дзухступенчатая схеаа (32—> 23сс) позволила в 1.7 раза повысить рггенерационные потенции клеточных культур, которзе составили в средне« 107%. Крсиг тегго увеличение текпература приводили к еннненив частоты прянсго прорастания (от 26.6 до 2.3%).

Сразив:«« регкиов инкубации экепдантез свет/текнота - показа .г о прекиучество первого лнзь для пряного прораста:шя зароды-и?й. Его частота составляет 15.8% на свату, 26.6% - в темноте.

Данные эксперимента по изучении влияния качества света ези-дзт«г«>^твзят о благоприятной дейстзиг» аеятой части спектра на частоту и направление корфогенеза, а такса регенерации растеши) ц веек сиртпв (табл.5). 9 сорта« с низкой частотой регенерации :..;]! и Рос.) она возк'озна только в услозиях зелтого света.

Таблица 4

Характеристика сортов Т. зезМуип по способности к предварительному прорастании зародвэей, каялусоген8зу и регенерацяп при различии* уровнях тернического фактора

П/П

Сорт

Теипература 26йС : 29°С

культивировании

1

3

1

3

зг^с

1

32—> 26°С

1

1. 2.

3.

4. 3. в.

7.

Бот. 2

Тдл.10

Вега

Ск.

Си.

Цел.20 Бар.83

50.0

17.1 22.4

44.8

16.9 25.0 12.0

(0«.0 100.0 98.0

94.4

91.5 88.5 98.9

28.8 117.7 37.5 18.2 157.4 78.3 0.0

10.5 33.9 4.6

7.0 0.0

3.1 14.7

100.0 100.0 98.5 100.0 100.0 100.0 100.0

:13б.е ; 51.6 : 76.6 : 73.7 : 52.1 :11б.9 : 72.0

3.3 7.8

1.4 4.4 0.0 4.0 0.0

88.5 : 57.3 95.3 :109.8

97.2 100.0 95.1 86.0 95.7

: 58.6 -.122.1 : 24.1 : 88.4 : 28.4

14.7 3.2 0.0 4.9 0.0 1.8 0.0

100.0 100.0 10010 98.4 92.0 90.9 100.0

100.0 164.5 120.3 185.0 0.0 174.0 5.3

Среднее ; 26.6 : 96.3 : 62.5 : 11.0 : 99.8 г 82.8 : 2.8 г 94.4 : 63.9 : 3.7: 3?.? :107.0

Примечание. 1,2,3 - частота (X) предварительного прорастания зароднаей, каллусогвназа и регенерация (птносенне к числу клеточных линий), соответственно.

2

1к%>?сгшккческгя резака кппж куяьтш кзткеЯ шэд га щЛкпяв слвктра&юго

состава ссста

Бшай свет

: Оштгая часть спслп-ра

и п/п Сорт 1 : 2 3 4 : 1 2 : 3 : 4 1 2 : 3 4

1. Ск. св.4 : 89.4 5.3 1400.0:100.0 83.3 : 8.4 -.1375.0 36.4 75.0 : 0.0 487.5

2. Цая.20 92,3 : 50.0 25.0 345,8: 89.3 76.0 : 4.0 : 764.0 23.1 08.7 : 0.0 633.3

3. Бот. 2 83,3 : 40.0 20,0 250.0:100.0 73.3 : 6.7 : 820.0 11.1 0.0 : 50.0 0.0

4. Бгл.83 70,0 : 42.9 38.1 347.6: 65.5 57.3 : 10.5 : 512.1 15.6 0.0 : 49.9 0.0

3. Йзгт.81 ьз.7: 0.0 43.5 0.0: 34.4 17.6 : 35.3 : 52.9 0.0 0.0 : о.о 0.0

3. Бага 78.0: 27.3 43.5 54.5: 42.9 63.7 : 18.7 : 416.7 18.8 0.0 : 33.3. 0.0

7. Згр. 32.3 : 16.7 53.3 50.0: 92.8 38.0 : 20.0 : 178.0 3.4 0.0 :1С0.0 0.0

8. Рос. 27.8 : 0.0 20.0 0.0: 43.В 23.6 : о.о ; 23.6 11.1 0.0 : 0.0 0.0

9. йат.Ш) 68.8 : 18.2 0.0 230.4: £3.7 18.3 : 0.0 « : 90.9 • 0.0 0.0 : 0.0 0.0

Среяшэ 74.2 : 31.6 23.6 293.4: 77.5 50.з : и.з : 474.0 13.3 15.7 : 24.8 124.5

Нрас;па часть -спеэтра

1^аечшЕэ. 1.2,3,4 - частота Ш ивдшадм корфогеннах, з'^бркоадо-геиаоразогешпн, риз агентах шей и регснерещш растсшЛ (опшонка к числу цорфогенных лкний), соот-вэтствеш)

Таблица 6

Влияние генотипов и условий культивирования клеточных линий in vitro на жорфогенетическмг процессы и регенерация

Источник Д о Jj _3 B к л а Д' а, г

вариации йорфагеназ' Эибркоида- Ризогенез Регенерация

геиморязог. •

Генотипы 1 28.4 . 42.1 41.5 53.»7

2 13.2 52.5 59.j 52.1

3 15.8 56.9 24.2 ' 62.5

Среднее 1S.1 50.5 41.7 56.1

Условна 1 16.G 15.9 15.5 8.2

2 48,4 18.0 , 14.6 13.7

3 08.Э П.6 . 10,3. 10.8

Среднее 44.5 15.2 13.5 . 10.3

Взаиао- 1 44.8 28.4 . 28.8 35.3"

действие 2 31.7 22.1 18.0 32.1 -

ген.х усл.З П.2 . ' 18.9 18.5 19.7.

Среднее 29.2 23.1 -22.0 " 29.0

Случайное 1 10.3 ' 13.6 14.2 ' 10.9

. ' 2 6.7 7.4 .6.6 .2.1

3 4.1 12.fi 47.0 6.В

Среднее 7.0 - 11.2- 22.6 6.6 -

Примечание: 1,2,3 - условия культивирования эксплантов .и клеточных линий : химический и гормональной состав сред, качество света, соответственно.

Анализ доли вклада значимых факторов а обцув вариабельность признаков показал, что процессы дифференциации определявтся в больней степени качестзои света, гораональнш« составои среди л

взаимодействие» генотипов с химическими и гормональными особенностям среди (табл.6). Сравнение изученных условий культивирования каллдсных тканей показало, что спекральный состав света имеет наибольвее (68.9¡£) влияние на иорфогенетические процессы. Вторни по значении (48.42) являетеа гормональный состав среды. По влиянии на эибрнолдо-гемиориэогенние процесса и регенерации растений факторы изменчивости по доле их вклада ранжируются елв-дувциа образом: генотипы, взаимодействия и условия.

Однако, несиотря на значительный вклад генотип-средового взакнодействиа в изменчивость признаков, использование двухступенчатой схеии инкубации зкеплантоз (32—>26°С) н культивирование каллуеннх тканей на среде RÍÍ-64, дополненной горйонани 2.4-Д (1.9...3.2 ьхг/л) и кинетинои (О.5...1.9 ыг/л) под лаапаин с длиной воянн 550-550 ни позволяло получить в средней по генотипам аакеннальнуп регенераций.

3. Морообиологкческап характеристика растений-регенерантов.

Для использования сонакланальных вариантов в качестве исходного материала необходимо изучение их качественной и количественной кзненчивости в поколениях.

Яз 2233 регенерантов SC<641 растение С23.7%) имело Фенотипи-ческие откяонеяия от исходных сортов. Частота язиененних форк составила от 20 до 56.62, а количества варьнругзях признаков колебалось от 2 до 8 в зависимости ог денэрного сорта. Частота и спектр изменчивости специфичны для каздпго сорта. Анализ 454 регенерантов пяти сортов по хозяйствснно-важина признакам показал, что накненьией вариабельностью характеризуется соиаклонк сортов Бот.2 и Зар. Регеиерантн сортов Ск., 1н. и Сп., напротив, обнаружили вкрокув изменчивость по ссеа изучекшга пара&етрак.

Основной задачей селекции являэтея погзазэштг дрозайностк.Ес решения подчинена neo проб леки.

С цельв отбора продуктивнях соиакгоиов провеет тестирование SC2- SC*, по злеиентам структура уровая. 83.Зг всая изучению: образцов существенно отличались от ксхедизго сорта по одвоку плк несколыпга признака». По отдельно тестгфуекощ! признаку бэлыта-стзо (5E.1-84.4Z) линяй сходно с дс.чоршмя сортаси (табя.?). Сн-рокув кзиенчивость обнаружили сояакконл сорта Ск. 5ояьвая часть

Таблица ?

Распределение сокаклоналышх линий по элементам структуры урожая и высоте растений

Исходный сорт Высота растений.см Злененти структуры у р о в а а

об?ая : продуктивная : длина главного: число колосков кустистость, гт¡кустистость, вт: колоса, сн ¡главного колоса,вт число зерен пивного колоса,вт

1:2:3 1 ; 2 3:1:2:3:1:2:3:1 , • * » • ♦ • » 2 3 1 : 2 3

Ск. БСг89г Алт.50 5Сг8Эг Вот.2 5С£-83г Цел.60 5Сг-89г Ск. ' $Сц-90г Цел.20 БС2-90г Вега БСз-ЗОг Ск. 5С4-90г 12.3: 82.3:14.3 0: 58.3:41.7 0: 87.5:12.5 0:100.0: о 21,4: 75.0: 3.6 58.6: 41.4: о 16.7: 83.3: о Ю.7: 72.9:10.4 20.0: 80.0 4.2: 62.5 0:100.0 0:100.0 14,3: 85,7 55,2: 44.8 16.7: 66.6 0:100.0 0:14.3: 81.4:4.3 :34.3: 67.5: 0:42.9 зз.з: 0: 75.0:25.0: 0: 41.7:58.3: о 0: 0: 75.0:25.0: 0:100.0: 0: о о: 0:100.0: 0:20.0: ео.о: о: о 0:14,3: Ю.7: 0:25.0: 71.4: 3.6:32.1 0:65.6: 34.5: 0: 0: 36.6: 3.4: 3.4 16.7:16.7: 83.3: 0: 0: 1С,7:83,3: 0 . 0: 0: 97.9: 2.1: 8.3: 87.5: 4.2:14.0 57.1 45.8 100.0 100.0 67.9 75.9 16.7 81.2 0 54.2 0 0 0 20.7 83.3 4.2 17.1 : 02,3 0 : зз.з 25.0 : 75.0 о :Ю0.0 зз.з : ео.? 0 : В9.7 18.7 : зз.з 22,9 : 72,9 0 60.7 0 0 0 10.3. 50.0 4.2

Срелнее 15.8: 75.2: 9.1 13,8: 73.9 6.3:13.3: 79.1: 7.0:11.0: 70.0:13.0:11.0 68.1 20.3 15.1 : 63.5 16.4

л 7 С o;®FEîr-:a )

3 л a a s н т u с т р у к т у р U у р о а а я

часло гашнз&а зта- <KCJ3 2tps;i ВТ0р1Г4- с:с£Э зерен : шсса sepra •¿жеа 3bpi3 шсса 1000 :

радш: колзеыя, ¡л iza isjjnehea. ¡л растения. иг : главного кошеа, г растетш.г зерен

i : 2 • 3 1 : 2 3 1 2 3:1:2 3 1:2:3 1:2: з :

_ ; _ _ 14.3 : eo.o 5.7 12.9 87.1 0: 11.4 : 88.6 0 44.3: 55.7: 0 Ю.о: 78.6: 11.4:

: - - 0 : 41.7 58.3 0 62.5 37.5: о : 51.2 45.3 0: 37.5: 02.5 о: 91.7: 8.3:

- : - - o :íG3.o 0 0 100.0 о: о :юо.о 0 0: 67.5: 12.5 0: 75.0: 25.0:

- : - - o :íC3.o 0 0 100.0 о: о :юо.о 0 0:100.0: о 0:100.0: о:

14.3 : BZ.i 3.0 10.7 : вз.з 0 17.9 02.1 0: 7.1 : 32.3 0 17.9: 82.1: 0 7.1: 64.3: 28.6:

53.9 : 31.0 0 02.0 : 37.9 0 31.9 00.9 0: 41.4 : 58.6 0 13.8: 79.3: 6.9 17.2: 82.8: 0:

о : 93.3 10.7 о : ез.з 10.7 0 G3.3 16.7: о : 50.0 50.0 0: 68.7: 33.3 0:100.0: 0:

4.2 : S3.8 0 2.1 : 37.9 0 4.2 93.7 2.1: 2.1 : 35.3 2.1 10,4: 85.4: 4.2 Ю.4: 85.4: 4.2:

21.9 ; 73.1 5.0 11.1 : 78.8 10.1 8.3 84.7 • » 7.0: 7.8 : 80.0 12.2 10.8: 74.3: 14.9 5.6: 84.?; 9.7:

ПрагечэЕэ : 1,2,3 - 'e¡ob cosaiixaiioa ,сг:л, taes^oc урооеиь щязншя прзвосхсддзй, рагяшЯ и устугсшгй £Ci®piiOJ сорту, СООТВ8ТСТБС12О,

линий сортов Алт.50, Бот.2, Цел.60 и Бега не отличалась от-родительских фора или уступали нн по уровни признаков.

В среднем 75.2Z линий ииеат высоту равнуа исходному сорту (табл.7). Сомаклональннх вариантов, превосходящих стандарт по данному признаку получено больше (15.8%), чей уступавших ену (9.Ш.

Вариабельность по признаку "период всяодя-колоиение" у 43.12 сомаклонов находится в пределах фенотипической изиенчнвости исходных фори. 9 сортов йлт.50, Цел.60, Бот.2 и Вега не получено линий с более коротким меафазным периодом. 47.57. вариантов на 13 дня превосходят донорнне сорта по анализируемому признаку. Значительным разнообразием отличазтся линии сорта Ск., среди которых имеются Фораы, как превосходящие, так и уступавшие исходному генотипу по длине аеафазного периода.

На инфекционная фонах по бурой и стеблевой рвавчине проанализировано более 1300 линий 13-ти сортов Т. aestivaa. Б результате оценки выделено 4 устойчивых формы. Повторная оценка подтвердила их устойчивость к фитопатогенаи.

ВЫВОДЫ

1. Среди 15гти сортов ыягкой яровой пвеници выявлен полиморфизм по способности к каллусо-, иорфогенезу и регенерации растений в культуре In vitro.

2. Частота морфогенеза не соответствует частоте регенерации растений. Снизение регенерациокних способностей обусловлено значительной (80.22) частотой формирования ркзогеникх структур.

3. Анализ сходства в изменчивости образовательных процессов In vitro позволил выявить их соподчиненность и автономность. Установлена полоаительная корреляция эибриоидо-гейиоризогенеза и регенерации растений, что, вероятно, свидетельствует о существовании обцей генетической система, контролируззгзей эти особенности. йеаду ризогенезом и регенерацией существует обратная взаимосвязь. Сопрязснность каллусо- и морфогенеза отсутствует.

4. Реализация иорфогенетнческого потенциала клеточных линий определяется влнзниси условий их культивирования. Определены условия внрачиваниа донорннх растений, соотноаенис и концентрации гормонов, уроиень термического фактора, а такае спектральный сас-

таа света, оаидаемкй аддитивный эСФвкт которых в средней для набора генотипов составляет 1.9 раза.

5. По доле вклада в изменчивость частота морфогенеза изученные факторы ранкируптся сдедувчии образок: качество света, гормональный состав среды, взаимодействие генотипов с химическими и гориональныии особенностями средн. В противоположность зтоку, влияние, условий на змбрноидо-геиноризогенез, ризогенез и реге -иерацив растений кишшалъно; определяпт изменчивость названная этапов разнообразие генотипов и "генотип-средовне взаимодействия.

6. Среди регенерантов 5С2- БС^ наблпдаптся оории как суцест-венпо превосходядяе исходный сорт, так и уступапцка ему по хозяйственно - биологическим признакам. Установлена возиосность отбора соиаклонрв,. устойчивых к бурой и стеблевой риавчина.

По материаыыдиссертации опубликованы следусгсле работа:

1. Никитина Е.Д., Коваяьчук Б.В. Особенности каллусообразова-ния и регенерации растений в культура незрелых зародыяей //Селекция и генетика на Алтае : Сб. науч. тр. / ВАСХНКй. Скб. отд-кяе. ЙЙЙЙЗиС. -Новосибирск, 1990. -С. 24-31.

•2. Никитина Е.Д. Роль физических факторов в реализаций короо-генетнческого потенциала клеточных культур Т. аегШиа // П Российский симпозиум. Иовае метода биотехнология растений : Тез. докл. -Пуцино, 1993. -С. 153.