Научная статья на тему 'Частота и типы нарушений митоза сортов кориандра'

Частота и типы нарушений митоза сортов кориандра Текст научной статьи по специальности «Агробиотехнологии»

CC BY
150
45
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по агробиотехнологии, автор научной работы — Мошненко Е. В., Немце-петровский В. С.

The data about studying of mitosis stability at six coriander varieties are presented. Four types of a regular lagging of chromosomes at mitosis are allocated: short metacentric, average submetacentric, long metacentric and long metacentric chromosomes with the satellite. It is established raised (up to 2.97 %) frequency of mitosis disturbance in the form of chromosome lagging and delay in a metaphase. We assumed that spontaneous recombinogenesis changes of separate traits in progeny of coriander forms with mitotic disturbance presence were possible.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по агробиотехнологии , автор научной работы — Мошненко Е. В., Немце-петровский В. С.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Frequency and types of mitosis disturbance at coriander varieties

The data about studying of mitosis stability at six coriander varieties are presented. Four types of a regular lagging of chromosomes at mitosis are allocated: short metacentric, average submetacentric, long metacentric and long metacentric chromosomes with the satellite. It is established raised (up to 2.97 %) frequency of mitosis disturbance in the form of chromosome lagging and delay in a metaphase. We assumed that spontaneous recombinogenesis changes of separate traits in progeny of coriander forms with mitotic disturbance presence were possible.

Текст научной работы на тему «Частота и типы нарушений митоза сортов кориандра»

Е. В. Мошненко,

кандидат биологических наук ВНИИ масличных культур

В. А. Немце-Петровский,

соискатель

Алексеевская ОС ВНИИМК ЧАСТОТА И ТИПЫ НАРУШЕНИЙ МИТОЗА СОРТОВ КОРИАНДРА

УДК 635.751:581.811

Введение. Основным методом создания исходного материала для селекции кориандра является внутривидовая гибридизация. Однако селекционная работа с этой культурой как в России, так и во всём мире базируется на сравнительно ограниченном исходном материале, преимущественно на ранее созданных сортах. Поэтому необходимо искать новые источники и методы для создания новых сортов кориандра с селекционно ценными признаками [6, 2, 7, 4].

На наш взгляд, одним из таких методов может быть отбор растений кориандра с частичной стерильностью и дальнейшим их использованием в практической работе. Ранее в наших работах на сое было отмечено, что отдельные формы растений с признаками частичной стерильности могут иметь естественные мутации на эуплоидном и полиплоидном уровне. При этом выделяемые спонтанные рекомбинанты могут быть использованы в практической работе по дальнейшему расширению полиморфизма признаков на основе разработанной во ВНИИМК теории полиплоидной рекомбинации генома [1, 3].

Количество работ в мире, посвящённых исследованию хромосом кориандра, крайне ограниченно. В одной из последних работ, выполненной индийскими исследователями Das и Mallick [8], впервые было установлено, что формулы кариотипов отдельных сортов кориандра могут отличаться друг от друга. Это, по мнению авторов, может указывать на существование определённого механизма микроэволюционных структурных изменений хромосом у этого вида.

Известные факты эпизодического формирования в посевах кориандра отдельных полустерильных и стерильных растений с нестабильными морфозами отдельных элементов вегетативной и тератами генеративной сферы. В связи с этим нами была выдвинута гипотеза, объясняющая пониженную фертильность цветков у кориандра хромосомными мутациями и возможными нарушениями при расхождении таких хромосом в мейозе и митозе. С целью проверки вышеизложенной гипотезы нами была проведена сравнительная оценка частоты и характера нарушения в митозе наиболее распространённых в России и перспективных сортов кори-

андра.

Материал и методы. Цитогенетические исследования стабильности митоза проводили на 6 сортах кориандра: Янтарь, А-1366, А-190, А-413, А-1031 и ЭВА-1. Подсчёт и оценку нормальности прохождения стадии митоза проводили в апикальных частях корешков длинной от 0,3 до 0,5 мм у 25 проростков каждого сорта при увеличении х500-1000.

При приготовлении и окрашивании временных давленых препаратов, а также при определении морфологии хромосом использовали адаптированные нами для кориандра стандартные методики в изложении Паушевой [5].

Результаты и обсуждение. При исследовании митоза в апикальных частях корешков практически у всех изучаемых сортов кориандра были обнаружены отставания, как отдельных хромосом, так и их ассоциаций. Общее число исследованных клеток составило 15316 шт., из них клеток с нарушениями обнаружено 339 шт.

Как следует из данных, представленных в таблице, доля нарушений в митозе отличалась у различных сортов Наибольшее количество нарушений в виде аномалий в митозе наблюдалось у сорта ЭВА-1 и Янтарь, на стадии метафазы достигавшее 1,60 и 1,56 % от общего количества наблюдаемых клеток соответственно. Наиболее стабильным оказался митоз у мутантной линии Л-1031 - 0,88 %.

На стадии анафазы наибольшее количество отставаний и хроматидных мостов было обнаружено у сорта А-1366 - 1,39 %. Близкие значения частоты встречаемости аномалий - 1,37 % также были обнаружены у сорта ЭВА-1.

Всего доля клеток с нарушениями в митозе варьировала от 1,59 % у сорта А-1031 до 2,97 % у сорта ЭВА-1, вероятно в силу выведения этого сорта методом химического мутагенеза.

Основные типы нарушений митоза представляли собой отставания одной или нескольких хромосом в анафазе и метафазе, а также в образование хроматид-ных мостов в анафазе между не полностью гомологичными хромосомами (рис. 1).

На рисунке 1а и б представлены аномалии ме-тафаз в виде хромосом, расположенных в цитоплазме вне основного массива хромосом.

Таблица - Частота нарушений в митозе сортов кориандра

ВНИИМК, 2007 г.

Сорт Общее число исследованных клеток, шт. Всего нормально делящихся клеток, шт. Нарушения в митозе, % Всего нарушений в митозе, %

метафаза анна-фаза

Янтарь 2571 2503 1,56 1,09 2,64

А-1366 1872 1827 1,01 1,39 2,40

А-190 3091 3021 1,26 1,00 2,26

А-413 2954 2899 1,29 0,57 1,86

ЭВА-1 1748 1696 1,60 1,37 2,97

Л-1031 3080 3031 0,88 0,71 1,59

отставшие хромосомы расположены вне ядра и впоследствии безвозвратно элиминируются. Такие клетки становятся анеуплоидными и имеют не 22, а 21 хромосому (рис . 2).

В случае аномального прохождения анафаз отдельные отстающие хромосомы также располагались вне основного массива хромосом. В этой же фазе митоза наблюдали образование хроматидных мостов (см. рис. 1в и г).

в г

Рисунок 1 - Характер митотических нарушений у кориандра

на стадии метафазы и анафазы хЮОО а - аномальная метафаза, сорт Янтарь; б - аномальная метафаза, сорт ЭВА-1 в - аномальная анафаза, сорт ЭВА-1; г - аномальная анафаза, сорт А-413; (стрелками показаны отстающие хромосомы и хроматидный мост)

Особым случаем, обнаруженным только у сорта ЭВА-1, является наличие обособленных хромосом на завершающем этапе митоза - в телофазе. В этой фазе

Рисунок 2 - Формирование анеуплоидных

соматических клеток за счёт потери хромосом в телофазе митоза у сорта ЭВА-1

(стрелками показаны хромосомы за пределами ядра)

Цитогенетический анализ показал, что обособляющиеся и отстающие в митозе хромосомы были специфичны практически для каждого сорта и отличались друг от друга линейными размерами и их пространственной ориентацией в объёме клетки.

Нашими исследованиями обнаружено 4 морфологических типа регулярно отстающих хромосом: длинная метацентриче-ская хромосома со спутником, длинная метацентрическая, средняя субметацентрическая и короткая метацентрическая хромосомы.

Выводы. В результате проведённых цитогенетических исследований у всех 6-ти сортов кориандра было обнаружено нарушение митоза в виде отставаний отдельных хромосом или их ассоциаций в метафазе и анафазе.

Общее число нарушений в митозе кориандра варьировало от 1,59 до 2,97 %. Наибольшее суммарное количество нарушений, достигающее 2,97 %, было обнаружено у сорта ЭВА-1.

Обособляющиеся и отстающие в митозе хромосо-

б

а

мы были специфичны практически для каждого сорта и отличались друг от друга линейными размерами и их пространственной ориентацией в объёме клетки. Предварительно выделены четыре различных типа регулярно отстающих хромосом: длинная метацен-трическая со спутником, длинная метацентриче-ская, средняя субметацентрическая и короткая метацентрическая хромосомы.

Представленные митотические нарушения свидетельствуют о наличии хромосомных мутаций, которые в мейозе могут привести к спонтанным ре-комбиногенным изменениям отдельных признаков в потомстве.

Литература

1. Зеленцов С. В., Мошненко Е. В. Явление естественной полиплоидизации у культурной сои G. max (L.) Merrill // Науч.-техн. бюллетень ВНИИМК. - 2002. - Вып. 127. - С. 3-6.

2. Мироненко И. М. Алексеевская опытная станция // История научных исследований во

ВНИИМКе за 90 лет. - Краснодар, 2003. - С. 389398.

3. Мошненко Е. В. Морфологическая классификация форм сои с пониженной фертильностью // Сб.: «Актуальные вопросы селекции, технологии и переработки масличных культур». - Краснодар, 2005. - С. 111-114.

4. Немце-Петровский В. А. О возможности создания высокоэфиромасличных сортов кориандра // Масличные Культуры. Науч.-техн. бюллетень ВНИИМК. - 2006. - Вып. 2 (135). - С. 153-155.

5. Паушева З. П. Практикум по цитологии растений. - М.: Агропромиздат, 1988. - С. 53-117.

6. Селекция эфиромасличных культур. Методические указания. / Под. ред.: А. И. Аринштейн. - Симферополь, 1977. - 56 с.

7. Числова Л. С., Самофал П. С. Перспективы селекции кориандра в ЦЧР. - Белгород: Белгородский агромир, 2004. - № 2 (14). - С. 27-28.

8. Das A. and R. Mallick. Karyotype analysis in different varieties of Coriandrum sativum L. // Current Science. - India, 1989. - Vol. 58. - N. 2. - P. 73-74.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.