CC BY
25
УДК 581.331.2; 575.224
ХАРАКТЕРИСТИКА МУЖСКОГО ГАМЕТОФИТА МУТАНТА NICOT1ANA TABACUML. С УВЕЛИЧЕННЫМ ЧИСЛОМ ЭЛЕМЕНТОВ В ЗАРОДЫШЕВЫХ МЕШКАХ
A.IO. Колесова, НЛО. Николаева. Н.Х. Нналеева Саратовский государственный университет им. Н.Г Чернышевского
Основной подход к решению проблемы генетической регуляции систем размножения растений состоит в поиске мутаций, затрагивающих отдельные признаки генеративной сферы, создании коллекций му тантов и последующем их сравнительном анализе. В отделе генетики и цитологии Ботанического сада СГУ у Nicotiana tabacum L. с использованием методов культуры изолированных пыльников и рентгеновского облучения получен ряд форм с нарушениями в строении женского и мужского гаметофитов (Enalceva, 1992; Еналеева, 2000). Одна из таких форм характеризуется образованием аномальных зародышевых мешков (ЗМ), среди которых преобладают ЗМ с увеличенным числом клеток (более 7). Было установлено, что данный признак передается из поколения и поколение, при этом частота его проявления у разных растений варьирует от 0 до 72%. Линия, полученная на основе этого мутанта, была обозначена как СТ-27/4.
Цель настоящей работы заключалась в цитологическом исследовании мужского гаметофита у растений данной линии.
Материал и методы
Объектом исследования служили 20 растений линии СГ-27/4, выращенные на экспериментальном участке Ботанического сада. Предварительно было установлено, что общий процент аномальных ЗМ у отдельных растений исследованной выборки варьирует от 0 до 55, а процент многоядерных от 0 до 48. В момент массового цветения растений зрелые пыльники перед растрескиванием фиксировали в ацетоалкоголе (1:3). Для каждого растения готовили ацетокарминовые препараты пыльцы из трех пыльников и анализировали по 300 пыльцевых зерен (ПЗ). Диаметр ПЗ (по 100 морфологически нормальных 113 для каждого растения) измеряли окуляр-микрометром. Статистическую обработку данных проводили с помощью программы Excel для Windows.
Результаты
Проведенный цитологически анализ пыльников выявил наличие аномальных ГГЗ; их частота у разных растений варьировала от 1,7 до 43.3%. В группе 10 растений с высокой частотой нарушений (более 20%) проведен качественный анализ пыльцы. Установлено, что аномальные 113 представлены двуклеточными недоразвитыми, одноядерными и пустыми ПЗ (рис.1). У большинства растений среди аномальной пыльцы преобладали двуклеточные недоразвитые ПЗ (3- 31% от общего числа Г13) (рис.2). Они отличались от
морфологически нормальных ПЗ меньшими размерами, слабой окраской цитоплазмы и формой генеративного ядра (рис.2). В отличие от морфологически нормальных ПЗ с интенсивно окрашенным генеративным ядром веретеновидной формы, в двуклеточных недоразвитых 113 генеративное ядро имело округлую, овальную или эллиптическую форму. Частота одноядерных ПЗ у изученных растений варьировала от 2 до 20%, частота пустых ПЗ - от 2 до 7%.
В результате измерения морфологически нормальной пыльцы установлено, что средний размер ПЗ у разных растений варьирует от 28,6 до 33,1 мкм. Статистический анализ с использованием критерия Сгьюдента не выявил достоверных различий между растениями по размеру ПЗ.
На рисунке 3 представлены данные по частотам аномальных ЗМ и ПЗ в исследованной выборке растений. Сопоставление уровней аномалий в мужской и женской генеративных сферах одних и тех же растений выявило наличие тесной связи между этими показателями. Коэффициент корреляции между частотами аномальных ЗМ и ПЗ составил 0,9. Очевидно, изучаемая мутация влияет на процесс развития мужского гаметофита, вызывая остановку развития ПЗ на одно-двуядерпых стадиях.
0 —]-1-1-1-1-1-'-г-1-М--'-г'--, -
123456789 10 Отдельные растения
□ морфологически нормальные ПЗ ЕВ двуклеточиые недоразвитые 113
□ одноядерные ПЗ ■ пустые ПЗ
Рис. 1. Соотношение разных танов пыльцевых .зерен у растений линии СГ-27/4.
щ
щ
а
^ 9 Щ- ф;
I ■ ф # $
Ж:
•ТО*
.'«Г
1'НС - Пыльца растений линии С I' ?УА»: п. о пыльца раосний с ннчкон и высокой часкламп аномалий (общий вид); в морфологически нормальное ИЗ: г дауклегочное недоразвитое ПЗ: л одноядерное 113; пустое Г13.
60
— ЗМ с увеличенным числом клеток--Аномальные ВМ (всех типов)
■• Аномальные ПЗ
I1:!.. .. Соотношение аномалии и мужской и женской юаиршшшых сферах у растений лшши С! 27/4.
Таким образом, данную мутацию, подобно ранее описанным гаметофитиым мутациям табака (Колесова, Еналеена, 2001) и ряда других видов (Drews et al., 1998), можно отнести к группе мутаций, проявляющихся как в женской, так и в мужской генеративных сферах.
Литература
Еналеева Н.Х. Внутривидовая изменчивость зародышевых мешков покрытосеменных растений: теоретические и прикладные аспекты (на примере Nicotiana tabacum L.): Автореф. дис.....д-ра биол. наук. С.-Пб., 2000. 41 с.
Еналеева Н.Х.., Тырнов B.C., Хохлов С.С. Выделение зародышевых мешков покрытосеменных растений путем мацерации тканей И Цитология и генетика. 1972. Т. Ь, № 5. С 439-441.
Колесова А.Ю.. Еналеева Н.Х. Состояние мужского гаметофита у мутантов Nicotiana tabacum L. с уменьшенным числом элементов в зародышевых мешках // Известия СГУ. Серия биологическая. Вып. специальный. 2001. С. 184-189.
Drews G.N., Lee D., Christensen С. A. Genetic analysis of female gametophyte development and function // Plant Cell. 1998. Vol. 10. P. 5-17.
Erialccva N.Kh. Experimental production of gametophyte mutants//In: Proc. Of the XI intern, symp. Embryology and seed reproduction. St.Petersburg "Nauka". 1992. P. 143-144.
УДК 581.143.6: 582.765.2
МОРФОГЕНЕЗ В КУЛЬТУРЕ СОМАТИЧЕСКИХ ТКАНЕЙ СКУМПИИ
СЛ. Тимофеева
Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского, г. Саратов
Скумпия дубильная (Cotimisadans coqqiqria Scop.) из сем. Сум аховые (Anacardiciceae Lindl) является одной из перспективных культур для городского озеленения, что обусловлено сочетанием высокой декоративности па протяжении всей вегетации с неприхотливостью к условиям выращивания. Кроме того, скумпия используется для получения ценного медицинского препарата танина, эфирного масла, красителей для кожи и шерсти (Колесников, ¡974).
Несмотря на столь привлекательные хозяйственно-ценные признаки, скумпия является мало распространенной культурой в Саратовской области. Интродукция и дальнейшее распространение скумпии затруднены низким коэффициентом размножения традиционными методами. Семена характеризуются низкой всхожестью, а размножение черенками строго ограничено стадией онтогенеза.
Использование методов культуры клеток и тканей дает возможность преодолеть подобные ограничения. В этой связи нами были начаты работы по изучению морфогенетического потенциала различных органов и тканей и
