CC BY
31
УДК 581.331.2 » 5X1.165.1
ХАРАКТЕРИСТИКА 11ЫЛЫДЫ ЛИНИИ КУКУРУЗЫ. СКЛОННОЙ К I АПЛОИДНОМУ ПАРТЬНОГЕЬШЗУ
В.В. Тшовсц. О.В. Силорова ( аратоискии государственны и университет им П. Г Чернышевского
Наследственная предрасположенность к апомиксису во многих случаях коррелирует с дефектностью пыльцы, и на этом в значительной степени основан антмофологичесю-й метод предварительной диагностики апомиктичного способа размножения растений (Хохлов и др. 1978; Куприянов, 1989). Как известно. апомиктичные виды часто являются полиплоидами (Хохлов, 1967). полому нельзя исключать роль именно этого фактора в снижении фертильности пыльцы у апомиктов. Экспериментально полученная линия кукурузы А'Г-1 и производная от нес линия АТ-3 характеризуются устойчивым проявлением )лемснтов апомиксиса партеногенеза и автономного развития эндосперма ( Гырнов, Ьналссва. 1983: Еналеева. Тырнов. 1994; Титовсц и др., 2001; ТкоуДО . 2001), при этом они является диплоидными. В связи с этим данный материал представляет интерес для выяснения вопроса о взаимосвязи степени дефектности пыльцы (СДП) и партеногенеза у диплоидов. И работе приведены результант анализа зрелых пыльцевых зерен у растений линии АТ-3, у которой частота возникновения апомиктичпых зародышей варьирует от 3 до 27% ( Титовеи и др., 2001), контрольны* линий и гибрида АТ-3 с контрольной линией.
Материал и методика
И качестве материала использовали выборки из 10-20 растений разных форм: партеногенетической линии АТ-3, линий Тестер Мангельсдорфа (ТМ) и I (урпурная. у которых партеногенез не зарегистрирован, а также г ибрида ТМ х АТ-3. Для каждого растения исследовали смесь пыльцы, полученную путем встряхивания метелки в момент цветения. Пыльцу фиксировали в аиетоалкороле (1:3), обрабатывали йодистым калием и под микроскопом подсчитывали процент дефектных среди 100 исследованных пыльцевых зерен. Фотографирование проводили с помощью микрофотоиасадки Ясинка при увеличении -10x10.
Результаты и обсуждение
При микроскопическом анализе пыльцы установлено, что большая часть пыльцевых зерен всех исследованных растений была интенсивно окрашенной (Рис. 1а ). то есть, нормальной. К числу дефектных нами отнесены пыльцевые зерна недоразвитые, пустые (Рис.1 б ), а также частично выполненные, слабо-окрашенные с признаками плазмолиза (Рис.1 в).
У рас гений одной из контрольных линий Пурпурной СДП оказалась незначительной и не превышала 6%. У второй контрольной линии ТМ значение СДП варьировало в диапазоне от 0 до 16%. У линии АТ-3 вариации СДП составляли от 1 до 17%, а у гибридов ТМ х АТ-3 ог 0 до 4% ( Таблица).
Соотношение растений с разной СДП в исследованных выборках растении четырех вариантов (Рис. 2) покачало, что > линий Пурпурной. ТМ и гибрида преобладают формы с пониженной дефектностью пыльны (ог 0 доЗ%). а > ЛТ-3 примерно равновероятно встречаются растения с частотами СДП от О доЗ%. от 4 до 7%. от X до 11% и от 12 до 15%.
Полученные результаты дают основание заключить, что у значительной части растений линии АТ-3 (у 5 из 20 исследованных) количественная
Рис 1. Пыльцевые зерна исследованных форм кукурузы: а нормальные, б пустые, в - слабоокрашенное плазмолизированное (указано стрелкой).
С'юиснь .тсфекиинли пыльцы (%)> растений рачных вариантов
ОН. "•. у фо^м
р. К'/спич Пурпх'рнйя I гм | А.1-3 | ГМхЛТ-?
1 т I 4 0
2 4 4 0
} 5 Я 12 1
4 2 II 1
5 > (I II 4
6 и П 4 1
7 ■> 16 .1 II
К I 2 15 1
У I 7 К) 4
10 I 0 5 1
II 0 14 1
12 »3 3 > 2 1 1 1
14 15 2 и 4 1 5 4
16 ) 1? 1
17 2 15 1
IX I 10 2
1»> 2 2 1
20 6 10
Ш Из
12-15 16--19
■ Пурпурная В ТМ Ш ЛТ 3 □ ТМхАТЗ
Рис. 2- Распределение растений разных вариантов по степени дефектности пыльцы
выраженность аномальных пыльцевых зерен превышает пороге 11%, «по согласно существующим представлениям (Куприянов. Жолобова, 1975; Хохлов и др.. I978) позволяет оценивать пыльцу данных растений как дефектную.
Однако на вопрос о том, обусловлена ли дефектность пыльцы в этом случае проявлением элементов апомиксиса у линии АТ-3, пока не представляется возможным ответить однозначно. Во-первых, близкие результаты получены у контрольной линии ТМ (СДГ1 свыше ! 1% зарегистрирована у 2 из 10 исследованных растении), а у данной формы ни разу не был обнаружен партеногенез (Нналеева, I ырнов, 1995). Во- вторых, у гибрида ТМ х АТ-3 у всех 20 растений пыльца оказалась высокофертильной и СДП не превышала 4%. Согласно же ранее полученным данным гибриды между ТМ и партеногенетиче-ской линией AT характеризуются проявлением автономного эмбриогенеза в среднем с частотой 8,5% (Еналеева. Тырнов. 1995). Все это не исключает того, что состояние пыльцы и способность к апомиктичному развитию у кукурузы контролируются независимо.
Работа выполнена при поддержке РФФИ (№ 01-04-49385).
Литература
Еналеева И.Х., I ырнов B.C. Цитологическое проявление элементов апомиксиса у линии АТ-1 л ее гибридов И Лиомиксис у растений: состояние проблемы и перспективы исследований. Труды Междунар. симпоз.- Саратов, 1994.- С. 57-59.
Куприянов П.Г. Диагностика систем семенного размножения в популяциях цветковых растений. Пзд-во Саратовского ун-та. - 1989.- 160 с.
Куприянов I I.Г., Жолобова В.Г. Уточнение понятий нормальная и дефектная пыльца в антморфологическом методе// Апомиксис и цитэмбриология растений. Изд-во Саратовского ун-та. 1983. вып. 3. - С. 47-52
1итовеп В.В., Еналеева Н.Х., Тырнов B.C. Цитоэмбриологическое проявление элементов апомиксиса у линии кукурузы А1-3. 2001 (В печати)
1ырнов B.C., Еналеева Н.Х. Автономное развитие зародыша и эндосперма У кукурузы // Докл. АН СССР.- 1983.- 272. - N 3.- С. 722-725.
Хохлов С.С. Апомиксис: классификация и распространение у покрытосеменных растений// Успехи современной генетики. - М: Наука.- 1967,- Вып.1. -С 43-105.
Хохлов С.С., Зайцева М.И., Куприянов 11.Г. Выявление апомиктичиых форм во флоре цветковых растений СССР. Программа, методика, результаты. Саратов. Изд-во Саратовскою ун-та.- 1978. - 224 с.
L па lee va N. ICli., Tyrnov V.S. Cytological investigation of apomixis in А T-I plants of corn// Maize Genetics Cooperation. Newsletter.- 1997.-71-P. 74-75.
Titovets V.V. Cytogenetical investigation of parthenogenetical maize line А Г-3// Intern, apomixis conference APO 2001. Como. Italy. 2001.- P. 131.
УДК 575.224.234
MИКСОПЛОИДИЯ В ПОТОМСТВЕ ПОЛИГАПЛОИДА НЕГРИТЯНСКОГО СОРГО
М.И. Цвегова
Научно-жсиедовательский институт сельского хозяйства Юго-Востока
Постоянство числа хромосом важнейшее свойство высших организмов, обеспечивающее передачу ¡енегической информации в ряду поколений. Вместе с тем у растений как в дифференцированных тканях, так и в меристемах нередко имеются клетки с отклоняющимися числами хромосом. Наличие в меристе-матических тканях клеюк с различными числами хромосом получило название миксоплоидия (Nemec, 1910) и отмечено в корешках, в верхушечных конусах нарастания, среди материнских клеток микроспор у многих культурных и дикорастущих растений (Кунах, 1980).
Безусловно, наибольшее значение имеют изменения чисел хромосом в клетках зародышевого пути, так как при этом возникает огличиос от родителей потомство. Разные авторы термином "миксоплоидия" обозначают два разных цитогенетических явления: наличие в тканях растения клеток с числами хромосом, составляющими анеуплоидные ряды, либо клеток разных уровней плоид-ности. В данной работе были выявлены растения, имеющие ткани с различными, но кратными основному числами хромосом.
И литературе описаны растения, у которых в отдельных клетках или побегах произошло спонтанное удвоение хромосомного набора (Muntzing, Prak-ken, 1041; Prakash et al., 1988; Rao, Nirmala, 1986). Изредка встречаются растения, у которых наблюдаются клетки с редуцированным числом хромосом <Rao, Nirmala, 1986; Малецкий, Малецкая, 1996; Raman, Krishnaswami, 1955).
Мы обнаружили изменения уровня плоидности в потомстве индуцированного колхиципироьанием аутотстраплоида сорго. К настоящему времени имеются немногочисленные сообщения о цитогенетической нестабильности в меристематических и спорогениых тканях в потомстве тетраплоидов, полученных с применением колхицина (Петрушина, 1975; Щербак, 1982).
