CC BY
29
УДК 634.22:576.356.5.:576.354.4 Н. Г. Горбачева, к.с.-х.н.
170
ЛБТВНИИСПК VNIISPK ANNIVERSARY
SINCE 1845
ФГБНУ ВНИИ селекции плодовых культур, Россия, Орел, mfo@vniispk.ru
микроспорогенез у гексаплоидного отдаленного гибрида вч-89-95-48
Аннотация
На основе анализа микроспорогенеза гексаплоидного отдаленного гибрида вишни с черемухой ВЧ-89-95-48 установлено, что процент нарушений варьирует от 13,5 до 56,3%, в зависимости от стадии мейоза. Гетеротипическое деление характеризуется более высоким процентом нарушений, чем гомеотипическое деление. На заключительных стадиях мейоза помимо правильных тетрад (77,8%) формируются спорады с аномальным числом микроспор (диады, триады, пентады, гексады). Формирование диад свидетельствует о возможности гибрида продуцировать не только триплоидную пыльцу, но и гексаплоидную. При скрещивании гексаплоидов с диплоидами следует ожидать высокий выход тетраплоидных гибридов.
Ключевые слова: вишня, отдаленная гибридизация, селекция, микроспорогенез
UDC 634.22:576.356.5.:576.354.4
N. G. Gorbacheva, candidate of agricultural sciences
Russian Research Institute of Fruit Crop Breeding, Russia, Orel, info@vniispk.ru
Microsporogenesis in hexaploid remote hybrid VCh-89-95-48
Abstract
On the basis of analysis of microsporogenesis of hexaploid remote hybrid VCh-89-95-48 it has been determined that a percent of disorders varies from 13,5% to 56,3% depending on a stage of meiosis. Heterotypic division is characterized by a higher percent of disorders than homeotypic division. At the final stages of meiosis, sporades with abnormal number of microspores (dyads, triads, pentads and hexads) are formed besides correct tetrads (77,8%). The formation of dyads is evidence of ability of a hybrid to produce not only triploid pollen but also hexaploid pollen. High output of tetraploid hybrids should be expected when crossing hexaploids with diploids.
Key words: sour cherry, remote hybridization, breeding, microsporogenesis
Введение
Отдаленная гибридизация растений тесно связана с изменением плоидности получаемых гибридов [1, 2]. Использование в селекции отдаленных гибридов, полиплоидов в качестве исходных форм, дает возможность увеличить диапазон генетического разнообразия гибридного потомства и повысить вероятность получения новых форм, отвечающих требованиям современного садоводства.
В связи с привлечением в селекцию отдаленных гибридов вишни необходимо проводить цитоэмбриологические исследования генеративных структур исходных форм, что способствует грамотной постановке селекционных работ.
Исследования проводились в лаборатории цитоэмбриологии ВНИИСПК.
Объектом изучения послужил вишне-черемуховый гибрид ВЧ-89-95-48, имеющий гексаплоидный набор хромосом. Данный гибрид получен из НИИ Сибири имени М.А. Лисавенко.
Мейоз при микроспорогенезе изучали на временных давленых препаратах, приготовленных ацетогематоксилиновым методом [3]. Исследование проводились с использованием микроскопа Nikon 50i при увеличении 10x1,5x40; 10x1,5x100. Фотографии выполнены с помощью фотокамеры DS - Fi 1.
Результаты исследований. Проанализирован ход мейоза при микроспорогенезе у гексаплоидного отдаленного гибрида вишни с черемухой ВЧ-89-95-48. Установлено, что нарушения у этой формы встречаются на всех последовательных стадиях мейоза. Общее число их варьирует от 13,5 до 56,3% (таблица 1).
Таблица 1 - Характеристика микроспорогенеза у гексаплоидного гибрида ВЧ-89-95-48
Стадия мейоза Всего просмотрено микроспороцитов, шт. В том числе: ± m
нормальных с нарушениями
шт. % шт. %
Метафаза-I 423 253 59,8 59,8 40,2 ± 2,4
Анафаза-I 272 119 43,7 43,7 56,3 ± 3,0
Телофаза-I 270 227 94,1 94,1 15,9 ± 2,3
Метафаза-II 298 213 71,5 71,5 28,5 ± 2,6
Анафаза-II 325 234 72,0 72,0 28,0 ± 2,6
Телофаза-II 392 339 86,5 86,5 13,5 ± 1,7
Тетрады 995 774 77,8 77,8 22,2 ± 1,3
Пыльца 1578 1305 82,7 82,7 17,3 ± 0,9
Гетеротипическое деление у формы ВЧ-89-95-48 характеризуется более высоким процентом нарушений (15,9...56,3%о), нежели второе, гомеотипическое деление (13,5.28,5%) (рисунок 1).
17,3
>
>
N
>
^ У
Л*
х>
стадии мейоза
Рисунок 1 - Направленность хода мейоза при микроспорогенезе у гексаплоидного
отдаленного гибрида ВЧ-89-95-48
Характер нарушений в ходе микроспорогенеза представлен на рисунке 2.
m
щ»
■ - : '
I
у*
k/TL
4
j -
i>
м * *
Щ
w
* ш
)
'M
о
щ
d
щ I
*
ш
к л
а - метафаза -I, забегания; б - анафаза -I, отставания; в - анафаза -I, мост; г - телофаза -I, микроядра; д - метафаза - II, забегания; е - анафаза - И, отставания и выброс; ж - диада; з - триада; и - пентада; к - тетрада; л - крупная пыльца Рисунок 2 - Характер нарушений в ходе микроспорогенеза у гексаплоидного гибрида ВЧ-89-95-48
Как правило, разные типы нарушений характерны для каждой стадии мейоза. Среди нарушений на стадии метафазы-1 преобладают забегания 1.3 хромосом (рисунок 1а). От общего числа нарушений они составляют 39,2%.
В анафазе первого деления мейоза отмечено 56,3% клеток с нарушениями. Это отставание 1-8 хромосом в центре веретена деления, выброс 1.2 хромосом за пределы
б
а
в
д
г
е
и
веретена, мосты между анафазными группами (рисунок 1 б, в).
На стадии телофаза-I число нарушений снижается до 15,9%. Это в основном одно-два микроядер на микроспороцит (рисунок 1 г).
В метафазе второго деления мейоза около 30% клеток имеют отклонения от нормы. Главным образом это забегание 1...3 хромосом к полюсам одного или обоих веретен деления (рисунок 1 д), выбросы 1.2 хромосом в цитоплазму микроспороцита, реже встречаются мосты между метафазными группами.
Анафаза-II характеризуется наличием нарушений в 28% клеток. Это преимущественно, отставания 1.3 хромосом, выбросы 1.2 хромосом за пределы ахроматинового веретена, мосты, комбинации из двух типов нарушений в одном микроспороците, например - отставание+выброс (рисунок 1 е). На стадии телофаза-II отмечен самый низкий процент нарушений - 13,5%. Наблюдали микроспороциты с числом ядер меньше или больше нормы, в некоторых случаях между телофазными ядрами образовывались мосты.
На стадии тетрад отмечены спорады с аномальным числом микроспор больше или меньше нормы: диады, триады, пентады, гексады (рисунок 1 ж, з, и). Правильные тетрады составляют 77,8% (рисунок 1 к).
При наличии диад и триад формируются крупные пыльцевые зерна (рисунок 2 л). Отличительной особенностью для формы ВЧ-89-95-48 является такое нарушение, как формирование значительного числа диад на стадии тетрад, вместо нормальных микроспроцитов с четырьмя микроспорами. Число диад составляет 6,5% от общего числа проанализированных микроспороцитов. Такое явление свидетельствует о том, что данная форма может продуцировать не только триплоидную пыльцу с 2n=3x=24 хромосомы, но также гексаплоидную с 2n=6x=48. Следовательно, в гибридном потомстве от опыления пыльцой этой формы могут возникать растения более высокой плоидности. От скрещивания гексаплоидной формы с диплоидными формами следует ожидать высокий выход тетраплоидных гибридов.
Литература
1. Джигадло, Е. Н. О возможности использования отдаленной гибридизации в селекции вишни на устойчивость к коккомикозу / Е. Н. Джигадло, Г. А. Седышева, О. Д. Голяева, С. Г. Батиков //О возможности использования отдаленной гибридизации полиплоидии в селекции плодовых и ягодных культур. - Орел, 1993. - С. 115.
2. Джигадло, Е. Н. Цитологическая и морфологическая оценка отдаленных гибридов вишни / Е. Н. Джигадло, Г. А. Седышева, О. Д. Голяева // Тр. НИИСПК. - Орел, 1992. - С. 104-111.
3. Топильская, Л. А. Изучение соматических и мейотических хромосом смородины на ацето-гематоксилиновых давленых препаратах / Л. А. Топильска, С. В. Лучникова, Н. П. Чувашина // Бюллетень ЦГЛ им. И. В. Мичурина. - 1975. - Вып. 22. - С. 58-61.
References
1. Dzhigadlo E.N., Sedysheva G.A., Golyaeva O.D., Batikov S.G. (1993): On possibility of using remote hybridization on cherry breeding for resistance to coccomyces. In: On possibility of using remote hybridization of polyploidy in fruit and berry breeding. Orel, VNIISPK. (in Russian).
2. Dzhigadlo E.N., Sedysheva G.A., Golyaeva O.D. (1992): Cytological and morphological estimation of remote hybrids of cherry. In: Scientific works of NIISPK. Orel, NIISPK: 104-111. (in Russian).
3. Topilskaya L.A., Luchnikova S.V., Chuvashina N.P. (1975): Study of currant somatic and meiotic chromosomes on acetohematoxylin squash preparations. In: Bulleten CGL im. I.V. Michurina, 22: 58-61. (in Russian).
