CC BY
33
растений, состояние проблемы и перспективы исследований. Гр.Междунар. еимп. Саратов, 1994. С. 8-9.
Бутара A.M., Русина JT.B. Культура неоплодотворённых завязей и семяпочек как способ получения гаплоидных растений // Физиол. и биохимия культ, растений. 1988. Т.20. № 5 . С.419-430.
Тырнов B.C., Еналеева К.Х. Автономное развитие зародыша и эндосперма у кукурузы // Докл. АН СССР. 1983. Т. 272.№3. С. 722-723.
Alatortscva Т.А., Tymov V.S. The use of culture for identification apomictic form//Trends in Plant Bioteclinology: II Symp. Puschino, 1993. P.342.
Benkirane H., Sabounji K„ Chlyah A., Chlyah H. Somatic embryogcncsis and plant regeneration from fragments of immature inflorescence and coleoptiles of durum wheat // Plant Cell, Tissue and Organ Culture. 2000. Vol.61. P. 107-113.
Laudenir P., William S., Somatic embryogenesis and regeneration capacity in tropical maize inbreds // Rev. Bras. Genet. 1989. Vol.12. N3. P. 553-566.
Mol R. F.mbryological aspects of in vitro gynogenesis in plant organ cultures. Acta Biol.Cracov. Ser. Bot. Vol.41. 1999. P.67-74.
Mukhambetzhanov S.K. Culture of nonfertilized female gametophytes in vitro. Plant Cell. Tissue and Organ Culture. Vol. 48. 1997. P. Ill -119.
Yang 11.J., Zhou C. In vitro induction of haploid plants from unpollinated ovaries and ovules // Theor. And Appl. Genet. 1982. Vol.63. № 2. P.97-104.
УДК: 631.52
ПРЕДРАСПОЛОЖЕННОСТЬ К ПОЛИЭМБРИОНИИ СОРТОВ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ САРАТОВСКОЙ СЕЛЕКЦИИ
Н.Г. Геворгян
Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского
Полиэмбриония у растений (возникновение в одном семени нескольких зародышей) связана с рядом явлений, которые имеют важное селекционное значение. К ним относятся партеногенез, андрогенез, гаплоидия, аномиксие (Хохлов и др., 1976; Селиванов, 1983; Тырнов, 1986). Все они у большинства возделываемых растений встречаются крайне редко и их очень трудно выявлять. Полиэмбриония, напротив, самый легко диаг ностируемый признак, поэтому не исключено, что, производя отбор на полиэмбрионию, можно будет выявить формы, предрасположенные к вышеперечисленным явлениям.
По литературным данным, использование только апомиксиса при воспроизводстве риса должно дать дополнительную продукцию не менее чем на 2,5 миллиарда долларов в год (Kollunow, 1998). Не меньшие результаты могут быть получены и при возделывании пшеницы.Использование гаплоидии и анд-рогенеза позволяет в несколько раз сокращать сроки селекции. Поэтому изучение полиэмбриопии может оказаться очень перспективным направлением. Встречаемость полиэмбрионии у пшеницы отмечалась разными авторами (Селиванов, 1983; Цветова, 1971; Зайкина,1978). Нами проведена оценка разных
сортов и линий и выбраны формы, наиболее предрасположенные к полиэм-брионии.
Материал и методы
Для первоначальной оценки нами было выбрано 30 сортов мягкой пшеницы. Семена проращивались в медицинских эмалироваиых кюветах, в которые закладывались стекла обернутые фильтровальной бумагой и под которые заливалась обычная водопроводная вода. Каждый сорт проращивали отдельными выборками, каждая из которых включала 3000 семян. Такой подход позволяет проводить статистическую обработку, а также определять необходимую минимальную выборку, достаточную для правильной оценки частот полиэмбрионии. Сорта, у которых отмечалась ее наиболее высокая частота и вс!рсчалось проявление апомиксиса или гаплоидии, исследовались более детально. Расчеты производились на число проросших семян. Частоты полиэмбрионии приводятся не только в процентах, но и в числе зерновок, которое приходится на 1 полиэмбрион. Это дает возможность быстро определять число зерновок, необходимое для получения конкретного количества полиэмбрионов.
Результаты и обсуждение
Из 30 изученных сортов полиэмбриотпл обнаружены лишь у 9. У 8 сортов выявлено лишь по одному полиэмбриону и частоты полиэмбрионии лежат в пределах 0,03- 0,05 %. И только у сорта Саратовская 70 выявлено 2 полиэмбриона (Табл.1).
Таблица 1. Результаты первичной оценки полиэмбрионии у 30 сортов пшеницы
(урожай 2000 года)
Сорт Количество Сорт Количество
Зерновок пэ Зерновок п
Лльбидум 28 2377 0 Саратовская 38 2468 0
Лльбидум 29 2552 0 Саратовская 42 2183 0
Лльбидум 43 2750 1 Саратовская 46 2782 0
АлъЬидум с2015 2646 0 Саратовская 52 2640 0
Лльбидум с2065 2710 0 Саратовская 55 2674 0
Белянка 2570 0 Саратовская 58 2520 0
Кршовская 32 2550 1 Саратовская 60 2472 0
Л503 2480 0 Саратовская 62 2555 1
Лютесценс 62 2758 0 Саратовская 64 2680 1
Лютесценс с2052 2690 0 Саратовская 66 2579 0
Полтавка 2870 1 Саратовская 68 2755 0
Прохоровка 2730 0 Саратовская 70 2670 2
Тулайковская 1 2790 1 Саррубра 2485 1
Тулайковская 5 2790 1 Целинная 20 2540 0
Саратовская 29 2786 0 Юго-Восточиая 2 2470 0
2 П
У всех сортов, у которых обнаружены полиэмбрионы, число выборок было увеличено, а кроме того, исследовался также материал следующего года репродукции (5 сортов). Увеличение числа выборок и, следовательно, увеличение общего количества пророщепых семян, наряду с получением иолиэмбрионов, преследовало еще одну цель. Желательно было выяснить, какова роль случайности попадания в исследуемую партию семян определенного числа полиэмбрионов, какова должна быть минимальная величина выборок, чтобы объективно судить о средних частотах полнэмбрионии и не проращивать на стадии первичной оценки разных сортов излишне большое количество семян. Результаты представлены в таблице 2. Выборка в 3000 семян, вероятно, недостаточна для первичной оценки, если частоты явления лежат в пределах от 0,1% и менее. Так из 9 сортов лишь у Саратовской 70 выявлено 2 полиэмбриона. Однако, у этого же сорта в двух других выборках они не были найдены, а в третьей выделен лишь один.
Таблица 2. Частоты полиэмбрионии у разных сортов в разные годы и в разных выборках семян одного года
Сорт Год Число Частоты пэ **
зерновок пэ % *
Саратовская 64 2000 10630 10 0,09 1:1063 1,2,3,4
2001 33842 44 0,13 1:769 1,2,3,3,5,6,7,8,9
Саррубра 2000 10515 8 0,08 1:1314 1,1,3,3
2001 8191 4 0,05 1:2048 1,1,2
Юго-Восточ. 2 2000 10824 12 0,11 1:902 1,2,3,6
2001 8208 6 0,07 1:1368 1,2,3
Саратовская 62 2000 11113 2 0,02 1:5556 0,0,1,1
2001 8526 0 0 0:8526 0,0,0
Ершовская 32 2000 10904 3 0,03 1:3635 0,1,1,1
2001 2794 0 0 0:2794 0
Альбидум 43 2000 11070 2 0,02 1:5535 0,0,1,1
Тулайковская 5 2000 11385 4 0,04 1:2846 0,1,1,2
Саратовская 70 2000 11202 3 0,03 1:3734 0,0,1,2
Полтавка 2000 8380 3 0,04 1:2793 0,1,2
Саратовская 29 2000 8136 0 0 0:8136 0,0,0
Примечание: * Число зерновок, на которое встречается одна двойня ** Число двоен (через запятую), встречающихся в каждой из выборок, входящих в общее число семян.
Следовательно, если сначала этот сорт можно было считать перспективным, то после дополнительного проращивания семян его из этой группы пришлось исключить. Наибольшее число выборок (13) исследовано для сорта Са-
ратовская 64. Случаи полиэмбрионии варьировали от 1 до 9 на выборку со всеми промежу точными значениями, то есть 2, 3, 4, 5, 6, 7 и 8. Разные значения были отмечены и у других сортов. Из этого следует, что вследствие случайного распределения нолиэмбрионных зерновок среди массы семян, частоты полиэмбрионии у одного и того же сорта могут различаться почти на порядок. Видимо, выборка для сортов, характеризующихся частотами полиэмбрионии около 0,1 % (или 1:1 ООО) должна быть не менее 10000.
Сорта, у которых сначала было обнаружено ло одному полиэмбриону, при дальнейшей оценке дали неоднозначные результаты. В группу «высокочастотных» сортов можно отнести только три - Саратовская 64, Саррубра и Юго-Восточная 2 (частоты в пределах 1:1 ООО - 1: 2000). Сходные результаты у этих сортов были получены и в следующем году. Кроме того, у них не было ни одной выборки, в которой не отмечено случаев полиэмбрионии. У других сортов полиэмбриония встречалась значительно реже (около 1:3000 - 1: 5500). У сорта Саратовская 29 случаев полиэмбрионии не выявлено даже при достаточно большом количестве семян (0: 8136). Сорта или линии, характеризующиеся признаком «редкая частота полиэмбрионии» также могут представлять интерес для селекционно-генетических работ. Они могут использоваться в скрещиваниях с «высокочастотными» формами для генетического анализа наследования этих признаков.
Поэтому для оценки стабильности частот нолиэмбриопии мы сравнили свои данные с литературными. Так, в опытах М.И.Цветовой (1971), у сорта Саратовская 29 в 1968 и 1969 годах частоты полиэмбрионии были соответственно 1:10800 и 1:9000, а в опытах Т.Ф.Зайкиной (1978) - 1:6941. Таким образом, с учетом наших опытов, низкая частота полиэмбрионии у сорта Саратовская 29 проявилась 10 и 30 лет спустя. Наши данные (1:5535) для сорта Лльбидум 43 также сходны с данными М.И.Цветовой 1968 и 1969 годов (1:3690 и 1:6325).
Исходя из полученных данных, остальные 20 сортов, у которых в первичных выборках полиэмбриония не выявлена, нуждаются в дополнительной проверке на склонность к этому явлению.
У сорта Саратовская 64 среди близнецов выявлено 8 гаплоидов. Два гаплоида обнаружены у сорта Юго-Восточная 2. Следовательно, случаи полиэмбрионии у пшеницы могут быть связаны с какими-то элементами апомиксиса, вероятнее всего, с партеногенезом.
Работа выполнена при поддержке РФФИ (фант № 01 - 04 - 40385).
Литература
Зайкина Т.Ф. Встречаемость полиэмбрионии у яровой мягкой и твердой пшеницы //Лпомиксис и цитоэмбриология растений. Вып.4. Саратов, 1978. С.38-39.
Селиванов Л.С. Многозародышевоеть семян и селекция. Саратов, 1983. 84 с.
Тырнов В.С. Лндрогенез in vivo у растений //Биология развития и управление наследственностью. М., 1986. 128 -164
Хохлов С.С., Тырнов B.C., Гришина Н.В. и др. Гаилоидия и селекция.М., 1976. 221 с.
Цветова М.И. Исследование полиэмбрионии у некоторых сортов мягкой пшеницы //Апомиксис и цитоэмбриология растений. Вып.2. Саратов, 1971. С. 94-103.
Grossniklaus U., Koltunow A.,van Eookercn Campagne. A bright future for apomixis //Trends in plant science.Vol.3, № 3. P.415 -416.
УДК 581.331.2, 575.224.234
ХАРАКТЕРИСТИКА ПЫЛЬЦЫ У ТЕТРАПЛОИДНЫХ И ГИПОТЕТРAF1JЮИД11ЫХ ФОРМ ТАБАКА, ПОЛУЧЕННЫХ 11А ОС! ЮВЕ ДЕСИНАПТИЧЕСКОГО МУТАНТА Dsyl
А.Ю. Колесова, O.J1. Госспова, Н.Х. Еналеева Саратовский государственный университет им Н.Г. Чернышевского
Для понимания механизмов генетической регуляции систем размножения растений необходимо создание и изучение коллекции форм с мутационными изменениями отдельных генеративных признаков. У Nicotiana tabacum I.. экспериментальным путем получена мутантная форма, характеризующаяся уменьшенным числом элементов в зародышевых мешках и остановкой развития пыльцевых зерен на одноядерной или ранней двуклеточной стадиях (Епа-leeva, 1997; Колесова, Еналеева, 2001). Установлено, что основной эффект мутации (Dsyl) заключается в десинапсисе по одной хромосоме, приводящем к формированию анеуплоидпых 23-хромосомных мета- и микроспор, из которых развиваются аномальные мега- и микрогаметофиты (Еналеева, Колесова. 2000; Колесова, 2000).
Путем культивирования in vitro соматических тканей мутанта Dsyl получен 96-хромосомный тетранлоид, характеризующийся частичной фертильно-стыо. В настоящей работе представлены результаты подсчета числа хромосом и цитологического анализа пыльцы у самооныленного потомства течраплоида.
Ма териалы и методы
Объектом исследования служили тетранлоид, несущий мутацию Dsyl в двойной дозе (далее обозначаемый как «Тетраплоид (Р)»), и 14 его потомков. У каждого растения на стадии проростков фиксировали ацетоалкоголем (1:3) копчики корешков, предварительно обработанные 0,002 M раствором оксигид-рохинолина. Корневые меристемы окрашивали ацетогемагоксилином по стандартной ме тодике (Турков и др., 1988) и подсчи тывали числа хромосом.
Растения выращивали на экспериментальном участке и во время цветения фиксировали зрелые пыльники (по 3 из разных цветков).
Пыльцу окрашивали в смеси ацетокармина, глицерина и хлоралгидрата (1:1:1), после чего проводили детальный анализ пыльцевых зерен (113). Морфо-
