CC BY
23
St
УДК 57:606:631.1
3aM6pi6oprn; 1.С., Доброва Г.О., Шестопал О.Л., Паламарчук A.I.
ВПЛИВ СТРОКУ ВИС1ВУ НА Р1ВЕНЬ ШДУКЦИ НОВОУТВОРЕНЬ ПШЕНИЦ1 ТВЕРДО! В УМОВАХ П1ВДНЯ УКРА1НИ
Селекцшно-генетичний тститут — Нащональний центр настнезнавства та
сортовивчення, Овiдiопольська дорога, 3, 65036, Одеса, Украхна. е-mail: dobrovaann@gmail.com
Ощнили вплив строку виаву пшенищ твердо! яро! в пол1 на р1вень 1ндукцп новоутворень в культур1 пиляк1в in vitro в умовах П1вдня Укра!ни. Пшеницю вис1вали в два строки. Встановили залежн1сть р1вня 1ндукцп в1д дати вис1ву. Проростання в б1льш засушливих умовах тдвишуе 1ндукц1йну спроможшсть пшениц1 твердо'!.
Ключовi слова: культура пиля^в in vitro, пшениця тверда, строки виаву, тдукщя новоутворень
Замбриборщ И. С., Доброва А. А., Шестопал О. Л., Паламарчук А. И.
ВЛИЯНИЕ СРОКА ПОСЕВА НА УРОВЕНЬ ИНДУКЦИИ НОВООБРАЗОВАНИЙ ПШЕНИЦЫ ТВЕРДОЙ В УСЛОВИЯХ ЮГА УКРАИНЫ
Селекционно-генетический институт — Национальный центр семеноводства и
сортоизучения, Овидиопольская дорога,3, 65036, Одесса, Украина. е-mail: dobrovaann@gmail.com
Оценили влияние срока посева пшеницы твердой яровой в поле на уровень индукции новообразований в культуре пыльников in vitro в условиях Юга Украины. Пшеницу засевали в два срока. Установили зависимость уровня индукции от даты посева. Прорастание в более засушливых условиях повышает индукционную способность пшеницы твердой.
Ключевые слова: культура пыльников in vitro, пшеница твердая, сроки посева, индукция новообразований.
Zambriborsh I. S., Dobrova H. О., Shestopal О. L., Palamarchuk A. I.
THE INFLUENCE OF SOWING TERM ON THE DURUM WHEAT INDUCTION
ABILITY IN SOUTH UKRAINE
The Plant Breeding and Genetics Institute — National Center of Seed & Cultivar Investigation, Ovidiopolska road, 365036, Odessa, Ukraine. е-mail: dobrovaann@gmail.com
The sowing term of spring durum wheat influence on the induction ability in the South Ukraine was evaluated. Wheat was sowed in two terms: April, 11 and April, 18 of 2013. Two
sowing term were different in the growing conditions. The second term is characterized with higher temperature and lower soil humidity during wheat germination and growing. Wheat spikes were cut in appropriate microspore development stage according to standard protocol. Anthers were cultivated on different cultural media. We used standard protocols as well as our own improved protocols of media preparation. The level of sowing term and plant culture media on the induction ability of different wheat genotypes was estimated. Stress growing conditions increased the induction ability of durum wheat. The new formation percentage was higher for the second sowing term wheat on different media. However it was shown that the level of sowing term influence was lower on appropriate cultural media.
Key words: in vitro anther culture, durum wheat, sowing term, new formation induction. ВСТУП
Отримання подвоених гапло!дГв — це важливий в селекцп пшенищ бютехнолопчний метод, який дозволяе прискорити селекцшний процес. ВГдомо, що на Гндукцшну спроможнiсть злак1в впливають як умови культивування (Trottier, 1993; 1гнатова, 2007) так i генотип рослин (Carreda, 1999; Лобанова, 2008). Тому дослГдження впливу строку посiвy та умов вирощування донорних рослин на ефектившсть андрогенезу T.durum е актуальними. Першим етапом отримання подвоених гапло!дГв е шдукцГя новоутворень. В попереднiх дослГдженнях (Замбрiборщ, 2013; Доброва, 2013) ми визначали залежшсть iндyкцГí вiд генотипу рослин та шдукцшного живильного середовища. Метою дано! роботи було дослГдити вплив строку посГву на показник шдукцп новоутворень.
МАТЕР1АЛИ I МЕТОДИ ДОСЛ1ДЖЕНЬ
Було дослГджено сГм пбридГв другого поколГння пшеницГ твердо! яро-
озимо! (табл. 1).
Таблиця 1. Яро-озим1 г1бриди пшениц1 твердо!, взят1 для досл1дження.
Т1 (Сарат. Золотой х Gidara 2) х Гардемарин
Т2 Topdy 18/FOCHA1/Altar84 x Линкор
Т3 Korifla x Крейсер
Т4 Topdy 18/FOCHA1/Altar84 x /(Yav79 x Ал. Парус) х {Коралл 504/67) x Хар.1] х [(Tigris x Айсб.) х (Айсб.од х Нов.4)]} х [(LR-1 x
Т5 Topdy 18/FOCHA1/Altar84 x Босфор
Т6 Harurani x Континент
Т7 Harurani x /(Yav79 x Ал. Парус) х {Коралл х [(LR-1 x 504/67) [(Tigris x Айсб.) х (Айсб.од х Нов.4)]}/ x Хар.1] х
Рослини вирощували на дослЦних польових дiлянках СГ1—НЦНС. Пшеницю висiвали в два строки: 11.04.2013 (строк 1) та 18.04.2013 (строк 2). Добiр матерiалу в культуру пиляюв здiйснювали наступним чином: пагони з
-А
%
колоссям зрiзали з донорних рослин, коли вакуолiзованi мiкроспори пилякiв знаходились у середньо-тзнш вакуолiзованiй одноядернiй фазi розвитку. Попередню обробку зрiзаних пагонiв проводили у водному розчиш АБК (0,5 мг/л) протягом 3—5 дiб при +2 — +4 °С у темрявi (1гнатова, 2007). Колосся поверхнево стерилiзували насиченим розчином гiпохлориту кальщю за прийнятою методикою (1гнатова, 2008). Пиляки експлантували на п'ять варiантiв агаризованих живильних середовищ для шдукцп новоутворень: 190-2 (Trottier, 1993) та розроблеш в лабораторп модифшацп середовищ С17 (Foroughi-Wehr, 1990) та М42 (Kao, 1991) — С17н, С17В, СМн та М42н (Доброва, 2013). Модифшащю середовищ проводили за вмятом i складом амiнокислот, органiчних кислот та вггамшв (Замбрiборщ, 2013). Для статистично! обробки отриманих даних використовували дисперсшний аналiз (Рокицкий, 1973).
Результати та 1х Обговорення
Перший та другий строки виаву рослин вiдрiзнялися рiвнем зволоженостi та температури. Проростання насшня та закладка основних систем пшенищ другого строку висiву проходила в умовах недостатньо! зволоженостi та быьш високо! температури. З лггературних даних вiдомо, що стресовi умови (зокрема, попередня холодова обробка) посилюють шдукцшну спроможнiсть злак1в (Jahne, 1995).
Таблиця 2. 1ндукщя новоутворень в культурi пилякiв пшеницi твердо! на pi3HHx живильних середовищах в залежное! вiд строку виаву._
Середовище
С17н С17В СМн М42н 190-2
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
Генотип строк строк строк строк строк строк строк строк строк строк
Т1 1,85 ± 0 7,98 ± 2,20 ± 1,46 ± 0
1,83 1,86 1,54 1,37
Т2 3,14 ± 4,21 ± 1,53 ± 2,96 ± 1,48 ± 3,81 ± 0 0,52 ± 1,57 ± 4,42 ±
0,75 0,88 0,68 1,46 0,49 1,32 0,30 0,64 1,37
Т3 0,56 ± 0 1,19 ± 2,20 ± 0 0 0 0 0,81 ± 1,10 ±
0,56 1,18 1,54 0,81 1,09
Т4 2,75 ± 4,76 ± 0 4,52 ± 0 0,52 ±
1,57 2,32 1,56 0,52
Т5 — — 0 2,22 ± 1,0 0 1,79 ± 0,88 0 1,13 ± 0,65 0 3,30 ± 1,23
Т6 0 1,48 ± 0,74 — — — — 0 0 — —
Т7 4,49 ± 0,74 ± 2,86 ± 0
1,66 0,74 1,15
Оцiнювали вплив строку посiву на рiвень iндукцií новоутворень восьми генотипiв/ що культивувалися на iндукцiйних живильних середовищах С17н, С17В, СМн (табл. 2).
Для комплексноí оцiнки дií факторiв середовища, генотипу та строку виаву проводили двофакторний дисперсiйний аналiз впливу генотипу та живильного середовища на рiвень шдукцп новоутворень (табл. 3, 4). Таблиця 3. Значення F-критерiя для двофакторного дисперсшного аналiзу впливу строку поову та генотипу рослини на показник шдукцп
1902 % М4 2-н % С17 н % С1 7В % СМ н %
Вар1ювання по фактору 4,76** 24, 5,6 30, 6,17 29, 4,0 32, 17,9 41,
А: генотип 68 2** 22 ** 01 1* 2 6** 62
Вар1ювання по фактору В: строк 21,7 6** 28, 21 7,1 5* 3,8 4 4,00 2,3 5 8,6 4** 23, 11 1,03 0,4
Вар1ювання по фактору 4,09 21, 7,8 42, 10,1 47, 0,2 1,9 20,3 47,
взаимодп А i В ** 19 7** 29 1** 5 4 1 5** 16
— 40eroBipH0 при р<0,05; ** — 40eroBipH0 при р<0,01
*
Виявлено достов1рний вплив строку вис1ву на показник шдукцщп новоутворень для генотип1в, культивованих на середовищах 190-2, М42н та С17В. Для середовищ С17н та СМн достов1рно'1 р1зниц1 за р1внем 1ндукц11 новоутворень для пшениц1 першого та другого строку пос1ву не виявлено. Показано, що значно 61льший (29,01% та 17,96% в1дпов1дно) вплив мае генотип дослЦжуваних рослин, а також взаемод1я фактор1в «генотип» та «строк поаву» (47,5% та 47,16%). За нашими попередшми досл1дженнями (Зам6р16орщ, 2013) модиф1кован1 середовища С17н та СМн е бьльш придатними для шдукцп новоутворень в культур1 пиляюв твердо!" пшениц1 рег1ону П1вдня Украши.
Для оц1нки впливу строку поаву донорного матер1алу та складу шдукцшного живильного середовища на ефективн1сть першого етапу культури пиляк1в in vitro провели двофакторний дисперсшний анал1з даних п'яти генотитв твердо! пшениц1 за показником «шдукцп новоутворень» (табл. 4).
З табл. 4 видно, що на прояв ощнювано! ознаки достов1рно впливае строк виаву та живильне середовище, але майже не впливае взаемод1я цих двох фактор1в. Для пшенищ генотипу Т5 6iльш важливим е вплив строку виаву. Пшениця першого строку показала нульову шдукщю нав1ть на оптимальних живильних середовищах (С17В, СМн). Р1вень шдукцп новоутворень пшенищ Т3 достов1рно залежить лише в1д середовища. На 1ндукц1ю новоутворень генотитв Т1, Т2 та Т4 з приблизно однаковою силою впливають обидва фактори, але не виявлено достов1рного впливу !х взаемодп.
Biological Bulletin 111 fe ----
Таблиця 4. Значення F-KpHTepiH для двофакторного дисперсiйного аналiзу впливу строку висiву рослин та живильного середовища на показник «шдукщя новоутворень» та сила впливу дослЦжуваних факторiв (%).
Т1 % Т2 % Т3 % Т4 % Т5 %
Варiювання
по фактору А: 18,58** 45,17 12,01** 48,61 5,44** 47,97 10,49** 38,8 2,54 8,89
середовище
ВарГювання
по фактору В: 24,95** 30,33 24,33** 24,62 0,28 0,61 14,13** 26,13 54,52** 63,56
строк виаву
ВарГювання
по фактору 4,08* 9,91 1,61 6,53 0,83 7,31 3,49* 12,89 2,54 8,89 взаимодГ! А i В
* — рiзниця досговiрна при р<0,05; ** — при р<0,01
ДослГдження довели, що оптимальнi умови культивування (а саме живильне середовище) тдвищують рiвень iндукцГí новоутворень для пшенищ першого та другого строив виаву. Це мае потенцшно важливе значення для встановлення оптимальних умов вирошування батькiвських рослин. Адже при зростанш в несприятливих умовах значна частина рослин гине тд впливом стресових факторiв. Хоча органiзми, що змогли сформувати колос в подГ6них умовах, у середньому дають вищш рiвень шдукцй новоутворень у порГвнянш з аналогiчними генотипами, що вирощувались за 6Гльш сприятливих умов, культивування за умов стресу не е випдним за рахунок значних втрат.
Висновки
1. Оцшили вплив строку поаву донорних рослин на рiвень Гндукцп новоутворень в культурГ пилякгв пшеницi твердо!. Визначили, що пшениця другого строку висГву формуе новоутворення з бГльшою частотою.
2. Встановили, що на дослГджуваний показник Гндукцй Гз рГзною силою впливають генотип, живильне середовище та строки виаву рослин в поль
3. Визначили, що при культивувант на сприятливих живильних середовищах вплив стресового фактору швелюеться для деяких генотитв.
4. Встановили оптимальш строки посГву та умови вирощування донорних рослин.
Список Використано! Л1тератури
Caredda S., Cl'ement C. (1999). Androgenesis and albinism in Poaceae: influence of genotype and carbohydrates. In: Cl'ement C., Pacini E., Audran J.C. (eds.). Anther and pollen: from biology to biotechnology (pp. 211-228). Berlin: Springer. Foroughi-Wehr B., Zeller F.J. (1990). In vitro microspore reaction of different German wheat cultivars. Theoretical and applied genetics, 79, 77-80.
Jahne A., Lorz H. (1995). Cereal microspore culture. Plant Science, 109, 1-12. Kao K.N., Saleem M., Abrams S., Pedras S., Horn D., Mallard C. (1991). Culture conditions for induction of green plants from barley microspores by anther culture methods. Plant Cell Reports, 9, 595-607.
Trottier M.C., Collin J., Comeau A. (1993). Comparison of media further aptitude in wheat anther culture. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 35, 59-67. Доброва Г.О. (2013). Вплив поживного середовища на гндукцгю новоутворень тетраплоИдно! пшенищ в культург пилякгв in vitro. Матерiали VIII Мгжнародно1 конференций молодих учених «БгологГя: вгд молекули до бгосфери», Харкiв. - C. 145
Замбрiборщ 1.С., Доброва Г.О., Шестопал О.Л., Ружицька О.М. (2013). 1ндукцГя новоутворень в культург пилякгв тетрапло1дно1 пшеницi Triticum dicoccum (Schrank) Schuebl. in vitro. Сборник научных трудов SWorld, 28-32. 1гнатова С.О., Жосонар М.В., Лобанова К.1., Шестопал О.Л. (2008). Отримання подвоених гапло1дгв м'яко1 пшеницi в культурi пилякгв. Методичнi рекомендацп / Пiвден. бготехнолог. центр в рослин-вi УААН. Одеса. 1гнатова С. О., Лобанова К. I., Шестопал О. Л. (2007). Спосгб пгдвищення регенерaцiйного потенцiалу в культурi пилякiв озимо!" м'яко! пшенищ. Патент Украши МПК № вГд 10.04.07, Бюл. № 4.
1гнатова С.О., Лобанова K.I. (2007). Фактори, що впливають на реaлiзaцiю регенерацшного потенцiaлу мiкроспор в культурi пилякгв м'яко! пшеницi. Досягнення i проблеми генетики, селекцп та бiотехнологГi, 2, 492. Лобанова Е.И., Игнатова С.А., Шестопал О.Л., Нарган Т.П. (2008). Регенерация в культуре пыльников озимой мягкой пшеницы у генотипов с разной продолжительностью периоды «всходы-колошение». Фактори
експериментально! еволюцп органгзмгв, 5, 291.
Рокицкий П.Ф. (1973). Биологическая статистика. (3-е изд.). Минск: «Высшая школа».
References
Caredda, S., Cl'ement, C. (1999). Androgenesis and albinism in Poaceae: influence of genotype and carbohydrates. In: Cl'ement, C., Pacini, E., Audran, J.C. (Eds.) Anther and pollen: from biology to biotechnology. Berlin: Springer.
-A
St
Foroughi-Wehr, B., Zeller, F.J. (1990). In vitro microspore reaction of different German wheat cultivars. Theoretical and applied genetics, 79, 77-80.
Jahne, A. Lorz, H. (1995). Cereal microspore culture. Plant Science, 109, 1-12.
Kao, K.N., Saleem , M., Abrams, S., Pedras, S., Horn, D., Mallard, C. (1991). Culture conditions for induction of green plants from barley microspores by anther culture methods. Plant Cell Reports, 9, 595-607.
Trottier, M.C., Collin, J., Comeau, A. (1993). Comparison of media further aptitude in wheat anther culture. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 35, 59-67.
Dobrova, H.O. (2013). Vplyv pozhyvnogo seredovyshha na indukciju novoutvoren' tetraploi'dnoi' pshenyci v kul'turi pyljakiv in vitro. Materialy VIIIMizhnarodnoi' konferencii' molodyh uchenyh Biologija: vid molekuly do biosfery. Kharkiv.
Zambriborshh, I.S., Dobrova, H.O., Shestopal, O.L., Ruzhyc'ka, O.M. (2013). Indukcija novoutvoren' v kul'turi pyljakiv tetraploi'dnoi' pshenyci Triticum dicoccum (Schrank) Schuebl. in vitro. Sbornyk nauchnyh trudov SWorld, 28-32.
Ignatova S.O., Zhosonar M.V., Lobanova K.I., Shestopal O.L. (2008). Otrymannja podvojenyh gaploi'div m'jakoi' pshenyci v kul'turi pyljakiv. Metodychni rekomendacii'. Pivden. biotehnolog. centr v roslyn-vi UAAN. Odesa.
114 Бюлопчний eicHHK Щ2 -fe
Ignatova, S. O., Lobanova, K. I., Shestopal, O. L. (2007). Sposib pidvyshhennja regeneracijnogo potencialu v kul'turi pyljakiv ozymoi' m'jakoi' pshenyci. Patent Ukrai'ny MPK № vid 10.04.07, Bjul. № 4. Ignatova, S.O., Lobanova, K.I. (2007). Faktory, shho vplyvajut' na realizaciju regeneracijnogo potencialu mikrospor v kul'turi pyljakiv m'jakoi' pshenyci. Dosjagnennja i problemy genetyky, selekcii' ta biotehnologii', 2, 492. Lobanova, E.I., Ignatova, S.A., Shestopal, O.L., Nargan, T.P. (2008). Regeneracija v kul'ture pyl'nikov ozimoj mjagkoj pshenicy u genotipov s raznoj prodolzhitel'nost'ju periody «vshody-koloshenie». Faktori eksperimental'noi evoljucii organizmiv, 5, 291. Rokickij, P.F. (1973). Biologicheskaja statistika. Minsk: Vysshaja shkola. Поступила в редакцию 29.06.2014 Как цитировать:
Замбрiборщ 1.С., Доброва Г.О., Шестопал О.Л., Паламарчук А.1. (2014). Вплив строку виаву на рiвень шдукцп новоутворень пшенищ твердо!! в умовах Швдня Укра'ни. Биологический вестник Мелитопольского государственного педагогического университета имени Богдана Хмельницкого, 4 (2), 107-114. crossref http://dx.doi.org/10.7905/bbmspu.v4i2.888
© 3aM6pi6opm, Доброва, Шестопал, Паламарчук, 2014
Users are permitted to copy, use, distribute, transmit, and display the work publicly and to make and distribute derivative works, in any digital medium for any responsible purpose, subject to proper attribution of authorship.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 3.0 License.
